淺析小井眼鉆井系統(tǒng)

何世明 張帥(西南石油大學(xué)， 四川 成都 610000)

淺析小井眼鉆井系統(tǒng)

何世明 張帥(西南石油大學(xué)， 四川 成都 610000)

由于川渝地區(qū)的地層的特殊性，小井眼鉆井系統(tǒng)在四川的應(yīng)用面臨著很多的水土不服，簡(jiǎn)單的拿來(lái)主義并不能很好的解決川渝地區(qū)小井眼鉆進(jìn)的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上，還必須開(kāi)發(fā)相配套的設(shè)備設(shè)施、工具，制定相應(yīng)的技術(shù)方案和措施，來(lái)很好的應(yīng)對(duì)井底發(fā)生的復(fù)雜。小井眼的加深鉆進(jìn)，不僅要求對(duì)于小井眼鉆井系統(tǒng)有比較全面的掌握，而且還必須對(duì)原井有較深的了解，這樣才能從容的面對(duì)井下的各種復(fù)雜和異常。

小井眼鉆井系統(tǒng)工程；小井眼鉆井工具；鉆進(jìn)的應(yīng)對(duì)措施及方法

1 小井眼鉆井技術(shù)發(fā)展概況

目前，小井眼定義中大范圍內(nèi)被人們所承認(rèn)的定義是：井深結(jié)構(gòu)中有70%的井眼直徑小于6″或者其中有90%的井眼直徑小于7″ 的井都可以稱為小井眼井。

小井眼鉆井技術(shù)的興起是在上世紀(jì)八十年代后期，并成為了繼水平井鉆井技術(shù)之后的又一熱點(diǎn)技術(shù)。處于對(duì)經(jīng)濟(jì)效益以及各方面社會(huì)效益的考慮，全世界范圍內(nèi)的鉆井承包商和石油公司相繼投入了大量的物力人力對(duì)這一熱點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的研究開(kāi)發(fā)，以及推廣應(yīng)用。

隨著我國(guó)與國(guó)際社會(huì)的互動(dòng)越來(lái)越頻繁，WTO對(duì)我國(guó)的影響也越來(lái)越大，我國(guó)的三大主要石油企業(yè)漸漸的失去了天然的保障，受了國(guó)際石油市場(chǎng)的影響和沖擊。一方面，我國(guó)幅員遼闊，地下儲(chǔ)備了相當(dāng)豐富的油氣資源，可是受限于勘探開(kāi)發(fā)的技術(shù)和手段，尋找新儲(chǔ)量的難度大、任務(wù)重。與此同時(shí)，一些早期開(kāi)發(fā)承擔(dān)來(lái)我國(guó)主要油氣生產(chǎn)的油田也相繼進(jìn)入了高含水的開(kāi)發(fā)階段，油氣產(chǎn)量逐年下降。因此，在這種背景下，小井眼鉆井技術(shù)作為一種新型的并且具有一定經(jīng)濟(jì)型的勘探手段在國(guó)內(nèi)也得到了發(fā)展。在油田生產(chǎn)方面，該技術(shù)應(yīng)用在對(duì)老井的再鉆以及側(cè)鉆，從而對(duì)老油田區(qū)塊的再開(kāi)發(fā)都不失為一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。另一方面，在已經(jīng)探明的的油氣儲(chǔ)量中有大量的是低壓低滲油田和小規(guī)模的邊際油藏，例如長(zhǎng)慶油田區(qū)域內(nèi)的許多低滲油藏，大慶周邊探明的小型區(qū)塊性油藏，這些油藏如以常規(guī)鉆井方式去開(kāi)發(fā)幾乎不可能取得預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益，小井眼鉆井技術(shù)就得以突顯其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，小井眼井井眼尺寸小，成本低，大大增加了油氣藏可開(kāi)采儲(chǔ)量。除此之外，雖然我國(guó)地大物博，可是在人口總數(shù)的條件下，土地資源是相當(dāng)匱乏的，鉆井占用了大片的土地，以及相關(guān)作業(yè)所造成的環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，小井眼鉆井技術(shù)無(wú)疑是緩解這一矛盾的不二之選。所以小井眼鉆進(jìn)在我國(guó)的發(fā)展前景將會(huì)不可估量。

2 小井眼鉆井系統(tǒng)及技術(shù)難點(diǎn)

專用的小井眼鉆井系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)小井眼鉆井的關(guān)鍵所在，該系統(tǒng)主要有三種基本的鉆進(jìn)形式：井下動(dòng)力鉆具系統(tǒng)、連續(xù)取芯鉆進(jìn)和鉆盤鉆進(jìn)。其共同的特點(diǎn)是：小井眼鉆井配套設(shè)備工具小、能耗低，配套的鉆井液材料、下井管柱消耗少，鉆進(jìn)的鉆速較高，高鉆速低鉆壓是基本鉆井手段。因此較常規(guī)井可節(jié)約鉆井成本約40%-70%。

這里所討論的系統(tǒng)壓力包括：地面管匯壓力、鉆柱內(nèi)鉆井液壓力、鉆頭水眼壓降和環(huán)空壓力損耗。

將小井眼鉆井系統(tǒng)壓力損失計(jì)算清楚是其井控的關(guān)鍵所在，有關(guān)數(shù)據(jù)表明，小井眼井中的壓力損失主要是環(huán)空損耗，且占整個(gè)壓力損耗的90%。

小井眼井環(huán)空損耗壓力的計(jì)算不能套用常規(guī)井的計(jì)算公式，井筒內(nèi)鉆具的位置居中程度，鉆柱的偏心度，對(duì)小井眼井環(huán)空壓力的損耗計(jì)算有著很大的影響，是不能忽略不計(jì)的。這一結(jié)果可由常規(guī)環(huán)空壓力損耗的計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比可得，在2430m小井眼中，鉆井液密度1.02g/cm3，塑性粘度11×10-3Pa·s，屈服值2.39Pa，流量3.154L/s，用正常計(jì)算公式算得環(huán)空壓力損失5308kPa，而實(shí)際測(cè)得的環(huán)空壓力損失是3344kPa。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)的計(jì)算方法不適用于小井眼，但這個(gè)限制僅僅限于環(huán)空壓力損耗，其它部分的壓力損失，依然可以用傳統(tǒng)的方法計(jì)算，而小井眼的環(huán)空壓力損失可由SHADS井所得公式確定。

3 小井眼鉆井的應(yīng)用及成果

小井眼井的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，不僅可用于邊緣地區(qū)、自然條件惡劣地區(qū)的勘探和開(kāi)發(fā)，還可以用于對(duì)于老油田、老井的開(kāi)勘探和再開(kāi)發(fā)。這主要取決于小井眼井成本低、環(huán)境破壞相對(duì)小的特點(diǎn)。

就井的類型而言，小井眼適用于：①探井、開(kāi)發(fā)井；②直井、定向井、水平井； ③淺井、深井、超深井； ④低產(chǎn)井、中產(chǎn)井。

三個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域 ：小井眼水平井、老井側(cè)鉆、老井加深成果：①小井眼的應(yīng)用范圍廣泛，其中小井眼水平井、現(xiàn)有井側(cè)鉆和加深是小井眼的三個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。②連續(xù)取心探井結(jié)合小量地震勘探有助于減少勘探風(fēng)險(xiǎn)，降低勘探費(fèi)用，縮短勘探周期，提高勘探準(zhǔn)確性。③小井眼特別適用于邊遠(yuǎn)地區(qū)、運(yùn)輸困難及地面條件惡劣的地區(qū)，以及環(huán)境敏感地區(qū)。小井眼鉆井是低油價(jià)下降低勘探開(kāi)發(fā)費(fèi)用的一種有效途徑。鉆小井眼一般能節(jié)省15%-40%的費(fèi)用，在邊遠(yuǎn)地區(qū)節(jié)省的費(fèi)用會(huì)更多。④小井眼鉆井能節(jié)省套管、水泥、泥漿等材料的消耗量，減少泥漿和鉆屑的處理量。利用現(xiàn)有的石油鉆機(jī)也能鉆小井眼。但如用小型石油鉆機(jī)、礦業(yè)連續(xù)取心鉆機(jī)、鉆修兩用鉆機(jī)、專門研制的小井眼鉆機(jī)或連續(xù)軟管作業(yè)裝置鉆小井眼，還能大幅度減少井場(chǎng)占地，進(jìn)一步減少環(huán)境污染和降低鉆后井場(chǎng)占地的修復(fù)費(fèi)用。

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