淺談石油鉆井技術及固井技術的發(fā)展

孫功華（中海油田服務股份有限公司油田化學事業(yè)部深圳作業(yè)公司，廣東 深圳 518000）

目前我國的石油貯備量位居世界前列，開采技術卻與發(fā)達國家有著一定的差距，還需要相關的工作人員共同努力，不斷通過努力探索與學習，提高我國石油開采的效率，增強我國石油開采技術的國際競爭力。相關政府部門及企業(yè)應當高度重視，不斷改進我國現(xiàn)在在石油開采技術上的薄弱環(huán)節(jié)，加大對相應的技術及所需設備在人力、物力上的投入，保障我國鉆井、固井在油田中的技術含量。不斷推進我國石油鉆井、固井技術的信息化，不斷提高施工工程的精確度，助力我國石油開采蓬勃發(fā)展。

1 石油開采技術發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)我國石油工程的實地勘察，不難看出，盡管我國在石油開采工程上已經(jīng)具備了一定的成效，但是在進行采油的過程中，仍有部分問題存在。我國油田又大多分布在灘海、高原等地面條件較為復雜的邊際地區(qū)，這樣的油田環(huán)境大大提高了采油難度，目前我國具備的技術還無法實現(xiàn)完全的開采。在鉆井、固井工程所需設備上，也有著較大的欠缺。缺乏良好的應用綜合設備的能力，就無法成功進行采油，甚至會造成周圍環(huán)境的破壞。西方先進的國家，基于其自身發(fā)達的工業(yè)技術基礎，已經(jīng)形成了較為成熟的石油鉆井、固井技術，已經(jīng)具備地質導向鉆井技術、旋轉導向鉆井系統(tǒng)、新型鉆井液體系等較為先進的鉆井設備，高新技術已經(jīng)得到了較大程度的推廣應用。首先我們應當承認我們的技術與國際上先進國家存在的差距，并做到虛心學習與借鑒，更重要的是不斷地創(chuàng)新發(fā)展，兼收并蓄，縮短我國與國際上的技術水平差距。除了相關的工作人員，社會各個領域的群眾，都應當給予關注，為我國的石油事業(yè)貢獻一份力量，不斷增強我國石油開采能力。

2 石油鉆井技術的發(fā)展

2.1 水平井鉆井技術發(fā)展

水平井指的是通過在油氣儲層內使油氣井形成的85°以上的井斜角。水平井具有較強適應性，已經(jīng)逐漸成為石油鉆井工藝技術中的常規(guī)應用技術。在具體的應用中水平井又根據(jù)具體應用類型和具體的用途細分為多種類型，常見的有常規(guī)水平井、套管側鉆水平井、分支水平井、生產(chǎn)水平井、注入類型水平井及橫向勘探水平井。在實際的應用過程中，水平井段鉆井施工的工具包括水平井測量儀、可控彎接頭、水力加壓器、高頻率PDC 鉆頭等，普遍具有較大的扭矩。保證轉矩的穩(wěn)定性是水平井鉆井技術實現(xiàn)的基礎，轉矩的選擇也要根據(jù)井況的實際需要，通過考慮轉矩的類型及不同的特點實現(xiàn)科學、有效地組合設計，達到鉆具的平穩(wěn)運轉。該技術還需要注重對井斜角和鉛錘位置的上下調整，這一步驟是為了保障實現(xiàn)短程起下鉆，保障井壁的質量?？茖W利用水平井鉆完井技術，可以提高油井開發(fā)的經(jīng)濟效益，可以通過擴大油層卸油面積，實現(xiàn)油井的提效增產(chǎn)。

2.2 連續(xù)管和套管鉆井技術

目前我國石油鉆井工程建設中，連續(xù)管和套管鉆井技術已經(jīng)得到了一定程度的應用。連續(xù)管鉆井技術在發(fā)展過程中得到了一定的改進，通過在防噴器上設置合理的環(huán)形橡膠，一定程度的提升了連續(xù)管的密封性，解決了以往該技術施工過程中的缺乏平衡壓力的問題，減少了施工過程對地層的傷害，更好的保護了油氣層。應用連續(xù)管鉆井技術不需要停泵，可以確保實現(xiàn)井液的連續(xù)循環(huán)，降低了發(fā)生井噴事故的概率。一般情況下，連續(xù)管鉆井技術不需要太多的設備，且占地面積較小，能夠在地面環(huán)境復雜局限性較大的地區(qū)例如海上或者海拔較高的地區(qū)實現(xiàn)應用。套管鉆井技術，指的是將鉆井與下套管有效進行結合，有效減少下鉆作業(yè)的頻率，改善井筒的清洗及水力參數(shù)，進一步提升上返的速度。

2.3 大位移井鉆井技術發(fā)展

在我國眾多的石油鉆井技術當中，大位移井鉆井技術是繼傳統(tǒng)的定向井、水平井技術發(fā)展后，出現(xiàn)的一項特別的工藝井，它可以對定位井技術和水平井技術進行靈活的應用，具有較強的綜合性。大位移鉆井技術以其獨特的適應各種惡劣地面條件的能力，被多個國家廣泛應用于勘探開發(fā)海上、檳海、島嶼和地面條件復雜的油田，為海上鉆井及陸上灘海邊際油田鉆井提供了一條新的路徑。通過大位移井技術，在海上以及靠近海岸的邊際油田進行勘探、開發(fā)，同時可以對環(huán)境較復雜的海底井口油田進行開發(fā)，能夠很大程度上的節(jié)省設備投入，大大地減少開采成本。通過大位移井技術，也可以對原有的老油氣田鉆大位移井，不僅可以加速油田探邊和開發(fā)，縮短產(chǎn)油周期，擴大泄油半徑，而且可以有效單井經(jīng)濟壽命的延長與產(chǎn)量增加。對于小斷塊或者幾個不相連的小斷塊油氣田，可以鉆多口不同類型的油氣田鉆大位移井；對于深度不同、方位不同的小斷塊油氣田，可鉆多目標三維大位移井開發(fā)，不僅能有效節(jié)省成本，也能方便管理。雖然現(xiàn)在大位移井鉆井技術仍處在不斷地發(fā)展與完善當中，但是已經(jīng)在世界各地發(fā)揮了其較大價值，達到了難以忽視的經(jīng)濟效益。

3 石油固井技術的發(fā)展

3.1 簡述固井作業(yè)施工

通常所見的石油固井施工，指的是將一定比例的水泥漿液灌進預備套管，實現(xiàn)對易泄露、易塌陷、偏復雜油氣層的封堵。通過固井施工，有效避免各層級油氣層之間泄露，形成更為順暢的油氣路徑。使得各個時段的油氣管控變得更加便利，使得采收率在原有的基礎上有所提高。相對鉆井工程，固井對于時段及金額的消耗都更大，因為其中工序內容復雜，技術含量高。具體的固井施工步驟，包括一開始的下套管、水泥漿液的注入。這些步驟中，又包含許多細節(jié)，下套管作業(yè)是保障水平井順利運行的重要環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)難度較大，下放套管的速度需要極嚴格的控制，水泥漿的比例也要根據(jù)實際井況嚴格控制。固井工程是一次性的，也就是說，在固井施工后沒能保證質量，便難有彌補的機會，即使有所補救，通常也需要耗費大量的人力物力。固井的流程具有偏大的隱蔽特性，這一特性是指固井工程通常被安排在井下，潛藏的風險較大。固井質量與井身的采掘時間、油田年限有著密不可分的關系，固井質量的提升對于延長油井服役時間有著很大助益。

3.2 石油固井技術的注意事項

3.2.1 備好相應的安全規(guī)程

首先在開展固井工程之前，應當綜合考察整體的油田環(huán)境與井況，精確地掌握油井各方面的信息，包括地層壓力系數(shù)、地質結構等，從而設計具有針對性的，更加科學的固井方案，明確各方責任，將必備的用品比如安裝需要的各種配件等準備齊全。慎重地審查各個部位的配件，保證固井設備常規(guī)運轉的維持。事先要根據(jù)現(xiàn)場具體情況擬定規(guī)程，并根據(jù)規(guī)程來對現(xiàn)場施工進行查驗。

3.2.2 識別漿液密度

鉆井固井過程中，水泥漿的選擇都非常重要，需要針對現(xiàn)場環(huán)境，選擇適宜密度的水泥漿。現(xiàn)在已經(jīng)具備有成套的水泥車管控裝置，能夠自動進行漿液混合。傳統(tǒng)對于水泥漿的比例都是人工查驗，難以保證精確性，而現(xiàn)代的水泥車大部分已經(jīng)智能化，可以通過智能顯示屏反饋各個時段漿液的密度，大大提高了固井工作的精確性。

3.2.3 保證各個部分的運轉

在固井工程開展過程中，務必要保證水體的充足，以滿足離心泵的供應。要保證壓風機、立式架構的裝置、其他灰罐車等配套設施的完整性。用于銜接的管線要定期檢查，避免因施工現(xiàn)場的尖銳物體遭到刺破。閥門、水泥車搭配的泵體要保證靈活并準確顯示數(shù)據(jù)。

4 結語

目前我國的鉆井及固井技術在工程建設中，水平井技術、大位移井鉆井技術、連續(xù)管和套管鉆井技術等鉆井技術都已經(jīng)在相應環(huán)境的油田得到了一定程度的應用，石油固井施工的質量也在不斷提升，促進了我國石油開采技術的發(fā)展。隨著現(xiàn)代社會信息化的發(fā)展，我國石油開采行業(yè)也應當通過與現(xiàn)代科技的結合，逐步實現(xiàn)我國鉆井、固井技術的深層化、自動化、人工智能、信息化和智能化，有效延長油井的使用壽命，達到油田開發(fā)目標，促進我國石油開采的高效運轉，大大提高油氣田開采的經(jīng)濟效益。