石油鉆井技術(shù)及固井技術(shù)的發(fā)展

梁華

中海油田服務(wù)股份有限公司 天津 300450

1 影響石油鉆井效率的因素

1.1 技術(shù)實施的有效管理存在不足

對石油鉆井技術(shù)實施進行有效管理是鉆井工程順利完成的保障。但在鉆井工程的實際操作中，技術(shù)實施的有效管理存在不同程度的欠缺，導致各個部門之間無法進行順暢的溝通，進而對鉆井工程的整體進度帶來影響。其次，在進行鉆井工程施工之前，相關(guān)工作人員要做好充分的前期準備，特別是緊急事故和頻繁發(fā)生事故的應(yīng)急方案，才能夠降低事故對工程進度的影響。但在具體實施上，很多企業(yè)并沒有提前做好突發(fā)事故的處理方案，進而導致石油鉆井效率得不到有效的提高。

1.2 安全監(jiān)督有待完善

在我國，石油鉆井屬于危險職業(yè)，因此在實施過程中必須要高度重視安全性問題。但就我國石油鉆井勘探工作的現(xiàn)狀來看，整體過程缺乏安全監(jiān)督管理。在施工期間，存在較多的安全隱患，由于這些隱患沒有得到及時的處理，會導致施工中經(jīng)常出現(xiàn)井漏和噴井事故，這將會對鉆井實施中機械的轉(zhuǎn)速控制帶來嚴重的影響，進而影響石油鉆井效率的提高[1]。

2 石油鉆井技術(shù)的應(yīng)用

2.1 深井和超深井鉆井技術(shù)

深井，一般范圍是指深度大于4500m、小于6000m的石油井，如若超過6000m這個最大值，就可稱為超深井，這即是深井與超深井的最大區(qū)別。不管是深井還是超深井，都無疑加重了石油開采難度，也就自然對鉆井技術(shù)有了更高要求，需要由先進的鉆井技術(shù)完成井下復雜的石油開采作業(yè)。目前我國的深井、超深井鉆井技術(shù)已經(jīng)領(lǐng)先其他國家，鉆井技術(shù)不斷升級并邁入成熟階段，塔里木盆地深井項目中的鉆井技術(shù)應(yīng)用就不失為一個成功典范，讓更多國家、更多人看到了我國鉆井技術(shù)的快速發(fā)展，相較于其他國家在石油開采作業(yè)中使用的鉆井技術(shù)，已經(jīng)顯現(xiàn)先進性和優(yōu)越性特質(zhì)，主要表現(xiàn)為周期短、效率高，發(fā)展勢頭良好。

2.2 大位移鉆井技術(shù)

大位移是指石油井水平位移與垂直深度之比，在該領(lǐng)域中，只要比值超過2就可稱為大位移井，如果數(shù)值大于3，稱為特大位移井。近年來，我國大位移鉆井技術(shù)不斷升級和創(chuàng)新，發(fā)展核心主要是變徑穩(wěn)定器和自動控制導向器，已經(jīng)可以對鉆井廢料進行有效清理并降低鉆柱摩擦，取得的成績與成就是喜人的、是值得肯定的。與此同時，大位移鉆井技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)逐步向海上遷徙，為我國海上石油開采作業(yè)的完成做出了突出貢獻，未來仍舊會發(fā)揮更重要的作用[2]。

2.3 3G 視頻監(jiān)控技術(shù)

3G視頻監(jiān)控技術(shù)不失為科技不斷發(fā)展視域下的新興技術(shù)，主要承擔石油開采作業(yè)中的監(jiān)控職責，以動態(tài)監(jiān)控為主，實現(xiàn)了監(jiān)控信號的實時傳輸，節(jié)省了較多成本的同時，也提高了監(jiān)控精準度和敏感度，就目前而言，已經(jīng)在鉆井技術(shù)使用過程中做出了不小貢獻。3G視頻監(jiān)控技術(shù)的使用，解決了在石油鉆井中由于地質(zhì)復雜造成的監(jiān)控難點，突破了動態(tài)實時監(jiān)測、鉆井工作量增多等諸多困境，已經(jīng)成為當前石油鉆井作業(yè)中必要使用的一項技術(shù)，除了保障信息及時傳輸?shù)膬?yōu)勢外，還具備存儲量大的優(yōu)勢，在我國石油鉆井領(lǐng)域發(fā)揮顯著作用。

2.4 膨脹管和波紋管材料技術(shù)

膨脹管是一種由特殊材料和高端技術(shù)生產(chǎn)的金屬管，在鉆井作業(yè)中發(fā)揮著不小的助力作用。具體來說，在鉆孔過程中，通過液壓驅(qū)動使膨脹管的直徑膨脹20%，機械性能直接提高到J55鋼級。補貼段密封壓力不低于150個大氣壓，能充分承擔套管的責任和作用。膨脹管工藝簡單，性能良好，正因如此，才會受到越來越多人的認可和青睞，它能充分發(fā)揮“小直徑、大尺寸”的作用，滿足鉆井技術(shù)的實際需要，屬于突破性技術(shù)。波紋管技術(shù)是處理鉆井滲水、坍塌等事故最常用的技術(shù)。能及時封堵及封閉意外井區(qū)，保證對外正常作業(yè)[3]。待鉆井作業(yè)完成后，就可用波紋管隔離水泥漿或油層。該技術(shù)在使用過程中，關(guān)鍵是波紋管只有在石油井擴孔完成后才能引入，應(yīng)合理應(yīng)用膨脹技術(shù)，使其靠近井壁，達到隔離密封的目的。

3 石油固井技術(shù)的發(fā)展狀況

3.1 水平井和特殊井固井技術(shù)不斷改進

近幾年，不少國家都對石油開采及相關(guān)技術(shù)發(fā)展加強了關(guān)注和重視，并為此投入了人力、物力、財力等方面的支持和協(xié)助，這間接加劇了石油行業(yè)市場競爭的復雜性。在這一宏觀背景下，中國對石油開發(fā)的需求也在與日俱增，加快了水平井、特殊井的固定技術(shù)發(fā)展步伐，使我國的固井技術(shù)得到了完善和升級，比以前有了質(zhì)的飛躍。例如，我國許多油田都在使用ANSYS有限元分析技術(shù)，材料質(zhì)量不斷升級，已經(jīng)帶動水平井、特殊井的固井技術(shù)不斷提升。

3.2 固井水泥漿材料技術(shù)的突破

水泥是固井作業(yè)的主要原材料，它關(guān)系到固井效果和質(zhì)量。在水泥中加入適當比例的外加劑不會改變水泥的性能基礎(chǔ)上滿足更多需求的。基于此，不少專家從水泥入手，研制出了不少種類、不少優(yōu)勢的水泥材料能有效提高水泥材料在穩(wěn)定油氣水層、高溫高壓條件下的工作能力。值得一提的是，我國在高強度水泥、低密度水泥研制中也取得了不錯的成績和成果，如熟知的抗鹽水泥漿、高溫井專用水泥漿等，保障了水泥的多種用途，也進一步促進了固井技術(shù)的發(fā)展。

3.3 調(diào)整固井技術(shù)質(zhì)量提升

中國東部油田的含水量普遍較大，有的油田含水量已經(jīng)突破70%甚至是90%，這給油田開采造成了諸多困境。早期技術(shù)受制約嚴重，導致這些油田長期處于注水開采狀況，這種開采方式直接造成油田注水量遠超采油量，井內(nèi)的壓力也時大時小，時長處于混亂、無序狀態(tài)，后果甚是嚴重。除了這些后果，有些油田的底層原有系統(tǒng)壓力也有遭受破壞跡象，這些都對之后的固井工作造成影響和干擾。

4 結(jié)語

石油為地下資源，屬于一種稀缺、寶貴且不可再生的資源，在經(jīng)濟發(fā)展較快的這幾年，我國對于石油的需求量正在逐步增多，也由此加大了石油開采量，也側(cè)面加重了石油鉆井技術(shù)及固井技術(shù)發(fā)展的緊迫性和必要性，這是本次研究的宏觀背景，使本研究更具現(xiàn)實意義和價值。