大位移井鉆井技術在油田中的應用

張俊

中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術分公司 天津 300459

引言

在以前的油氣勘探開發(fā)過程中，定向井技術的運用比較廣泛，并發(fā)揮著重要作用，隨著技術研究的突破，水平井鉆井技術取得了較快的發(fā)展并逐漸得到了廣泛的應用。油田關于大位移井的概念主要有兩種形式：第一種是測量井深和垂直井深，如果它們之間的比例≥2，就是大位移井；還有一種評判方式則是水平井位移和垂直位移之間的比例不小于2。由于儲藏石油需要多種的方式，為此我國從原來不變方位角的大位移井轉變?yōu)榱丝勺兎轿唤堑拇笪灰凭@種井被稱為多目標三維大位移井。目前我國的大位移井凝聚了水平井、深井、定向井等很多先進的技術，全方位地提高了大位移井的應用水平。大位移的鉆井技術運用也極其廣泛，在灘海油田，海上油田和地面都得到了有效的開發(fā)。

1 大位移井鉆井技術在我國的應用現(xiàn)狀

我國的大位移鉆井技術自20世紀80年代中期開始實行，到了90年代末期才有了進一步的完善。一路上，我國通過一次又一次的實踐工作，使大位移井這項技術得到普遍的運用。例如我國的石油有限公司深圳分公司在使用了這項大位移井的先進技術之后，精確了大位移井開發(fā)的工程系統(tǒng)，提高了鉆井技術的工作效率。近年來，我國大位移井鉆井技術與其他國家相比仍存在較大的差異。國外很多國家在工業(yè)方面起步較早，設備較為先進，大位移井鉆井技術相對我國而言是比較成熟的。這就需要我們不斷創(chuàng)新，努力鉆研大位移井鉆井技術，爭取早日達到大位移井鉆井技術的各項指標[1]。

2 大位移井鉆井技術的特點與優(yōu)點

想要更大范圍地開采油藏，就要在大位移井的鉆孔技術上建造堤壩。這樣在縮小油井開發(fā)的數(shù)量的前提下使各個油田得到了有效的開發(fā)，使我國油田的儲備量大大增加，進而使我國石油產(chǎn)業(yè)的勘測與開采石油行業(yè)迅速發(fā)展，同時也促進了我國與外國石油開采方面的交流合作，實現(xiàn)了經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。其中，大位移井的特點有：①水平位移大。大位移井可以有效控制含油面積的大小，是因為它的水平位移相對較大。它的這一特點，可以使淺海區(qū)域和陸地上的鉆井數(shù)量得到大幅度的減少，對我國的石油的儲備量得到保障。②滲透性很強，可以有效提高單井的產(chǎn)油量。經(jīng)過這種手段帶來的經(jīng)濟效益使大位移井鉆進技術得到了不可評估的發(fā)展。③阻力大。基于大位移井水平位移大這個特點，使鉆井的過程中阻力不斷增大。綜上所述，在對大位移井的設計上還存在著很多的缺陷，因此要不斷優(yōu)化大位移井的結構[2]。

3 大位移井鉆井技術在石油開采中的優(yōu)勢

①近年來，我國使用的是常規(guī)的水平井鉆井技術來進行海、陸上的油田開采，在此前提下，還要建立多個人工島和平臺。這樣不僅會浪費很多資金，還會花費很多的原材料。相關部門也發(fā)現(xiàn)了這類問題，由此轉向用大位移井鉆井技術來開發(fā)海上氣、油田，這樣就會使準備資金大大減少，為將來優(yōu)化大位移井鉆井技術提供了經(jīng)濟的保障。②大位移井可以對近海岸的氣、油田進行開發(fā)和勘采。大位移井的出現(xiàn)使油田工作更加順暢，在這樣的技術下，在活動鉆井的過程中，不需要依靠原來固有的平臺和人工島的修建來進行，從根本上實現(xiàn)了大位移井從陸上向海上對油田的勘測，節(jié)省了大量的投入資金。③用大位移井來做不同的小油氣田，有效地提高了經(jīng)濟效益。用一口大位移井將幾個分離開來的小塊油氣田進行開發(fā)，在這樣的方法下，鉆井數(shù)量不會減少，而會使投入的資金得到有效的利用。④大位移井同樣也可以在復雜的海底位置進行油田開采，這樣也可以減少資金的投入。⑤大位移井在不要求環(huán)境質量的地方較為容易實施鉆井。由這些可以看出該項技術的運用與中國石油事業(yè)的發(fā)展有著重大的聯(lián)系[3]。

4 大位移井在鉆井施工中的技術難點

4.1 剖面設計和軌跡控制難度大

由于大位移井的設計與常規(guī)的定向井設計在很多方面都存在著較大的差異。例如，大位移井的井身水平位移大，在極大程度上領先了定向井的剖面設計。但由于大位移井的軌跡得不到充分的控制，我國對此項技術的探索還仍需努力。

4.2 摩擦阻力大

大位移井由于井身斜角大，嚴重影響到了重力分力，工作人員不容易提起和下放鉆具，影響了鉆井工作的效率；在重復操作下，鉆頭還極有可能出現(xiàn)自鎖現(xiàn)象，大大降低了鉆井工作的安全性。

4.3 井壁穩(wěn)定性差

由于大位移井鉆井時間具有不確定因素，在斜度較大的井段中穩(wěn)定性得不到充分的保障，極其容易發(fā)生井壁垮塌事故，在泥頁巖井段發(fā)生事故也就成了不可避免的事件[4]。

5 現(xiàn)場施工應用

5.1 大位移井鉆井液性能控制

在現(xiàn)場施工時，一般大位移井鉆井按照固定的程序進行施工，這樣才能夠有效保證工程的質量。一般會采用311.2mm的技術，套管封隔至館陶組地層，所以大井眼的淺層定向工作一定要做好，這樣才能夠控制鉆井液性。在進行鉆井的過程中，一般上層會有大量的泥沙，在施工的過程中會有很多雜物，為了避免這些雜物流向下沉，一定要做好相應的防備工作，避免對井眼造成堵塞。在鉆探的過程中要注意將下部地層的鉆井液轉化為防塌潤滑鉆井液，有效利用施工過程中的各種物質，避免出現(xiàn)坍塌以及雜物墜落等情況。具體施工過程中一定要特別注意低剪切速率下的數(shù)值，注意鉆井的數(shù)值變換，提高液體的黏性，提高井眼清潔度，這樣就能夠有效解決在鉆井的過程中堵塞的情況。

5.2 固相控制技術

鉆井液固相控制技術在大移位鉆探中具有非常重要的作用，為了這個技術能夠更好地運用，為其配備了許多專業(yè)的設備，確保在鉆井的過程中能夠達到良好的效果。設備能夠很好地使用，清除鉆井過程中的有害物質，避免在鉆井過程中鉆井液被破壞。在操作過程中，一定要根據(jù)摩阻和扭矩進行調(diào)整，注意長短的調(diào)整[5]。

5.3 卡鉆事故的預防措施

鉆井工作相當危險，為了避免在鉆井的過程中出現(xiàn)卡鉆的事故，需要在鉆井前做好預防措施，主要采取的是使用潤滑減阻液。在鉆井的過程中，可以根據(jù)井下的摩阻扭矩的具體情況以及原油的實際情況加入相應的潤滑減阻液。加入阻液隨時探測井內(nèi)的詳細數(shù)據(jù)變化，一定要把數(shù)據(jù)控制在可控范圍之內(nèi)。如果在下部鉆井過程中出現(xiàn)了摩阻降低的情況，需要加入石墨粉來減少阻力。為了預防卡鉆事故，要對井眼進行定期的清潔，做好防護工作，這樣才能夠全面保證工作的安全進行。

6 大位移井鉆井技術在油田中的應用分析

6.1 大位移井鉆井技術在石油開采中的優(yōu)勢

近年來我國石油開采技術蓬勃發(fā)展，大位移井技術也得到了改進升級，大位移井由于其生產(chǎn)效率高、操作便利等優(yōu)勢得到了普遍應用，并且其經(jīng)濟價值更受到石油生產(chǎn)業(yè)內(nèi)人士的認可，它可以應對地面條件較為惡劣的開采環(huán)境，因此可以在海上、島嶼等地區(qū)應用這一技術進行石油開采，擴大石油開采生產(chǎn)的范圍，同時也降低了石油開采中人工島等施工生產(chǎn)環(huán)節(jié)的成本，擴大了石油勘探開采工作的經(jīng)濟效益。利用大位移井生產(chǎn)技術還可以保證油田開采范圍的擴大，提升油藏開采效率，縮減老油田生產(chǎn)中單井產(chǎn)油周期，而且在有效地延長了單井經(jīng)濟壽命的同時使產(chǎn)量也得到了一定的增加。因此，雖然大位移井技術現(xiàn)階段仍處在不斷發(fā)展的過程當中，但也已在世界各地小有名氣。用大位移井來做不同的小油氣田，有效地提高了經(jīng)濟效益。對于那些一小塊兒或者是不相連的小塊兒油田，可以采用多種各式各樣的大位移井技術，從而有效地對油田進行有效的勘采活動[6]。

6.2 大位移鉆井技術在我國石油開采中的發(fā)展趨勢

從現(xiàn)階段的水平位移距離上來說，世界最高的水平位移是10728m。而我國在大位移井鉆井技術方面最高一次是8000m，從這些數(shù)據(jù)我們可以直觀地認識到，在大位移鉆井技術方面，我國與其他國家還存在著相當大的差異。因此我們應該積極探索在大位移鉆井技術方面的相關研究，使我國大位移鉆井技術可以有效提升，并得到充分的展現(xiàn)。其次，我國當前進行陸上石油開采工作時使用的大位移井通常進行水平位移的距離在5000～8000之間，而國外領先技術則可以達到一萬多米，這就顯示出了差距，未來我們必須盡量提升大位移井生產(chǎn)的技術性，縮小與發(fā)達國家的技術差距，破除技術壁壘，強化我國石油生產(chǎn)國的地位。最后，我國位移井速度還有待優(yōu)化，雖然這一技術本身存在效率高、降低開發(fā)成本的優(yōu)勢，但是在實際油田生產(chǎn)中開采難度不僅包括一些油藏含量、深度等方面，還包括開采區(qū)域地質環(huán)境等，為了應對這些問題，我國大位移井鉆井生產(chǎn)中就必須積極做好技術更新與升級，關于我國的大位移井技術的發(fā)展問題，將是我們重點關注的對象。

6.3 如何提高我國大位移鉆井技術的發(fā)展水平

首先，不可否認的是我們的大位移鉆井技術與國際上先進國家存在較大差距。西方先進的國家，由于其發(fā)展工業(yè)的時間較早，大位移井技術已經(jīng)可以熟練地掌控，地質導向鉆井技術、旋轉導向鉆井系統(tǒng)、新型鉆井液體系等先進的鉆井技術已經(jīng)取得了大多數(shù)國家的認可，所以我們更要虛心學習，不斷更新我國的大位移鉆井技術，從而縮短我國與國際上的技術水平差距[7]。

7 結束語

綜上所述，我國在石油開采方面肯定離不開大位移井鉆井技術。大位移井鉆井技術在一定儲備和開采石油方面得到了有效的應用，并實現(xiàn)了我國在石油方面與國際先進技術的接軌，還在一定程度上增加了經(jīng)濟實力。但是我們?nèi)匀恍枰υ谑烷_采方面深刻研究，與國外進行合作時，要取其精華，棄其糟粕，使我國大位移井鉆井技術得到高層次的提升，提高市場競爭力和我國在國際社會上的地位。