試論石油鉆井施工應注意的幾個技術問題

李江

摘 要：文中從鉆頭的選擇、鉆井液技術的使用以及石油鉆井作業事故的監管這幾個方面進行著手，探討了石油鉆井施工作業中需要注意的技術問題，旨在提升我國石油鉆井技術，以供相關從業人員參考、借鑒。

關鍵詞：石油鉆井;施工;技術問題

石油鉆井施工所處的地理環境復雜，在施工作業過程中存在較多的不確定因素，只有對石油鉆井的技術問題予以重視，為石油企業的創造更多的經濟價值和社會價值。有了科學、安全的石油鉆井施工技術，才可以加快石油行業的發展腳步，為全體石油鉆井工作人員的生命和財產安全提供有力保障。

1 鉆頭選型

眾所周知，石油鉆井作業通常情況下是以地下環境為主，但地下環境存在明顯的復雜性（地質、地形、地勢等等），而且石油鉆井作業還涉及了區域氣候、作業人員的職業素養、技術水平的高低、鉆井設備的性能等等。此外，石油鉆井作業的周期長、專業交叉性強，需要投入大量的人力資源和物力資源，施工難度較大。在這些要素中，最為重要的就是施工技術水平的高低，它既是石油鉆井施工作業的保障，也是深受業內人士關注的問題之一。

鉆頭的選型是整個石油鉆井作業工程重要的組成部分，它不僅和整個工程項目的施工成本有著密切的關系，同時也會給石油鉆井作業工程的安全性與效率性造成影響。所以在具體的鉆井作業過程中，就要依據實際的作業內容和施工環境，選擇出正規的、性價比高的鉆頭。在鉆頭的選型方面還要嚴格按照所在位置的地質特點，用科學的方式選擇。文中以我國XX省XX油田的石油鉆井情況進行分析。

在進行石油鉆井作業時可先準備好兩個不同的鉆頭，并針對鉆頭的性價比與鉆速進行比較。第一種鉆頭是我國XX廠生產的三牙鉆頭。該種鉆頭的實際鉆速可以達到565m/h;第二種是國內XX省XX廠生的三牙鉆頭，鉆速可以達到1200m/h。這兩種鉆頭的類型是一致的，在進行實際測試的過程中，后者除了鉆速高于前者之外，后者的價格也較為便宜，所以確定購買XX省生產的三牙輪鉆頭，這樣既能夠強化鉆井作業的效率，還可以降低工程項目的成本投入。在進行定向井施工作業的過程中，最為關鍵的就是造斜段。在造斜段的時候必須使用到螺桿鉆。與其他類型的鉆頭相比，該種鉆頭的鉆速快，但凡事有利有弊，螺桿鉆容易磨損，導致他使用的時間不長。基于此，在進行定向井鉆井作業時可以運用POC鉆頭來提高性價比。但值得注意的是，在運用POC鉆頭時要考慮到以下幾個技術方面的問題：首先，按照碎巖方式的不同選擇最為合適的鉆頭;其次，確保作業的安全性要使用耐久度高的鉆頭;第三，要考慮到鉆頭的各項參數是否科學合理;最后，在減少成本投入的同時按照相應的流程和規章制定進行操作。

2 鉆井液技術

由于石油鉆井作業的環境處于地表以下，作業環境復雜多變且具有一定的危險性，為了提高鉆井作業的安全性和可靠性，除了要做好鉆頭選型之外，還要選擇最為合適的鉆井液。

在國內XX省XX油田的鉆井作業過程中，因為油田所處的位置有大量的深層巖石，導致鉆井工作無法順利進行，除了硬度高之外還頻繁發生井塌、井縮等情況，給整個鉆井作業造成了嚴重威脅。引起井塌的原因是地層下方的粉砂質泥巖或者油頁巖等等和該區域內的地下水接觸，吸水膨脹引起巖層斷裂，礦井就會因為巖層斷裂造成塌陷事故。所以在進行鉆井作業的時候，對于地表下方的巖層要予以重視并確認該巖層的性質（是否為粉砂巖、油頁巖等等）。這些巖層的存在極大提高了石油鉆井工作的難度和危險性。在鉆井作業過程中出現的井漏問題，則是由于在鉆井作業的過程中與井下的粉砂巖層接角度，由于砂巖層本身有著大量的孔洞和間隙，所以巖層且有滲透性。如果在鉆井作業時巖層和地下水接觸就會造成不同程度的井漏。針對上述的問題，最為科學、合理的方解決辦法就是提升鉆井液技。通過分析和了解該油田所在的地質情況，研發出一種能夠抵抗200℃以上高溫的可循環性泡沫鉆井液。把這種新型的鉆井液運用到鉆井作業中，可以在地層出水而又無法鉆進時實現氣體鉆井，在提高鉆井作業安全性和效率性的同時，不會造成環境污染。值得注意的是，在運用此種鉆井液的時候要了解注氣壓力和注氣排量等參數的了解，這樣才能夠保障氣鉆井技術的穩定性與安全性。

3 井內事故處理

3.1 井漏

石油鉆井過程中，經常會出現固井或者鉆井而造成井漏事故。除此之外，鉆井液以及水泥漿等也會引起井漏問題。雖然造成井漏事故的原因復雜，但主要原因就是由于石油鉆井作業的環境問題。如果在鉆井作業時發生了井漏事故，不僅會造成巨大的經濟損失，嚴重的還會引起人員傷亡。而XX油田在鉆井作業發生的井漏事故，主要原因是地表下方方的巖層存在大面積的孔洞，在鉆井作業時容易造成巖層破裂引起井漏問題[1]。此外，還有一些人為的因素引起井漏事故。例如在鉆井作業時施工作業人員的專業技術不足，或者機械設備出現異常也會造成井漏事故。

3.2 卡鉆

卡鉆顧名思義，就是在進行油田鉆井作業時鉆具卡在鉆井內，無法正常作業或者移動。在通常情況下，卡鉆形成的原因是鉆井液和鉆井防護工作沒有落到實處所引起的。卡鉆的表現形式有井塌、沉砂以井縮等等。為了能夠避免在鉆井作業中發生卡鉆問題，那么就要結合實際情況做好相應的預防工作，確立完善、科學的操作標準：首先，在進行鉆井作業時發現阻力>120kN不得進行硬拉，而是要進行左右或者上下移動，小范圍地調整鉆具的運動軌跡，在保障鉆具有一定活動空間的基礎上把鉆具迅速拔出;其次，鉆具處在裸眼階段的時間長度盡量不要超過5min時間，對于斜井段停留的時長也不得大于3min[2]。除此之外，還要依據鉆井作業的實際需要購買適合的鉆頭與鉆井液，這樣才能夠保障油田鉆井作業的安全性和效率性;第三，安排專業人員采取定期檢查或者不定期抽檢的方式，了解鉆具和鉆井設備的運行情況，在對設備進行故障排查的過程中，對于那些使用年限較長的設備要進行及時地保養;第四，在提鉆結束后要進行迅速回灌，即完成鉆孔作業后把泥漿注入鉆孔內，通過這種方式就可以確保地層內部壓力維持在一個平衡的狀態，避免發生安全事故。此外，在鉆井作業現場還需要成立一支專業的監督管理隊伍，保障現場作業能夠有序、安全地進行。

3.3 處理方式

石油鉆井作業存在著各種的不確定性，因此在進行石油鉆井作業時經常會發生各種各樣的安全事故。安全事故一旦發生后果嚴重，除了帶來巨大的經濟損失，嚴重的還會造成人員傷亡。為了能夠實現油田安全生產的目標，油田企業在進行鉆井作業的過程中，既要做好相應的保障措施，還需要制定出一系列標準、規范、系統的安全生產流程，同時還要加大安全施工技術的推廣和研究力度。如果出現突發性事故，就要按照以下三個步驟進行解決：首先，對于事故形成的原因進行分析、了解，到事故的現場進行調查，確認事故發生地層的情況，判斷事故是人為因素還是外界因素引起的;其次，事故發生的之后快啟動應急辦法，并及時向上級部門進行匯報;第三，全面落實解決辦法，在減少損失的同時保障施工作業人員的生命財產安全[3]。值得注意的是，制定解決方案的過程中必須由資歷深厚、技術過硬的專業人員對事故進行全程負責、跟進，這樣才能夠在最短的時間內制定出最為科學、高效的解決方案。

4 結語

綜上所述，要想徹底解決石油鉆井作業中的事故是不現實的，為了實現安全生產的目標，石油企業首先提高石油鉆井施工技術水平，其次要依據實際的生產情況，制定出一系列完整、系統、科學的操作標準與管理流程，最后，在油田生產作業中還要做好應對各種突發事件的預防措施，這樣才能實現油田企業的可持續發展目標。

參考文獻：

[1]張哲.關于石油鉆井現場管理和石油工程施工質量關聯性的思考[J].石化技術，2019，026（003）：259-259.

[2]倪加強，郝亮.鉆井工程技術中存在的問題及提高鉆井效率研究[J].數字化用戶，2019，025（001）：103.

[3]呂建波.石油鉆井工程技術現狀、挑戰及發展趨勢研究[J].中國石油石化，2017（08）：156-157.