海上壓力控制鉆井施工關(guān)鍵技術(shù)初探

摘要：當(dāng)前我國油田開發(fā)規(guī)模不斷拓展，油田企業(yè)迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。鉆井與采油工作是確保油田企業(yè)良性發(fā)展的關(guān)鍵工作，維護(hù)海上壓力工作的安全性與穩(wěn)定性是施工部門的一大工作重點(diǎn)。在采油工程中，海上壓力控制鉆井技術(shù)可發(fā)揮重要作用。簡述海上壓力控制鉆井技術(shù)的發(fā)展背景與現(xiàn)實(shí)意義，探討其應(yīng)用優(yōu)勢與相關(guān)作業(yè)流程，旨在為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：海上壓力控制；鉆井施工；關(guān)鍵技術(shù)

油田開采工作中時(shí)常需要運(yùn)用到過平衡壓力鉆井、近平衡壓力鉆井等施工技術(shù)，此類施工技術(shù)可適用于陸地的石油開采條件與開采環(huán)境，隨著油田開發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大，其應(yīng)用范圍正在不斷拓展。目前，在開展海上油田時(shí)仍然會(huì)采用近平衡壓力鉆井技術(shù)，在應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)一些問題有待解決。為促進(jìn)我國石油行業(yè)的健康發(fā)展，探索海上壓力控制鉆井施工的一些關(guān)鍵性技術(shù)具有重要意義。

1海上壓力控制鉆井技術(shù)的基本概述

1.1發(fā)展背景

欠平衡鉆井技術(shù)是陸地油田開發(fā)過程中的首選鉆井技術(shù)，該技術(shù)可對(duì)儲(chǔ)層起到保護(hù)效果，能夠預(yù)防井漏、滲透等不良現(xiàn)象的出現(xiàn)［1］。但欠平衡鉆井技術(shù)不適用于海上的油田開發(fā)工程，將其運(yùn)用于海上油田開發(fā)過程中存在一定的潛在風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)影響施工的安全性。比起陸地油田工程，海上油田工程在作業(yè)環(huán)境與場地等方面有著更大的局限性，井底可能發(fā)生地層流體流入等問題，影響到工程的順利開展，還會(huì)嚴(yán)重污染周邊環(huán)境，此類問題需要相關(guān)人員予以重視并采取相對(duì)應(yīng)的解決策略，以免造成嚴(yán)重后果［23］。為滿足海上油田開發(fā)工程的實(shí)際需求，相關(guān)人員對(duì)原有的鉆井技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)與完善，探索適用于海上油田作業(yè)環(huán)境的鉆井技術(shù)，各類海上壓力控制鉆井技術(shù)因此應(yīng)運(yùn)而生。

1.2現(xiàn)實(shí)意義

采用常規(guī)的平衡鉆井技術(shù)進(jìn)行海上油田開采作業(yè)時(shí)，鉆井深度越深，越容易受到地層特性、環(huán)空壓耗等相關(guān)因素的影響，會(huì)造成過平衡，不能切實(shí)完成近平衡鉆井，可能出現(xiàn)拿開泵即漏等不良現(xiàn)象［4］。相關(guān)部門想要順利完成海上油田開采作業(yè)，需結(jié)合海上油田的作業(yè)環(huán)境與施工環(huán)境，研究出適合海上油田開采作業(yè)的鉆井技術(shù)?，F(xiàn)如今，海上壓力控制鉆井技術(shù)的研發(fā)工作已取得了一定的成果，一些關(guān)鍵技術(shù)正在逐漸運(yùn)用于海上油田開采作業(yè)中，為順利完成海上油田工程，推動(dòng)我國石油行業(yè)的發(fā)展提供了極大的助力。

2海上壓力控制鉆井技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1鉆井工藝技術(shù)的提出

相關(guān)人員研究海上油田開發(fā)條件與場地環(huán)境后發(fā)現(xiàn)，其作業(yè)環(huán)境比陸地油田更為復(fù)雜，開發(fā)難度也更大［5］。若在進(jìn)行海上油田開采作業(yè)時(shí)仍應(yīng)用常規(guī)的欠平衡鉆井技術(shù)，將會(huì)面臨較多的潛在風(fēng)險(xiǎn)，其風(fēng)險(xiǎn)因素大致可概括如下：（1） 運(yùn)用聯(lián)合作業(yè)的形式進(jìn)行開采工程存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)因素；（2） 在開采過程中，受開采場地的限制，存在大量地層流到井筒內(nèi)的可能性。此類問題解決難度較大，嚴(yán)重污染周邊環(huán)境，相關(guān)人員難以處理。因此，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)考量各類安全風(fēng)險(xiǎn)因素，積極優(yōu)化海上油田鉆井工藝技術(shù)，結(jié)合特殊的作業(yè)環(huán)境特征，探索欠平衡鉆井技術(shù)的各項(xiàng)特性，對(duì)作業(yè)方式進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新［67］。基于以上前提，相關(guān)人員探索出海上壓力控制鉆井技術(shù)，該技術(shù)是結(jié)合海上油田作業(yè)環(huán)境等因素對(duì)傳統(tǒng)鉆井工藝所進(jìn)行的重要?jiǎng)?chuàng)新，有效推動(dòng)了海上油田的開采進(jìn)程。相關(guān)人員在運(yùn)用井口控壓設(shè)備調(diào)節(jié)井底當(dāng)量密度時(shí)，通常情況下要將其調(diào)整至接近油藏壓力系數(shù)，方可起到防漏與保護(hù)儲(chǔ)層的效果。

2.2鉆井工藝技術(shù)的優(yōu)勢

在開展海上油田開采工程時(shí)，工作人員難以尋找到合適的場地來擺放儀器與設(shè)備，在開采作業(yè)的過程中很難保證環(huán)保性［8］。若工作人員運(yùn)用壓力控制鉆井技術(shù)良好適應(yīng)海上油田作業(yè)環(huán)境，能夠有效降低污染周邊環(huán)境的概率。壓力控制鉆井技術(shù)除具備傳統(tǒng)欠平衡技術(shù)的應(yīng)有優(yōu)勢外，還擁有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：（1） 可有效保護(hù)儲(chǔ)層，更有利于探查到油氣層，從而提升油氣產(chǎn)量。比起傳統(tǒng)的鉆井技術(shù)，運(yùn)用壓力控制鉆井技術(shù)可將油氣的總產(chǎn)能提升至數(shù)倍甚至數(shù)十倍。（2） 可有效加快機(jī)械轉(zhuǎn)速，促使作業(yè)效率進(jìn)一步提升，同時(shí)還可取得較高的勘探成功率，較為精準(zhǔn)地鑒別油氣藏的實(shí)際位置［910］。相關(guān)部門可借助壓力控制鉆井技術(shù)來提高海上油田開采效率，合理控制鉆井成本，以獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。（3） 在開展開采作業(yè)時(shí)，一般會(huì)運(yùn)用井口控壓裝備聯(lián)合低密度鉆井液來完成相關(guān)操作，有助于處理井下的復(fù)雜環(huán)境等問題，將該技術(shù)運(yùn)用于海上油田開采過程中也可取得良好效果，該技術(shù)適用于較為復(fù)雜與特殊的鉆井作業(yè)環(huán)境中，應(yīng)用范圍比較廣泛，值得相關(guān)人員予以重視并進(jìn)行探索研究。

3海上壓力控制鉆井施工的關(guān)鍵技術(shù)簡介

在技術(shù)層面，海上壓力控制鉆井技術(shù)與欠平衡鉆井技術(shù)有著較為明顯的區(qū)別。海上壓力控制鉆井技術(shù)發(fā)展時(shí)間較短，其關(guān)鍵技術(shù)尚未成熟，用于油田開發(fā)作業(yè)中很難在全過程都保持欠平衡狀態(tài)［11］。海上壓力控制鉆井技術(shù)的優(yōu)越性大致可歸納為以下兩點(diǎn)：（1） 海上壓力控制鉆井技術(shù)對(duì)油藏的保護(hù)力度要大于欠平衡鉆井技術(shù)，該技術(shù)可加大對(duì)油氣層的探查與發(fā)掘力度，有利于提升總產(chǎn)量。相關(guān)人員在開展海上油田開采工程時(shí)，可結(jié)合運(yùn)用海上壓力控制鉆井技術(shù)與欠平衡鉆井技術(shù)，比較運(yùn)用這兩類技術(shù)所獲取的產(chǎn)能，統(tǒng)計(jì)并分析相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，以便更為熟練地掌握這兩項(xiàng)技術(shù)。（2） 海上油田工程的相關(guān)企業(yè)與單位為追求經(jīng)濟(jì)效益，會(huì)重視運(yùn)營成本控制與工程的作業(yè)效率［1213］。運(yùn)用海上壓力控制鉆井技術(shù)可有效提升油田開發(fā)效率，縮減傳統(tǒng)的工作流程與工序，對(duì)過于繁瑣的步驟與流程進(jìn)行簡化，從而極大程度減少鉆井工作周期，降低鉆井工作成本，使得海上油田工程的相關(guān)企業(yè)與單位獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。

4海上壓力控制鉆井施工的相關(guān)作業(yè)流程

壓力控制鉆井技術(shù)可適應(yīng)海上油田等特殊的作業(yè)環(huán)境與復(fù)雜的作業(yè)條件，同時(shí)還能滿足零排放的要求［14］。相關(guān)人員運(yùn)用海上壓力控制鉆井技術(shù)時(shí)，可先借助控制排量的手段來完成近平衡狀態(tài)下的安全鉆井。結(jié)束鉆井作業(yè)后，可合理加大這些鉆井液以提高作業(yè)效率，減少作業(yè)成本，此過程無需利用其他的井下套管裝置，操作方法較為簡單。為加深對(duì)海上壓力控制鉆井技術(shù)的作業(yè)程序與操作流程的了解，以我國渤海地區(qū)的某海上油田的鉆井當(dāng)作研究對(duì)象，探究其具體的作業(yè)程序，以期幫助相關(guān)人員加深對(duì)操作流程的了解。

對(duì)該海上油田的N8井鉆井開展作業(yè)流程，其具體步驟如下：（1） 先完成套管與井口裝置試壓，確認(rèn)合格后方可進(jìn)行控壓鉆井。鉆開套管3 500多m后，在條件相符的情況下實(shí)施后續(xù)工作；（2） 需要先停泵再鉆入新底層，在停泵的同時(shí)環(huán)空加壓1 MPa模擬接立柱時(shí)細(xì)致且全面地檢測井底壓力。工作人員此時(shí)需進(jìn)行更深層次的鉆井操作，通常情況下，在鉆井的全過程都需保持環(huán)控壓力與泥漿池液面監(jiān)測，定期查看泥漿池液面是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，按照泵的排量對(duì)井口回壓進(jìn)行實(shí)時(shí)變動(dòng)，使得井底壓力能夠一直維持在平衡狀態(tài)。工作人員鉆至3 500多m后，需接上立柱，而后繼續(xù)開展鉆井操作，若是泥漿池液面上升至2 m3，可合理調(diào)整節(jié)流閥，在45 min后讓套壓整體上漲至6 MPa，并達(dá)到99%的氣全量狀態(tài)；（3） 工作人員需在軟關(guān)井周邊完成相關(guān)施工操作，多半需阻斷其循環(huán)排氣狀態(tài)。若泥漿密度處于0.95 g/cm3以下，工作人員需進(jìn)行相關(guān)測試，結(jié)果表明地層壓力系數(shù)約為1.0，需結(jié)合該密度采取相對(duì)應(yīng)的提升措施。若泥漿密度已然達(dá)到0.98 g/cm3，工作人員可直接觀察到泥漿池的液面處于穩(wěn)定狀態(tài)；（4） 工作人員需繼續(xù)完成鉆井操作，先勘察泥漿相應(yīng)密度，再進(jìn)行最后的起鉆作業(yè)。工作人員可通過適量添加碳酸鈣粉的方式來提升泥漿的密度，若最終密度能夠達(dá)到1.05 g/cm3便可完成起鉆作業(yè)。

該海上油田的N8井鉆井作業(yè)中，工作人員主要面臨以下幾方面的難題：（1） 環(huán)境限制了欠平衡鉆井技術(shù)的應(yīng)用范圍。采油平臺(tái)與鉆井平臺(tái)的甲板空間都是十分有限的，而鉆井作業(yè)使用的常規(guī)鉆井設(shè)備與器材會(huì)占用大半的甲板空間，余下的可利用空間較少。增壓設(shè)備、空氣壓縮設(shè)備等欠平衡鉆井設(shè)備有著較大的體積，其擺放受到了極大的限制，故而一些海上油氣田無法采用欠平衡鉆井方法。海上平臺(tái)有限空間與欠平衡鉆井設(shè)備擺放空間出現(xiàn)了很大的矛盾，對(duì)欠平衡鉆井技術(shù)在海上油田開采作業(yè)中的應(yīng)用推廣形成了一定的阻礙。在N8井鉆井作業(yè)中，工作人員發(fā)現(xiàn)其地層壓力系數(shù)相對(duì)較低，可通過氮?dú)忏@進(jìn)或是充氮?dú)獾氖侄蝸斫鉀Q井漏現(xiàn)象，但其鉆井平臺(tái)無法擺放空氣壓縮機(jī)、制氮機(jī)等相關(guān)設(shè)備，因此難以運(yùn)用欠平衡鉆井技術(shù)；（2） 海上油田鉆井在環(huán)保與安全方面有著更高的要求。相關(guān)人員在開發(fā)海上油氣田時(shí)，需考量到鉆井作業(yè)的特殊環(huán)境，重視安全問題，但其逃生疏散通道數(shù)量少，存在安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。若是采用欠平衡鉆井技術(shù)，在鉆井的過程中，工作人員會(huì)始終面臨伴有油氣由地層流出的情況，在一定程度上對(duì)海上平臺(tái)的安全性造成了威脅。為保護(hù)環(huán)境，相關(guān)人員在進(jìn)行海上油田開采作業(yè)時(shí)，禁止將鉆井液排入海中，還需科學(xué)處理施工過程中產(chǎn)出的地層油氣。在N8井鉆井作業(yè)中，工作人員采取氣田聯(lián)合作業(yè)需面臨較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。在運(yùn)用欠平衡鉆井技術(shù)進(jìn)行鉆井作業(yè)時(shí)若出現(xiàn)井涌、返出地層原油過多等情況，將會(huì)對(duì)周圍的海洋環(huán)境形成嚴(yán)重污染，并影響開采作業(yè)的安全性；（3） 缺乏海上平臺(tái)的欠平衡鉆井經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)如今，欠平衡鉆井技術(shù)多運(yùn)用于陸地油田開采作業(yè)中，海上油田鉆井作業(yè)中很少運(yùn)用欠平衡鉆井技術(shù)，工作人員缺少可以借鑒的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

完成海上油田開采作業(yè)，需借助一系列關(guān)鍵技術(shù)以實(shí)現(xiàn)施工的相關(guān)要求與最終目的，并在此過程中盡量避免井漏現(xiàn)象的發(fā)生，消除安全隱患，保證最終產(chǎn)能可超過配產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)與要求。在海上油田鉆井工程中，海上壓力控制鉆井施工的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)揮了極大的作用，應(yīng)用效果良好，可對(duì)油層起保護(hù)效果。相關(guān)人員要提升海上油田開采作業(yè)的產(chǎn)能，提高其開采過程的安全性，應(yīng)當(dāng)總結(jié)并探究整個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)與流程，持續(xù)性優(yōu)化海上壓力控制鉆井施工技術(shù)，還可利用先進(jìn)的專業(yè)計(jì)算機(jī)軟件來科學(xué)計(jì)算開鉆密度，以確保作業(yè)整體的效率與安全性。

5應(yīng)用海上壓力控制鉆井技術(shù)時(shí)的注意事項(xiàng)

在進(jìn)行海上油田開采作業(yè)時(shí)，相關(guān)單位要合理運(yùn)用海上壓力控制鉆井技術(shù)，應(yīng)當(dāng)重視以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：（1） 積極健全安全環(huán)保管理制度。海上環(huán)境的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)要明顯大于陸地環(huán)境，相關(guān)單位需全面考慮環(huán)境保護(hù)、安保措施等因素以保障開采過程的安全性。相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)有效落實(shí)安全教育工作，通過制定規(guī)章制度的方式來對(duì)工作人員的施工行為進(jìn)行合理規(guī)范。同時(shí)，相關(guān)單位還應(yīng)制定恰當(dāng)?shù)膽?yīng)急管理制度，以便妥善處理海上油田開采過程中遇到的各種問題。（2） 重視設(shè)備維護(hù)工作。相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)對(duì)鉆井設(shè)備與儀器進(jìn)行定期更新與維護(hù)，以免因設(shè)備故障、老化等情況引發(fā)意外事故。在條件允許的情況下，相關(guān)單位應(yīng)積極升級(jí)海上油田生產(chǎn)設(shè)備與儀器，更大程度滿足鉆井作業(yè)的實(shí)際需求，確保油田安全生產(chǎn)。（3） 相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)重視安全環(huán)保檢查。相關(guān)人員要定期檢查安全事故的高發(fā)區(qū)域與環(huán)節(jié)，及時(shí)察覺隱患問題并采取相對(duì)應(yīng)的解決措施，確保開采工作能夠順利開展。相關(guān)單位可結(jié)合運(yùn)用日檢與月檢的方式來排查安全隱患，并進(jìn)行不定期抽查，還可監(jiān)督各部門完成自檢與互檢，讓不同部門間的安全管理工作形成良性競爭，及時(shí)消除安全隱患。（4） 相關(guān)單位要強(qiáng)化工作人員的安全意識(shí)。工作人員缺乏足夠的安全意識(shí)是造成海上石油作業(yè)發(fā)生安全事故的重要原因之一。安全事故會(huì)造成人員傷亡，降低相關(guān)企業(yè)與單位的經(jīng)濟(jì)效益，故而培養(yǎng)工作人員的安全技能，減少潛在風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。（5） 監(jiān)督管理落實(shí)到位。做好監(jiān)管工作是提升海上石油開采作業(yè)的安全性與開采效率的關(guān)鍵手段，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)定期檢查相關(guān)設(shè)備與儀器，進(jìn)行不間斷連續(xù)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行異常便及時(shí)更換設(shè)備，以切實(shí)滿足采油需求，降低油田的損失［15］。

6結(jié)語

在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展中，石油是不可或缺的重要支撐能源，其開采工作受到社會(huì)各層面的廣泛關(guān)注。為切實(shí)滿足石油供給需求，相關(guān)企業(yè)與單位需積極深入開發(fā)海上油田，探索相關(guān)開采技術(shù)，完善相關(guān)開采體系。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)信息化建設(shè)的步伐不斷加快，相關(guān)服務(wù)產(chǎn)業(yè)對(duì)科學(xué)技術(shù)的依賴性不斷加強(qiáng)。在海上油田開采過程中合理運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)可有效減少運(yùn)營成本，提高工作效率。目前，我國的海上石油開采工作在運(yùn)用傳統(tǒng)鉆井技術(shù)方面存在一些問題，需相關(guān)人員加以改造與完善。與此同時(shí)，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)積極研究海上壓力控制鉆井施工的關(guān)鍵技術(shù)，以期提升開采效率與質(zhì)量，更大化滿足社會(huì)上的石油供給需求。

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