淺析鉆井的鉆頭選擇及鉆井液確定

劉玉鋒

摘要：鉆井施工在整個石油的勘探開發(fā)過程中作用非常重要，直接決定了后期石油開采質(zhì)量，可見，鉆井施工的質(zhì)量水平在很大程度上對石油開采效率會產(chǎn)生巨大影響。而在鉆井施工過程中鉆頭是非常關(guān)鍵的一個設(shè)備，而很多因素都與鉆頭的使用直接關(guān)聯(lián)，鉆井液鉆井施工過程中非常重要的一項輔助工具，在石油鉆井施工中也起到了關(guān)鍵作用。本文主要針對鉆井施工過程中鉆頭和鉆井業(yè)的選擇進(jìn)行了簡要分析。希望能夠?qū)κ豌@井施工起到一定幫助。

關(guān)鍵詞：鉆井施工;鉆頭;鉆井液;選擇

引言

石油資源在勘探勘探過程中鉆井是其中非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。在實際開展鉆井施工作業(yè)的時候，機(jī)械化操作方式的應(yīng)用比較廣泛，在這種情況下，鉆頭的合理選擇直接關(guān)系著整個鉆井工程質(zhì)量，因此必須要針對鉆頭選擇進(jìn)行合理評價，以此來保障鉆井施工順利開展。

一、石油鉆頭的分類和選擇

在實際進(jìn)行鉆頭選擇的過程中應(yīng)該綜合多方面的因素，鉆井施工所在地的地質(zhì)和地貌是其中非常關(guān)鍵的兩個因素，對于鉆頭選擇也有決定性的作用。以地層條件為例，鉆頭選擇過程中地層巖石的機(jī)械力學(xué)性能產(chǎn)生一定的影響。

在實際進(jìn)行鉆井施工的過程中，鉆頭的主要動作是破碎巖石，并在巖層中打出鉆孔，應(yīng)該充分結(jié)合地層巖石本身的強(qiáng)度來選擇相對應(yīng)的鉆頭質(zhì)量，如果地層巖石的強(qiáng)度相對比較大，在鉆井施工過程中鉆頭會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的損壞現(xiàn)象，因此鉆頭在實際選擇時不僅要對鉆井施工成本進(jìn)行充分考慮，而且還要從鉆井施工效率方面進(jìn)行綜合，在當(dāng)前的個體施工作業(yè)過程中金剛石鉆頭、牙輪鉆頭、刮刀鉆頭是最常用的一種鉆頭類型[1]。而牙輪鉆頭是使用最為廣泛的一種。

1.金剛石鉆頭的基本概況與選擇

金剛石鉆頭主要指的是鉆具的切削刃是利用金剛石材料制作而成。在鉆井施工領(lǐng)域所使用的金剛石鉆頭又可以分為簡單型和復(fù)雜型等兩種類型[2]。對于復(fù)雜型金剛石鉆頭來說，聚晶金剛石是目前使用比較廣泛的一種，尤其是在鉆井開鉆過程中應(yīng)用更為廣泛，這種鉆頭能夠?qū)λ械牡貙宇愋投加泻芎玫倪m用性。而常規(guī)的金剛鉆鉆頭通常情況下是應(yīng)用在地層比較堅硬的狀況下。在選擇金剛石鉆頭的過程中，必須要對刀片的選擇給予高度重視，要充分結(jié)合鉆井速度和井深來進(jìn)行合理選擇。在實際進(jìn)行鉆井施工的過程中，由于金剛石鉆本身質(zhì)地比較脆，因此必須要注重鉆井施工作業(yè)的規(guī)范性。金剛石鉆頭本身成本相對較高，在完成鉆井作業(yè)之后必須要做好冷卻和清洗工作，保證科學(xué)保養(yǎng)，這樣才能有效延長其使用壽命。

2.牙輪鉆頭的基本概況與選擇

根據(jù)本身構(gòu)造可以將牙輪鉆頭分為鉆頭體、軸承、巴掌、牙輪以及水眼5個主要組成部分[3]，牙輪鉆頭在一些應(yīng)用情況下還需要配備儲油補(bǔ)償系統(tǒng)。在鉆頭的上方設(shè)置了螺紋，就來實現(xiàn)與鉆柱好的相互連接;鉆頭下部設(shè)置了牙輪;牙輪與鉆頭的牙軸連接，牙輪和牙軸之間都會安裝相應(yīng)的軸承，牙輪上面配備了切削齒，其主要的作用是破碎巖石。開鉆后，鉆井液會通過水眼進(jìn)行流動。牙輪在鉆井施工過程中，可以通過多種作用來破碎巖石，這樣就能夠充分保證鉆井施工速度。另外，在正式施工之前必須要對施工所在地的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行即勘測，并在此基礎(chǔ)上來充分綜合鉆井設(shè)備實際狀況進(jìn)行鉆井參數(shù)的合理調(diào)整，保障鉆井施工順利開展。牙輪鉆頭在實際使用過程中，必須要對鉆井深度以及鉆井過程中巖石狀況高度重視，與此同時還要對施工過程中鉆頭的傾斜問題給與高度關(guān)注。

二、鉆井液在確定過程中應(yīng)該注意的事項

當(dāng)前整個石油行業(yè)正在實現(xiàn)快速發(fā)展，在這種形勢下各種新型的鉆井技術(shù)不斷出現(xiàn)，并在實際重點施工過程中得到應(yīng)用。欠平衡鉆井技術(shù)就是當(dāng)今鉆井施工領(lǐng)域比較先進(jìn)的一種戰(zhàn)略技術(shù)。該技術(shù)在實際應(yīng)用過程中為了能夠進(jìn)一步提升鉆井施工效果，就必須要對鉆井業(yè)進(jìn)行合理選擇。在這種情況下，最大程度保證實際選擇鉆井液與欠平衡鉆井技術(shù)相符是當(dāng)前鉆井施工領(lǐng)域中非常關(guān)鍵的一項工作，在進(jìn)行欠平衡鉆井使用過程中鉆井液選擇的時候，主要有以下一些過程。

1.環(huán)空壓耗

在實際控制施工過程中鉆井液密度與很多因素存在聯(lián)系，環(huán)空壓耗與鉆井液存在緊密關(guān)聯(lián)。在鉆井過程中根據(jù)實際狀況，對泵的排量進(jìn)行合理控制，并充分結(jié)合過平衡或者欠平衡狀況來對鉆井液進(jìn)行合理設(shè)計。合理的鉆井液密度能夠充分保障鉆井施工的高效率進(jìn)行。在具體施工過程中，如果一旦遇到井壓不平衡現(xiàn)象，需要及時對鉆井液調(diào)整。要在充分保證鉆井平衡的基礎(chǔ)上，針對鉆井環(huán)空壓耗進(jìn)行精確計算。

2.確定鉆井地層縫隙的壓力

鉆井施工過程中，鉆井液密度與地層孔隙壓力之間也存在緊密聯(lián)系。這種空氣壓力通常情況下是由試油靜壓、鉆桿測試壓力和MFT測試壓力等三個部分組成，在具體確定地層孔隙壓力的過程中，相關(guān)的工作人員必須要對爭取施工過程中的各項數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行深入的分析和精確計算，在此基礎(chǔ)上才能夠充分保證地層空氣壓力的精確性。

此外，在進(jìn)一步確定地層孔隙壓力和環(huán)空壓耗之后，才能夠選擇出更加合理的鉆井液密度，在這種情況下才能夠在實際鉆井施工過程中將將欠平衡鉆井技術(shù)的真正作用充分發(fā)揮出來。

三、結(jié)束語

綜上所述，在實際進(jìn)行鉆井施工的過程中，鉆頭選擇以及鉆井液密度的選擇對鉆井施工效果都會產(chǎn)生巨大影響，也是撰寫施工領(lǐng)域非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，因此在鉆井施工過程中針對鉆頭的選擇和鉆井業(yè)密度的選擇進(jìn)行合理控制具有十分重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]谷兆海，殷嘉偉，唐國棟，李龍，李增年.石油鉆井液的選擇和使用[J].云南化工，2018，45（04）：184.

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[3]李亞琛，段晨陽，鄭秀華.高溫地?zé)徙@井的最佳實踐[J].地質(zhì)與勘探，2016，52（01）：173-181.