鉆井技術(shù)范文

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篇1

【關(guān)鍵詞】雙密度 雙梯度 隔水管 稀釋 鉆井技術(shù)

盡管近年來我國原油產(chǎn)量有較大幅度的增長，但與需求相比，仍不能滿足國民生產(chǎn)的需要。因此，除大力發(fā)展我國中西部油區(qū)及海外油氣資源的勘探開發(fā)力度外，加快海洋尤其是深海油氣資源的勘探開發(fā)、大力發(fā)展海洋石油裝備與技術(shù)產(chǎn)業(yè)已成為一項(xiàng)重要舉措。目前，我國已經(jīng)掌握300 m水深的油氣勘探開發(fā)成套技術(shù)體系，深水鉆井技術(shù)的研究與應(yīng)用尚處于起步階段。要想在全球深海油氣勘探開發(fā)的國際競爭中處于有利地位，必須研制、開發(fā)適合我國深水油氣鉆井的自主裝備和技術(shù)。

1 常規(guī)深水鉆井存在的問題

與陸地和淺海鉆井相比，深海鉆井環(huán)境更復(fù)雜，容易出現(xiàn)常規(guī)鉆井裝備和鉆井方法難以克服的技術(shù)難題。由于上覆巖層壓力下降，地層孔隙壓力與破裂壓力之間的差幅變小，要同時(shí)保持井眼壓力的平衡和井眼的穩(wěn)定就會(huì)引起問題，限制了鉆達(dá)目標(biāo)深度的能力。如果使用常規(guī)方法，就需要用增加套管層數(shù)的方式來最大程度地減小作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、換取繼續(xù)鉆進(jìn)的可能。地層孔隙壓力與破裂壓力之間的差幅小，給鉆井作業(yè)帶來了困難，在某些情況下，采用從常規(guī)隔水管上返鉆井液的方法難以將油氣井鉆到目標(biāo)深度。深水鉆井如何控制鉆井液密度、在鉆進(jìn)過程中將井下壓力維持在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，一直是困擾海上深水鉆井作業(yè)的一個(gè)難題。

圖1 Maurer注空心球雙梯度鉆井系統(tǒng)

2.1.2 空心球的設(shè)計(jì)及其物理性能

空心球的材質(zhì)可以是玻璃、塑膠、合成材料、金屬等。Maurer最初做試驗(yàn)用的是由3M公司制造的直徑10～100 μm的空心玻璃微球，其密度為0.38 g/cm3。添加體積為50%的這種空心球可以將1.68 g/cm3的鉆井液密度降至海水密度（1.02 g/cm3）。

工業(yè)用空心玻璃球的主要化學(xué)成分見表1。選用空心玻璃球作為鉆井液的輕質(zhì)固體添加劑（LWSA）是基于其良好的物理性能及其在油氣井中高溫高壓條件下仍能保持其良好物理特性的能力，其中最主要的是空心玻璃球較低的球體密度和較高的破裂壓力。

2.1.3 空心球的海面分離技術(shù)

Maurer最初做試驗(yàn)用的是由3M公司制造的直徑10～100 μm的空心玻璃微球。為了節(jié)約鉆井成本，到達(dá)經(jīng)濟(jì)鉆井的目的，空心球需要回收再利用。但是，MTI、貝克休斯和其他公司進(jìn)行的大量試驗(yàn)表明，在雙梯度鉆井的高循環(huán)速度下（50.47～88.32 L/s），用常規(guī)的離心機(jī)或者水力分離器不可能100%的將空心球從鉆井液中分離出來并回收再利用。為了解決把小直徑空心球從鉆井液中分離出來比較困難的問題，Maurer進(jìn)行了使用大直徑（大于100 μm）空心球的試驗(yàn)，證明大直徑空心球可以用普通的振動(dòng)篩從鉆井液中分離出來。

空心球的分離過程見圖2：空心球在海底混合到鉆井液并注入隔水管后，與從環(huán)空返回的、攜帶鉆屑的鉆井液混合在一起。當(dāng)攜帶空心球和鉆屑的鉆井液返出井眼后先通過振動(dòng)篩進(jìn)行分離，分離出的空心球和鉆屑進(jìn)入一個(gè)海水容器（池），因?yàn)殂@屑比較重所以沉入底部，而空心球比較輕則漂浮在水面，可以將其重新收集利用。通過振動(dòng)篩后，大部分鉆井液進(jìn)入循環(huán)池，小部分鉆井液與分離出的空心球重新混合形成低密度流體，泵送到海底注入隔水管內(nèi)繼續(xù)循環(huán)。大直徑空心球除了具有用普通振動(dòng)篩可以很容易地從鉆井液中分離出來的優(yōu)點(diǎn)外，由它配置的鉆井液的黏度也比較低。

圖3 氣舉法雙梯度鉆井系統(tǒng)的組成

2.2.2 氣舉法雙梯度鉆井的優(yōu)勢

氣舉法雙梯度鉆井具有如下優(yōu)勢：

（1）氣舉法和欠平衡鉆井在實(shí)現(xiàn)機(jī)理上有一定的相似性，而欠平衡鉆井技術(shù)的研究與應(yīng)用目前已經(jīng)成熟，所以氣舉法在技術(shù)原理上具有較為成功的參考依據(jù)；

（2）它與傳統(tǒng)單梯度的隔水管鉆井相比，不需要對(duì)鉆井設(shè)備作太多的改動(dòng)，只需要添加一套氮?dú)夥蛛x設(shè)備、一套注氣附加管線和一臺(tái)注氣泵，對(duì)于成本高昂的深水鉆井來說，這就大大節(jié)省了設(shè)備改造上的資金投入。據(jù)估計(jì)，應(yīng)用隔水管氣舉法時(shí)，至少能降低9%的成本，大部分情況下可以降低17%到24%。

2.3 隔水管稀釋雙梯度鉆井技術(shù)

將低密度流體注入隔水管底部，使隔水管環(huán)空內(nèi)的流體密度降低，接近海水密度，從而在隔水管環(huán)空和井眼環(huán)空形成兩個(gè)不同的流體密度，國外把采用這種方式進(jìn)行的雙梯度鉆井稱為“隔水管稀釋”。

2.3.1 隔水管稀釋雙梯度鉆井系統(tǒng)的工作原理

在隔水管稀釋雙梯度鉆井系統(tǒng)中（圖4），密度“較高”的鉆井液從鉆柱被泵送到井下，通過鉆頭后從鉆柱與裸眼或鉆柱與套管之間的環(huán)空上返。在隔水管環(huán)空接近海底或海底以下的某一個(gè)點(diǎn)，密度“較低”的稀釋流體（即低密度流體）通過注入管線從隔水管底部或海底以下注入隔水管環(huán)空，在注入點(diǎn)以下的隔水管內(nèi)形成“被稀釋的”的、接近海水的流體密度，而注入點(diǎn)以下不斷增加的總體鉆井液梯度則變得類似于或更接近于自然產(chǎn)生的孔隙壓力-破裂壓力梯度剖面。被稀釋的鉆井液返回海面后，要采用特制的高規(guī)格離心機(jī)連續(xù)進(jìn)行分離，將其分離回原來的“鉆井液密度”和“稀釋流體密度”兩種組分。這一分離方法是隔水管稀釋雙梯度鉆井的核心技術(shù)之一。隔水管稀釋鉆井系統(tǒng)使用的另一個(gè)重要工具就是鉆柱斷流閥（即鉆柱閥）。該閥安裝在靠近鉆柱底部的位置，其作用是在必要的時(shí)候阻擋鉆柱內(nèi)較重的鉆井液進(jìn)入環(huán)空。

圖4 隔水管稀釋雙梯度鉆井的循環(huán)系統(tǒng)（采用海底防噴器組時(shí)）

2.3.2 鉆井液與低密度流體的類型與配方

為了使隔水管稀釋雙梯度鉆井系統(tǒng)正常工作，要求鉆井液在井眼內(nèi)和在隔水管內(nèi)都能懸浮固相并能有效地?cái)y帶巖屑，鉆井液即使被未加重流體高度稀釋后也應(yīng)能發(fā)揮這些功能。

因?yàn)楹铣苫@井液在墨西哥灣深水鉆井中應(yīng)用較多，所以將其選為隔水管稀釋鉆井中最具代表性的鉆井液類型。貝克休斯和Baroid公司各自提出用于墨西哥灣深水鉆井作業(yè)的合成基鉆井液性能要求（見表2 和表3）。

靜切力分別取自10 s，10 min和30 min。2.3.3 隔水管稀釋雙梯度鉆井技術(shù)的優(yōu)勢

（1）隔水管稀釋通過調(diào)整鉆井液的各種性能，提供一種穩(wěn)定而又容易控制的工藝過程，不必安裝大型、昂貴、復(fù)雜而又難以處置的海底組件。

（2）隔水管稀釋雙梯度鉆井系統(tǒng)適合在現(xiàn)有的許多鉆井平臺(tái)（船）上使用，不必對(duì)平臺(tái)進(jìn)行大的改造。如果該技術(shù)與小井眼鉆井配合，則非常適于在早期的移動(dòng)式鉆井平臺(tái)上使用，因?yàn)榕c現(xiàn)代深水鉆井平臺(tái)相比，這些平臺(tái)的鉆井液泵送和處理能力更適合實(shí)施這項(xiàng)技術(shù)。

（3）通過對(duì)實(shí)例井的研究表明，與常規(guī)作業(yè)相比，隔水管稀釋雙梯度鉆井至少可降低鉆井成本7%，如果加上采用較小直徑隔水管和小型鉆井平臺(tái)節(jié)省的費(fèi)用，隔水管稀釋法降低的作業(yè)成本還要多。

（4）對(duì)于地層壓力剖面類似于深井的大陸架地區(qū)（如墨西哥灣）來說，尤其是在需要鉆過鹽丘的情況下，采用隔水管稀釋雙梯度鉆井技術(shù)也許是最適宜的選擇。

（5）由于其獨(dú)特的雙密度特性，該技術(shù)還非常適合鉆進(jìn)衰竭油藏，在鉆進(jìn)水平井的水平段時(shí)也具有一定優(yōu)勢。

3 我國雙梯度鉆井技術(shù)的研發(fā)現(xiàn)狀

雙梯度鉆井技術(shù)的研究在我國還處于起步階段，前期工作主要是跟蹤國外雙梯度鉆井各種方案的最新進(jìn)展，研究其技術(shù)原理和相關(guān)配套技術(shù)，以期能提出適合我國深水油氣開發(fā)的雙梯度鉆井技術(shù)方案以及裝備方案，研發(fā)一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深水雙梯度鉆井技術(shù)和裝備，為雙梯度鉆井技術(shù)在我國深水油氣田的應(yīng)用提供必要的技術(shù)支持。

最近幾年，中國海洋石油總公司、中海石油研究中心、中國石油大學(xué)（華東）等單位的科研人員，對(duì)雙梯度鉆井的原理、水力學(xué)計(jì)算及實(shí)施方案等進(jìn)行了研究，并申請(qǐng)了一些國家專利，其中包括以注空心球?yàn)槭侄蔚摹耙环N實(shí)現(xiàn)雙梯度鉆井的方法及裝置”、以注低密度流體為手段的“一種基于雙梯度的控制壓力鉆井方法及裝置”等。

4 對(duì)我國開展深水雙梯度鉆井試驗(yàn)研究的分析與建議

4.1 注空心球法是適宜于南中國海深水作業(yè)的雙梯度鉆井方案

注空心球雙梯度鉆井分離工藝簡單，成本低廉，在中等深度的深水（600～1 500 m）中有較好的應(yīng)用前景。綜合考慮我國海洋油氣開發(fā)工程裝備能力、南海復(fù)雜的氣候環(huán)境和油氣藏特性，我國有關(guān)科研單位開展了適宜于南海深水的雙梯度鉆井方案的優(yōu)選，優(yōu)選結(jié)果表明，注空心球系統(tǒng)是最適宜于南海深水作業(yè)的雙梯度鉆井方案，有可能成為解決制約我國深水鉆井技術(shù)發(fā)展的一個(gè)突破口，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。但是為了實(shí)現(xiàn)注空心球雙梯度鉆井系統(tǒng)在我國深水油氣開發(fā)中的應(yīng)用，還需要對(duì)空心球注入方式、分離技術(shù)、分離設(shè)備等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行全面研究，并按照計(jì)劃有針對(duì)性地進(jìn)行探索型應(yīng)用，形成一套適合我國深水油氣開發(fā)特點(diǎn)的雙梯度鉆井技術(shù)體系，為我國深水油氣勘探開發(fā)提供技術(shù)支撐。

4.2 隔水管稀釋雙梯度鉆井系統(tǒng)相對(duì)簡單但降低作業(yè)費(fèi)用效果不明顯

隔水管稀釋系統(tǒng)主要依賴于對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的擴(kuò)展和延伸來獲取雙梯度鉆井的經(jīng)濟(jì)效益。該方法通過調(diào)整鉆井液的各種性能，提供一種穩(wěn)定而又容易控制的工藝過程，不必安裝大型、昂貴、復(fù)雜而又難以處置的海底組件。隔水管稀釋雙梯度鉆井系統(tǒng)適合在現(xiàn)有的許多鉆井平臺(tái)（船）上使用，不必對(duì)平臺(tái)進(jìn)行大的改造，實(shí)施起來也較為簡單，安全性較強(qiáng)。但應(yīng)當(dāng)指出的是，隔水管稀釋方案降低作業(yè)費(fèi)用的效果不是很明顯，試驗(yàn)證明與常規(guī)系統(tǒng)相比大約可節(jié)省7%（不包括采用較小直徑隔水管等節(jié)省的費(fèi)用）。

4.3 隔水管氣舉方案降低費(fèi)用效果明顯但安全風(fēng)險(xiǎn)問題需要考慮

隔水管氣舉雙梯度鉆井方案主要利用現(xiàn)有的工藝設(shè)備，但要增添壓縮機(jī)、現(xiàn)場制氮設(shè)備或氮?dú)夤?yīng)等，與常規(guī)工藝（假設(shè)沒有事故處理費(fèi)用）相比，至少能降低9%的作業(yè)成本，大部分情況下可以降低17%到24%，如果加上使用小直徑隔水管和小型鉆井平臺(tái)節(jié)約的費(fèi)用，總成本有可能降低50%左右（估算的無故障成本）。但該技術(shù)遇到的主要問題是較高的壓縮機(jī)費(fèi)用、氮?dú)赓M(fèi)用、腐蝕問題、氣體的可壓縮性導(dǎo)致的壓力梯度的非線性、難以將氮?dú)鈴你@井液中重新分離出來等。而且，由于井控等安全風(fēng)險(xiǎn)問題同時(shí)存在，所以在決定采用該方案時(shí)應(yīng)當(dāng)慎重，應(yīng)當(dāng)根據(jù)作業(yè)環(huán)境、鉆井裝置的類型、設(shè)備條件等諸多因素認(rèn)真進(jìn)行特定環(huán)境條件下的可行性研究。

4.4 加強(qiáng)對(duì)國外雙梯度鉆井技術(shù)最新發(fā)展的跟蹤、研究與借鑒

雙梯度鉆井是一項(xiàng)正處于發(fā)展中的新技術(shù)，隨著理論研究與模擬實(shí)驗(yàn)的不斷深入、水下與海底設(shè)備的不斷改進(jìn)、操作參數(shù)的不斷優(yōu)化、工藝流程的不斷完善、局限性的不斷克服、深水鉆井裝置及其配套設(shè)施的不斷升級(jí)與改造，雙梯度鉆井的各項(xiàng)技術(shù)方案將更加成熟，優(yōu)勢將更加突出，推廣應(yīng)用效果將更加明顯。為加快我國深水油氣資源的勘探開發(fā)步伐，有必要針對(duì)我國海深水區(qū)塊的實(shí)際情況，及時(shí)跟蹤和研究國外雙梯度鉆井技術(shù)的最新發(fā)展，借鑒其成功經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)適合我國國情且具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深水雙梯度鉆井技術(shù)，形成一套能指導(dǎo)我國深水油氣開發(fā)的鉆井技術(shù)體系。這不但能為我國深海油氣勘探開發(fā)提供技術(shù)支撐，而且對(duì)于全面提升我國深水鉆井技術(shù)水平、使我國在全球深海油氣勘探開發(fā)的國際競爭中處于有利地位，具有重要的戰(zhàn)略意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 殷志明，陳國明，許亮斌，等.采用雙梯度鉆井優(yōu)化深水井井身結(jié)構(gòu)[J]. 天然氣工業(yè)，2006，26（12）：112-114

篇2

【關(guān)鍵詞】鉆井技術(shù) 統(tǒng)籌建議 發(fā)展趨勢

國內(nèi)鉆井發(fā)展的大趨勢，淺井，裸眼井基本絕跡。現(xiàn)在大部分油田區(qū)塊已經(jīng)進(jìn)入了后期開發(fā)，新區(qū)塊的發(fā)現(xiàn)越來越困難，鉆井工作量問題也是一個(gè)大問題，很多的油田鉆探隊(duì)伍已經(jīng)需要去外部油田進(jìn)行鉆探，鉆井隊(duì)伍的生存問題，尤其是小鉆，也已經(jīng)漸漸凸顯出來，以前的鐵人攪泥漿抬儀器的時(shí)代已經(jīng)成為歷史，對(duì)于鉆井技術(shù)的發(fā)展，要求也已經(jīng)越來越急切。當(dāng)現(xiàn)有的區(qū)塊工作量明顯降低后，中小井隊(duì)的低標(biāo)準(zhǔn)鉆井也必將被淘汰，取而代之的是高技術(shù)井，深井。因此，如何提高鉆井技術(shù)，增加競爭力是核心要求。對(duì)于現(xiàn)狀我研究了我國定向鉆井，空氣鉆井和控壓鉆井的新形勢。

1 國內(nèi)鉆井關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 定向鉆井完井技術(shù)

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展和油田開采數(shù)量的不斷增加，定向鉆井技術(shù)的重要性越開越受到人們的重視。目前定向鉆井技術(shù)已在國內(nèi)外石油開采行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，并在石油行業(yè)中占據(jù)了較高的地位。它類型多樣，有低斜度定向井、中斜度定向井、大斜度定向井，使用方便靈活。但在使用灌溉技術(shù)的過程中又不可避免的存在許多問題，包括定向儀問題、

軌跡控制問題、氣體鉆井井斜問題、井眼清潔問題等各個(gè)方面。隨著我國越來越多的海洋、陸地的大型油田的開發(fā)，定向鉆井技術(shù)更得到了長足的發(fā)展和提高，該項(xiàng)技術(shù)的重要性十分顯著，在實(shí)際油田開采中應(yīng)通過科學(xué)合理的措施加以克服和解決這些問題，以推動(dòng)我國定向鉆井技術(shù)、油田事業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的繁榮。

1.2 空氣鉆井完井技術(shù)

空氣鉆井技術(shù)作為近年來快速發(fā)展起來的一種鉆井新工藝，在大幅度提高鉆井效率、提高鉆井施工隊(duì)伍經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也存在著井斜控制難度大、地層出水、地層坍塌、井下爆炸等諸多問題。本文主要針對(duì)這些現(xiàn)狀提出一系列改進(jìn)措施，以期在實(shí)際操作中盡量避免。

空氣鉆井技術(shù)能夠避免產(chǎn)油層受到鉆井液的污染，有助于提高油井生產(chǎn)能力，并杜絕由于鉆井液的大量漏失而造成的不必要的浪費(fèi)。對(duì)于高滲、裂縫性地層以及對(duì)入侵液體高度敏感的地層，空氣鉆井技術(shù)是降低鉆井液、濾液及固相侵入，防止損害儲(chǔ)層的一種有效方法。然而，作為一門新的應(yīng)用技術(shù)，在我國，空氣鉆井技術(shù)存在著井斜控制難度大、地層出水、地層坍塌、井下爆炸等諸多問題。

1.3 控壓鉆井完井技術(shù)

控制壓力鉆井（MPD）是為解決復(fù)雜地層鉆井中出現(xiàn)的復(fù)雜問題，提高鉆井效率，降低鉆井成本的而發(fā)展的一種先進(jìn)鉆井技術(shù)，已在國外得到廣泛應(yīng)用。而我國由于許多油田存在較多老井，為避免不必要的損失和對(duì)油藏的損害導(dǎo)致開采剩余油層不得不用欠平衡鉆井技術(shù)（UBD），據(jù)調(diào)查，我國許多大型企業(yè)的油田都需要欠平衡鉆井技術(shù)來解決嚴(yán)重的漏失問題。同時(shí)，由于在新疆油田、中國西部地區(qū)有的油井鉆井密度較大，難以控制泵沖次，極易導(dǎo)致漏井，井涌等問題。這種情況更需要采用MPD技術(shù)來精確控制井眼的壓力。由于海上鉆井平臺(tái)日費(fèi)用很高，出現(xiàn)井漏或鉆井中產(chǎn)生氣體的井用常規(guī)的壓力控制很難連續(xù)、安全地鉆井。我國UBD和欠平衡完井的技術(shù)和裝備正在逐漸完善，應(yīng)該相信，從UBD發(fā)展起來的MPD、CMC技術(shù)在我國也一定會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景。 2 國內(nèi)鉆井技術(shù)發(fā)展建議

與國外先進(jìn)技術(shù)相比，國內(nèi)鉆井關(guān)鍵技術(shù)仍存在許多差距，主要表現(xiàn)為：

（1）鉆井裝備技術(shù)仍有差距；

（2）鉆井隨鉆測量與控制高新技術(shù)差距明顯；

（3）復(fù)雜地質(zhì)條件深井超深井安全高效鉆井手段少、技術(shù)水平低；

（4）提高油氣井產(chǎn)量、剩余油采收率方面的鉆井技術(shù)儲(chǔ)備不足，差距較大；

（5）套管 / 尾管鉆井和連續(xù)管 / 膨脹管鉆井等特殊鉆井工藝還有差距。

為解決鉆井關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，滿足國內(nèi)日趨復(fù)雜和低滲透油氣勘探開發(fā)生產(chǎn)需要，縮短與國外技術(shù)差距，建議加強(qiáng)鉆井高端儀器裝備和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。未來應(yīng)重點(diǎn)圍繞提高油氣井產(chǎn)量和油氣采收率的鉆完井、井下信息測傳與控制、復(fù)雜地質(zhì)條件下安全高效鉆完井、深水鉆井完井等 4 個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)與裝備開展攻關(guān)。進(jìn)一步發(fā)展新型高效破巖工具、低成本的地質(zhì)導(dǎo)向、自動(dòng)垂直鉆井、多參數(shù) LWD、多分支井、徑向鉆井、MRC鉆井和精細(xì)控壓鉆井等高新技術(shù)，深化氣體鉆井和水平井，攻克旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井、井下數(shù)據(jù)大容量快速測傳、隨鉆導(dǎo)航、隨鉆地震和NDS 鉆井等技術(shù)，推進(jìn)鉆井技術(shù)步入自動(dòng)化鉆井階段；研發(fā)連續(xù)管鉆井、膨脹管鉆完井、微小井眼鉆井和智能完井等一批核心技術(shù)和特色技術(shù)。提高低滲特低滲透油氣藏、稠油和老油田剩余油開發(fā)效果，明顯減少深井超深井復(fù)雜事故，大幅度提高鉆井速度，

降低“噸油”鉆井成本，實(shí)現(xiàn)效益最大化。

3 鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢

進(jìn)入21世紀(jì)，我國鉆井技術(shù)得到快速發(fā)展，常規(guī)鉆井技術(shù)得到進(jìn)一步強(qiáng)化，特色鉆井技術(shù)優(yōu)勢明顯，鉆井裝備與工具發(fā)展迅速；深井鉆井、欠平衡和氣體鉆井、水平井等方面取得了技術(shù)突破，整體技術(shù)水平得到很大的提升，與國外差距不斷縮小。自20世紀(jì)90年代初開始，世界鉆井技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展期，隨著鉆井技術(shù)新時(shí)期的到來，鉆井技術(shù)已經(jīng)成為打開和建立油氣通道，已經(jīng)成為提高油氣井產(chǎn)量、提高采收率等增儲(chǔ)上產(chǎn)的新途徑和主要手段。成縱觀世界鉆井技術(shù)發(fā)展，總體來講呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢：

（1）鉆機(jī)設(shè)備呈現(xiàn)新特點(diǎn)，表現(xiàn)為專業(yè)化鉆機(jī)得到快速發(fā)展；規(guī)模向兩極化方向發(fā)展；鉆機(jī)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化；大力發(fā)展新型石油鉆機(jī)，采用人性化設(shè)計(jì)。

（2）實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，不斷研發(fā)高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)快鉆井，達(dá)到降低鉆井成本，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和保護(hù)油氣層。

（3）提高儀器精準(zhǔn)度，井下隨鉆測量和控制儀器與工具朝信息傳輸多通道、大容量、精確快速、智能化和自動(dòng)化方向進(jìn)一步發(fā)展；

（4）探索新型鉆井方式，例如新型桿管鉆井呈現(xiàn)多樣化、技術(shù)逐步配套完善、應(yīng)用快速增長態(tài)勢。

（5）注重鉆井實(shí)效，用鉆井方式提高單井產(chǎn)量、油氣采收率和開發(fā)效益已成為鉆井發(fā)展的主導(dǎo)趨勢。

4 結(jié)論

綜上所述，鉆井技術(shù)的重要性決定了它的價(jià)值將不斷提高，未來可能向著高壓高溫、深井、超深井和復(fù)雜井等方向發(fā)展，去解決更多生產(chǎn)實(shí)踐中的問題，更有望向著三維可控與可視化鉆井技術(shù)方向大力發(fā)展，實(shí)現(xiàn)鉆井生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，運(yùn)用結(jié)構(gòu)化和模塊化對(duì)應(yīng)用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試及維護(hù)，使應(yīng)用軟件具有良好的維護(hù)性、容性和友好界面。在測井、固井、完井等作業(yè)中更有利于實(shí)現(xiàn)誤操作現(xiàn)象，亦可由相應(yīng)的儀器來采集各作業(yè)的油氣鉆井?dāng)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)鉆井技術(shù)的更有效控制和改善。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈忠厚，黃洪春，高德利.世界鉆井技術(shù)新進(jìn)展及發(fā)展趨勢分析[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2009（04）

篇3

小井眼;側(cè)鉆井;壽命;工藝

遼河油田各老區(qū)塊經(jīng)過較長時(shí)間的開發(fā)生產(chǎn),由于套管變形或損壞以及井下落物事故不易處理等多種原因的影響,陸續(xù)有部分油水井不能維持正常生產(chǎn),造成原油及天然氣產(chǎn)量逐年下降,嚴(yán)重威脅到油田正常生產(chǎn)。為了降低鉆井綜合成本,挖掘老井產(chǎn)能,遼河油田正在開展小井眼開窗側(cè)鉆技術(shù)的研究與應(yīng)用。小井眼開窗側(cè)鉆技術(shù)就是利用老井井身對(duì)油藏開發(fā)再挖潛,并充分利用老井原有的一些設(shè)備,使老井的的生產(chǎn)潛力得以充分發(fā)揮的新技術(shù)新工藝,從而延長老井的使用壽命,提高原油產(chǎn)量,同時(shí)還可以利用老井的井身大幅度降低鉆井成本,縮短鉆井周期,提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此,開窗側(cè)鉆二次開發(fā)老井的油氣資源,在今后具有廣闊的應(yīng)用前景。

1.套管開窗技術(shù)

開窗點(diǎn)的選擇。在選擇開窗點(diǎn)以前,要收集原井眼的鉆井資料和固井資料,然后根據(jù)收集的資料綜合考慮,確定最佳開窗點(diǎn)。開窗點(diǎn)選擇主要遵循如下原則:

盡量利用原井眼的有用套管,縮短鉆井周期,節(jié)約鉆井成本,充分體現(xiàn)開窗側(cè)鉆的優(yōu)越性;通徑、試壓,保證開窗點(diǎn)以上套管完好,無變形、破損和漏失;開窗井段水泥封固好,井眼規(guī)則,井徑擴(kuò)大率小;根據(jù)工具及地層造斜能力,使井眼軌跡符合地質(zhì)要求;盡量避開套管接箍3m以上,力求少銑套管接箍;開窗井段地層相對(duì)穩(wěn)定,無復(fù)雜及堅(jiān)硬地層。

開窗前準(zhǔn)備工作。擠灰封堵窗口以下原井段或者原射孔井段;通徑至窗口以下5m,試壓15Mpa穩(wěn)壓30min壓降不超過0.5MPa確定封井器和水泥封固合格。

開窗側(cè)鉆工藝技術(shù)。目前,應(yīng)用比較廣泛的套管開窗側(cè)鉆方法主要有導(dǎo)向器開窗側(cè)鉆和段銑開窗側(cè)鉆兩套方法。

式中:—井眼方位角增量;—導(dǎo)向器導(dǎo)斜角(導(dǎo)向器斜面與井眼軸線之間夾角);—導(dǎo)向器裝置角;—第一測點(diǎn)或原井眼井斜;—第二測點(diǎn)或待鉆井眼井斜角。

導(dǎo)向器送入與固定技術(shù)。在不考慮開窗窗口方向的側(cè)鉆作業(yè)中,一般采用直接投入的方法投“導(dǎo)向器”,并注水泥固定。在考慮窗口方向的側(cè)鉆作業(yè)中,需用地面直讀式陀螺儀定向,確定導(dǎo)向器斜面的實(shí)際方位值,然后注水泥固定。

開窗過程的鉆具組合與參數(shù)配合。套管開窗側(cè)鉆工藝過程分為三個(gè)井段,其鉆具組合與技術(shù)參數(shù)配合如下:

第一階段:起始磨銑階段。從銑錐導(dǎo)向器頂部上方某一點(diǎn)到磨銑底部直徑圓周與套管內(nèi)壁接觸段。在施工中啟始銑鞋均應(yīng)采用較大剛度的鉆具組合。注意輕壓、慢轉(zhuǎn),鉆壓5~10kN,轉(zhuǎn)速60~65r.p.m,使銑錐先銑出一個(gè)均勻接觸面。

開窗方式優(yōu)選原則。開窗方式的選擇應(yīng)綜合考慮甲方地質(zhì)要求、老井眼狀況、地層特點(diǎn)以及側(cè)鉆工具的側(cè)鉆造斜能力等各方面的因素。

優(yōu)選原則:如果側(cè)鉆地層硬。固井質(zhì)量較差,老井井眼井下情況復(fù)雜、井斜角較大、套管及套管扶正器不易鍛銑,開窗點(diǎn)可選擇范圍有限時(shí),一般選用導(dǎo)向器開窗方式。目前遼河使用的基本都是導(dǎo)向器開窗方式。

3.現(xiàn)場應(yīng)用

套管開窗側(cè)鉆技術(shù)并結(jié)合延長側(cè)鉆井壽命技術(shù)在遼河油田應(yīng)用取的了良好的效果。每年應(yīng)用300多井次,取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。洼10-24C井在1000多m利用導(dǎo)向器開窗并在1300~1530m擴(kuò)孔,充分利用老井生產(chǎn)套管,可以節(jié)省鉆井投資達(dá)40%。而且該井投產(chǎn)后產(chǎn)量穩(wěn)定,生產(chǎn)狀況良好,沒有出現(xiàn)異常情況。

4.結(jié)論

小井眼套管開窗側(cè)鉆是提高老油田中后期產(chǎn)能的一項(xiàng)重要措施,應(yīng)用也將更加廣泛。

能使老井復(fù)活,保持和完善原有的井網(wǎng)結(jié)構(gòu);延長油藏開采年限,提高最終原油采收率;可以大幅度降低鉆井成本;導(dǎo)向器的固定是導(dǎo)向器開窗側(cè)鉆的關(guān)鍵;小井眼固井技術(shù)是延長側(cè)鉆井壽命的關(guān)鍵;側(cè)鉆井開窗技術(shù)和延長側(cè)鉆井技術(shù)還需要進(jìn)一步深入研究。

[1]張?jiān)七B.鉆井新技術(shù)[M].北京.石油大學(xué)出版社,1999.12

[2]李斌文.TK602井套管打撈及側(cè)鉆施工[J].石油鉆探技術(shù),2001.08

篇4

關(guān)鍵詞：定向深，，裸眼段長，高、低壓同層，高溫，高壓鹽水層，

中圖分類號(hào)：TE242

利72-斜1井是一口設(shè)計(jì)垂深4020.00米、斜深4111.77米的深定向評(píng)價(jià)井。該井設(shè)計(jì)Φ244.5mm技術(shù)套管下深2650米，大直徑鉆頭鉆進(jìn)影響進(jìn)度。三開裸眼段較長，同一裸眼井段存在著不同的壓力層系和鹽水層；沙三、沙四段易發(fā)生塌、漏、噴、卡等各種復(fù)雜或事；深部高溫對(duì)鉆井液的影響容易使性能變差導(dǎo)致復(fù)雜的發(fā)生等重重風(fēng)險(xiǎn)。通過調(diào)查鄰井資料，周圍鄰井有多口井發(fā)生過各種不同的工程復(fù)雜和事故，加之井較深巖石可鉆性差等，使鉆井施工周期長成本高。

1 鉆井液方面影響鉆速分析

通過調(diào)研收集鄰井復(fù)雜與事故及施工周期等資料，周密詳細(xì)和認(rèn)真細(xì)致的分析影響鉆井速度的原因，找出每一個(gè)施工工序的風(fēng)險(xiǎn)因素和影響鉆速的鉆井液方面的根本原因，根據(jù)本井鉆井設(shè)計(jì)分析每一井段風(fēng)險(xiǎn)要素和施工難點(diǎn)。

1.1 二開Φ311.1mm井眼且井較深段長，明化鎮(zhèn)組、館陶組地層蒙脫石含量高，鉆進(jìn)中容易造漿則機(jī)械鉆速受到很大的影響；東營組地層砂泥巖互層多，應(yīng)控制好般土含量、放開濾失量、采用盡量低的粘度，否則鉆速可受到較大影響；沙二段地層有較高壓水層，鉆井液易受到污染性能變差，使井壁不穩(wěn)定發(fā)生坍塌掉塊，導(dǎo)致井眼不暢通、劃眼等阻礙了鉆井進(jìn)度和技套的順利下入。

1.2 三開井段裸眼段較長，沙三上、中部壓力系數(shù)相對(duì)低，而沙四段存有高壓鹽水層和高壓油氣層，易出現(xiàn)上漏下噴甚至卡鉆的復(fù)雜或事故。

1.3 該井地質(zhì)設(shè)計(jì)深部有高壓鹽水層，高壓鹽水對(duì)鉆井液性能的污染，鉆井液易受到破壞，性能變差，導(dǎo)致井下復(fù)雜或事故影響鉆速。

1.4 井深地溫梯度高，對(duì)鉆井液的高溫穩(wěn)定性有更高的要求，否則，鉆井液性能不穩(wěn)定，導(dǎo)致井壁不穩(wěn)定，延長施工周期。

1.5 由于該井深部高壓鹽水與高壓油氣層的存在，鉆井液密度需達(dá)1.80以上，才能平衡此壓力，定向點(diǎn)較深地層硬進(jìn)尺慢，加之是一口評(píng)價(jià)井，不允許使用有熒光的處理劑，對(duì)鉆井液的防粘卡有更高的要求，否則，鉆速將受到較大影響。

2 鉆井提速鉆井液技術(shù)措施優(yōu)化及實(shí)施

針對(duì)以上風(fēng)險(xiǎn)要素和施工難點(diǎn)采取相應(yīng)的技術(shù)措施，預(yù)防復(fù)雜和事故的發(fā)生，提高鉆井速度。

2.1 二開井段鉆井液技術(shù)措施與應(yīng)用。（1）二開館陶組以上井段選用抑制性強(qiáng)的無固相鉆井液體系，控制過早造漿，使般土含量控制在10g/ L以下，鉆進(jìn)泵排量在55L/S以上，單泵不允許打鉆，使這一井段的機(jī)械鉆速有效提高，而且形成的井眼有一定的開放擴(kuò)大性，也是預(yù)防“卡脖子”復(fù)雜情況的重要措施之一。（2）東營組井段含有砂泥巖交替互層，相對(duì)防塌不是重點(diǎn)，鉆井液以控制般含在45～70g/ L之間，鉆井液濾失量適當(dāng)放開，足量加入高分子聚合物和鋁胺基抑制劑，抑制粘土顆粒水化分散，控制亞微米和小于1um的膠體顆粒對(duì)機(jī)械鉆速的影響等。（3）鉆進(jìn)入沙一底部改造體系為抑制性防塌鉆井液，足量加入褐煤類降失水劑和具有抑制、封堵性的低熒光瀝青類防塌劑，加量在3%-4%之間，形成良好的濾餅使井壁穩(wěn)固暢滑，鉆井液密度逐步提高至1.25g/cm3以上，預(yù)防沙二段水層侵污鉆井液，保持性能穩(wěn)定良好，避免了鄰井因水侵使井壁坍塌導(dǎo)致劃眼復(fù)雜情況。該井二開僅用12天時(shí)間就順利的完成了2650米技術(shù)套管的施工工序。

2.2 針對(duì)三開井段，同一裸眼內(nèi)不同的壓力層系共存，為防止出現(xiàn)漏、塌、卡、噴等復(fù)雜或事故的發(fā)生，要求鉆井液具有強(qiáng)的封堵性，有效封堵地層層理和微裂隙阻止鉆井液及其濾液進(jìn)入地層，達(dá)到穩(wěn)定井壁、提高地層承壓能力防止井漏的目的[2]。施工中采用了多元隨鉆封堵承壓防塌防漏技術(shù)，在鉆井液密度達(dá)到1.70 g/cm3時(shí)，為達(dá)到更好的防漏效果，又加入了3%的酸性膨脹堵漏劑，強(qiáng)化封堵隔層的承壓能力提高漏失壓力和破裂壓力梯度，擴(kuò)大安全生產(chǎn)的鉆井液密度窗口，該井在鉆開高壓層時(shí)發(fā)生了溢流，在壓井作業(yè)中鉆井液密度最高達(dá)到1.87 g/cm3沒有造成井漏，同時(shí)在后期的鉆進(jìn)、電測、固井等施工作業(yè)中沒有發(fā)生漏失、井壁失穩(wěn)現(xiàn)象，杜絕了復(fù)雜和事故的發(fā)生。

2.3 因沙三下以下地層含有高壓鹽水層，為解決鉆井液的抗污染問題，優(yōu)選抗鹽、抗鈣性強(qiáng)的聚硅氟醇防塌鉆井液體系，采取了以下技術(shù)措施。（1）足量使用優(yōu)質(zhì)的聚合物和鋁胺基抑制劑，強(qiáng)化鉆井液的抑制性，嚴(yán)格控制膨潤土含量，防止黏土顆粒細(xì)分散，保持有效般土含量控制在50-70g/l之間，鉆井液中般土粒徑中值在3-5um范圍內(nèi)。（2）三開后所使用的處理劑全部選用抗溫、抗鹽、抗鈣性強(qiáng)的處理劑，如：SF降粘劑加量1%左右，SF穩(wěn)定劑保持在2%以上，SMP-2 、抗鹽鈣聚合物降失水劑，抗鹽抗鈣能力強(qiáng)，能有效降低鉆井液的高溫高壓失水，明顯改善濾餅質(zhì)量，增強(qiáng)鉆井液的防塌和熱穩(wěn)定性，加量達(dá)到3%以上，KFT加量3～4%等處理劑，表現(xiàn)出良好抗無機(jī)鹽和降粘的穩(wěn)定性，并且具有超強(qiáng)的抗高溫、高固相的能力。（3）保持衡鉆進(jìn)，根據(jù)井下實(shí)際適時(shí)調(diào)整鉆井液密度，確保井眼內(nèi)液柱壓力能夠平衡高壓鹽水、油氣層壓力。通過實(shí)際應(yīng)用，該井鉆開鹽水層后，鉆井液高溫高壓濾失量小于11mL，并且有良好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性。

2.4 由于深井高溫的影響要求鉆井液有良好的抑制性，良好的流變性和熱穩(wěn)定性能夠有效防止鉆井液高溫后稠化或高溫降解和高溫減稠。三開后所選用的處理劑必須是：高溫穩(wěn)定性好，在高溫條件下不易降解，對(duì)粘土顆粒有較強(qiáng)的吸附能力，有較強(qiáng)的水化基團(tuán)，在高溫下有良好的親水性，能有效地抑制粘土的高溫分散作用的處理劑如：SF-1、SF-4 SMP-1、SMP-2 、KFT、ZX-8、表面活性劑等。在該井長達(dá)50余小時(shí)的測井作業(yè)中，鉆井液表現(xiàn)處理良好的穩(wěn)定性，確保了井眼穩(wěn)定暢通。

2.5 由于該井是一口高密度評(píng)價(jià)井，定向段在2900米相對(duì)地層較硬，在高壓下鉆深井泥頁巖時(shí)，鉆屑顆粒吸附鉆頭對(duì)機(jī)械鉆速的影響更大[3]，所以搞好鉆井液的性尤為重要。首先優(yōu)選抑制性強(qiáng)的高分子聚合物，使用好固控設(shè)備控制好有效的般土含量，努力清除劣質(zhì)固相，在多元屏蔽承壓防塌防漏技術(shù)和足量的優(yōu)質(zhì)鉆井液處理劑的情況下，井壁能形成良好的優(yōu)質(zhì)濾餅，鉆井液性能本身就具有較好的性，在此基礎(chǔ)上根據(jù)濾餅?zāi)プ柘禂?shù)適時(shí)加入聚醚多元醇防塌劑。聚醚多元醇防塌劑是由聚乙二醇、聚乙烯醇、聚醚、表面活性劑等多種成分組成，它的強(qiáng)抑制性與濁點(diǎn)效應(yīng)具有良好的抑制泥頁巖穩(wěn)定井壁及性能。該井加量在5-7%，效果明顯，在鉆井液密度1.80 g/cm3以上時(shí)起下鉆磨阻都小于100KN。電測和下套管作業(yè)中，為提高性在裸眼內(nèi)封入2%+3%的塑料小球與玻璃微珠漿，由滑動(dòng)摩擦變滾動(dòng)摩擦進(jìn)一步加強(qiáng)了鉆井液的性，確保了各個(gè)施工工序的順利進(jìn)行。

3 應(yīng)用情況與效果

該井總結(jié)和吸取了鄰井施工中發(fā)生的各種井下復(fù)雜和事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。根據(jù)地質(zhì)、工程設(shè)計(jì)，優(yōu)選出了適合各井段的鉆井液體系和技術(shù)措施，有效預(yù)防了鉆井施工中復(fù)雜和事故的發(fā)生，使得該井以鉆井周期45天、建井周期55天的速度，快速優(yōu)質(zhì)順利的完成了該井的施工任務(wù)，該井在井深比周圍多口鄰井深200多米的情況下建井周期提前28天完井，井眼暢通順利，安全無事故減少了對(duì)儲(chǔ)層的浸泡很好的保護(hù)了油氣層，控制了復(fù)雜和事故的發(fā)生等降低了相應(yīng)的成本降低了綜合鉆井成本獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

4 認(rèn)識(shí)與建議

1） 由于對(duì)鄰井鉆井施工出現(xiàn)的復(fù)雜與事故的認(rèn)識(shí)和分析，對(duì)該井每一井段鉆井液技術(shù)措施認(rèn)真周密細(xì)致的策劃，并在鉆井施工中認(rèn)真落實(shí)方案，達(dá)到了良好的預(yù)期。2） 施工中對(duì)上井鉆井液處理劑嚴(yán)格驗(yàn)收，做好小型試驗(yàn)，確保鉆井液性能達(dá)到要求，即節(jié)約人力、物力和財(cái)力，又使得井下安全暢通，是提速的一重要因素。3） 建議在鉆井提速施工中，鉆井液濾失量要以井段或地層分層、巖性礦物來控制其大小，以井壁穩(wěn)定、井下安全為衡量標(biāo)準(zhǔn)，要有的放矢，對(duì)不易垮塌的地層應(yīng)放開，易垮塌的地層不能因?yàn)闄C(jī)械鉆速的降低而不嚴(yán)格控制，否則井壁失穩(wěn)造成的復(fù)雜或事故將大大的影響建井周期，不但得不到提速效果，而且將要投入大量的處理復(fù)雜的成本，得不償失。

作者簡介 郭良，1967年生，石油大學(xué)石油工程專科畢業(yè)。現(xiàn)任勝利油田鉆井液工技能大師，高級(jí)技師。

參考文獻(xiàn)

[1]屈沅治，孫金聲，蘇義腦.快速鉆井液技術(shù)新進(jìn)展[J].鉆井液與完井液，2006，23（3）：68-70

篇5

關(guān)鍵詞：鉆具組合 鉆頭選型 鉆井參數(shù) 鉆井液

一、地質(zhì)資料

油藏類型構(gòu)造-巖性油藏，油藏中深3000m，地層壓力29Mpa，飽和壓力16Mpa，孔隙度13%，滲透率11.2*10-3um2，原油粘度8.74mPa.s儲(chǔ)層為無-弱帶敏、弱堿敏、弱水敏、弱鹽敏、無酸敏，滲透率小等特點(diǎn)。

二、井身結(jié)構(gòu)

三、一開施工

四、二開施工

分析：由于二開直井段上部地層較軟，巖性為棕黃色泥巖和砂質(zhì)泥巖互層。故選用HAT127鉆頭，這樣可以大大提高機(jī)械鉆速，一般能保證50m/h。鉆壓前期控制在80-120KN，后期可控制在120-160KN。通過對(duì)地震剖面和區(qū)塊鉆井分析，上部地層地層傾角小，不易井斜的特點(diǎn)，采用鋼齒牙輪鉆頭。由于該鉆頭軸承壽命短，于是采用低鉆速鉆進(jìn)，近而可以延長鉆頭使用壽命，保證純鉆時(shí)間70h以上，從而保證單只鉆頭鉆至1900m，鉆至沙三組地層，順利通過井深1750m處的礫石層，為下一步使用PDC鉆頭打好基礎(chǔ)。

1.3鉆井液體系

331-1200m使用清水，采用大循環(huán)鉆進(jìn)，加足干粉量，保證砂子絮凝沉淀于大循環(huán)。長桿泵時(shí)刻抽清水，防止抽砂子進(jìn)循環(huán)罐，造成含砂量大，井眼里進(jìn)行惡性循環(huán)，從而出現(xiàn)卡鉆等復(fù)雜情況。清水鉆進(jìn)能保證上部地層井眼稍大一些，防止后期糊井眼，起下鉆困難。改完小循環(huán)后，在未進(jìn)入沙一段時(shí)，鉆井液失水不用降的太低，一般在10ml足夠，并且不用大幅度調(diào)整泥漿性，利用地層原始造漿來攜帶巖屑，保證井眼平滑。在很大程度上可以既保證井下安全又提高機(jī)械鉆速，并且為后期施工提供保障。

2.二開定向段

2.1鉆具組合

2.2鉆井參數(shù)

鉆壓：30-40KN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速：60r/min，排量：1.8 m3/min，水眼直徑：11mm*3 泵壓：18Mpa

分析：沙三組地層以湖相沉積的暗色砂泥巖為特征。巖性主要以灰色及深灰色泥巖平砂巖、油頁巖及炭質(zhì)泥巖。坨128區(qū)塊定向點(diǎn)一般為2300m左右，為了節(jié)省起下鉆次數(shù)，本趟鉆提前下入動(dòng)力鉆具，一方面由于沙三組地層傾角大，用常規(guī)鉆具易斜。提前下入動(dòng)力鉆具帶儀器可以隨鉆檢測，隨時(shí)調(diào)整井斜，保證直井段打井。另一方面上個(gè)牙輪鉆頭順利穿過礫石巖地層，下入4FPDC鉆頭為最佳選擇，由于該類型鉆頭刀翼長，金鋼石顆粒大，可大大提高機(jī)械鉆速。另一方面使用4FPDC鉆頭定向時(shí)不易托壓，壽命長，可以避免牙輪鉆頭使用壽命短的缺點(diǎn)，減少起下鉆次數(shù)，保證機(jī)械鉆速。從而有效地縮短鉆井周期，達(dá)到快速高效地打好每一口井。

2.3鉆井液體系

進(jìn)入定向段采用聚合物鉆井液體系，將失水控制在5ml左右，確保井眼穩(wěn)定性。同時(shí)前期定向鉆進(jìn)一般至井斜10度左右摩阻開始出現(xiàn)，此時(shí)一般不加入材料，主要靠泥漿性能，一方面保證泥漿流動(dòng)性，另一方面保證泥漿粘度，在攜巖保證的情況下采用低粘度鉆井。

3.二開穩(wěn)斜段

3.1鉆具組合

3.2鉆井參數(shù)

3.3鉆井液體系

聚合物鉆井液，進(jìn)入穩(wěn)斜段后摩阻較大，需加入劑，一般為原油，保證泥漿原油含量在10%-15%。失水控制在4ml左右，加足防塌劑，泥漿性能各指標(biāo)必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，保證井下安全。油層前100-200m加好油層保護(hù)劑，保護(hù)好油層不被泥漿污染和長時(shí)間浸泡，為后期提高采收率做好準(zhǔn)備

五、防碰工作

由于坨128區(qū)塊為老油區(qū)，井網(wǎng)布置比較密集，防碰工作特別重要。首先要落實(shí)好周邊井井身軌跡，特別是新井，正鉆井的井身軌跡，做好防碰掃描。在具體施工過程中，特別是距離較近的點(diǎn)要觀察好扭矩變化情況，有無蹩跳情況出現(xiàn)，磁場變化情況以及砂樣變化情況等，保證萬無一失。

六、總結(jié)

1.坨128區(qū)塊主要施工難點(diǎn)為查找好礫石地層的井深，這為合理選擇鉆具結(jié)構(gòu)，鉆頭等至關(guān)重要。

2.坨128區(qū)塊一般設(shè)計(jì)密度為1.25g/cm3，在實(shí)際鉆井過程中用該密度平衡不了地層壓力，會(huì)出現(xiàn)CO2侵和油水侵的情況，需將鉆井液密度提高至1.28-1.30g/cm3才能保證安全鉆進(jìn)。

3.坨128區(qū)塊由于井網(wǎng)密集，一定要做好防碰工作。

4.坨128區(qū)塊一般為臺(tái)子井，直井段防斜打井是關(guān)鍵，千萬不能自斷后路。

參考文獻(xiàn)

[1]《鉆井工藝原理》（上、中、下），石油工業(yè)出版社，劉希圣主編.

篇6

【關(guān)鍵詞】　鉆井液 鉀鹽共聚物 技套施工

達(dá)深14井位于徐家圍子斷陷安達(dá)凹陷北部。達(dá)深14井由于采取了鉀鹽共聚物鉆井液技術(shù)，施工安全順利。

1　地質(zhì)工程概況

1.1　地質(zhì)概況

上部地層泥質(zhì)膠結(jié)，較疏松。青山口組巖性主要為深灰色泥巖為主，大段泥巖段地層要防止井壁坍塌、防止井漏。泉頭組中為灰綠、紫紅色泥巖為主。登婁庫組為深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾灰色泥質(zhì)粉砂巖為主。

1.2　工程概況

達(dá)深14井一開使用444.5mm鉆頭鉆至井深351m，下入339.7mm套管至井深350m；二開用311.2mm鉆頭鉆至井深2802m，下入244.5mm套管至井深2802m。

在1368m、1720m、1920m、2300m、2730m進(jìn)行短起下鉆都較為順利，在姚一段縮徑現(xiàn)象較為突出的層位，短起下鉆也沒有明顯阻卡現(xiàn)象。在青山口硬脆性泥頁巖地層沒有明顯剝落掉塊，井壁穩(wěn)定。

2　鉆井液技術(shù)難點(diǎn)

（1）該井二開裸眼井段長達(dá)2452m，井壁在鉆井液的浸泡和頻繁起下鉆過程中鉆具對(duì)井壁的撞擊下，掉快剝落甚至發(fā)生井塌、卡鉆等惡性事故。（2）大段泥巖發(fā)育，易水化膨脹，影響井壁穩(wěn)定，鉆井液流變性能控制難度加大。（3）青山口黑色硬脆泥巖黑褐色油頁巖，大段泥巖段地層要預(yù)防井壁坍塌、井漏難度較高。

3　現(xiàn)場鉆井液技術(shù)

3.1　一開（0～351m）

防止井口垮塌、井漏是該井段重點(diǎn)。為保證大井眼鉆井液的攜巖性和井壁穩(wěn)定性，用預(yù)水化膨潤土漿（200m3水+8t膨潤土+0.4t純堿）開鉆。鉆井液黏度為50s，密度1.05g/cm3。完鉆后大排量洗井。套管下入順利。

3.2　二開（351～2802m）

二開井段裸眼段長達(dá)2452m，重點(diǎn)是抑制地層造漿、保持井壁穩(wěn)定、防止泥包、縮徑卡鉆要、防止井壁坍塌、防止井漏。

上部井段（351～1370m）主要為泥巖，造漿能力強(qiáng)，易縮徑而造成起下鉆困難。鉆井液以鉀鹽共聚物控制造漿為主，保持低密度、低黏度；鉆井工程方面保證大排量洗井，讓鉆井液在環(huán)空中成紊流狀態(tài)，以提高鉆井液對(duì)井壁的沖刷能力，使井眼更加清潔。二開鉆井液配方如下：

4.40～5.50%膨潤土+2.00～4.00%（土量）純堿+1.00～2.00%（土量）KOH+2.00～3.00%KFT+1.00～1.50%YGT+0.30～0.40%WDYZ-1+0.3%HX-D+0.80～1.00%NPAN

鉆井液密度為1.05～1.15g/cm3，黏度為40～50s，慮失量為6mL，塑性黏度13mPa.s，動(dòng)切力為7Pa。在鉆進(jìn)過程中，根據(jù)鉆井速度、鉆井液性能和振動(dòng)篩上返出的鉆屑特征，細(xì)水長流地及時(shí)補(bǔ)充預(yù)水化處理劑膠液，使WDYZ-1、HX-D、NPAN的含量不低于0.3%、　0.3%、0.8%。該井段鉆速塊，本井段400米左右出現(xiàn)虛泥餅，在增加WDYZ-1、HX-D、NPAN至上限，增強(qiáng)了鉆井液的抑制性，有效的修整井壁，使在下段地層鉆進(jìn)時(shí)，沒有受到影響，井壁穩(wěn)定，返砂正常，起下鉆通暢，沒有發(fā)生阻卡現(xiàn)象。

下部井段青山口組（1580～1955m）存在大段黑褐色油頁巖，為防止掉塊井塌造成井壁不穩(wěn)定，必須嚴(yán)格控制慮失量。以高濃度WDYZ-1、HX-D水溶液配制的藥液來提高鉆井液的抑制能力和防塌能力，保持鉆井液密度在1.20～1.22g/cm3，黏度為50～70s，慮失量不大于4mL。

泉頭組（1955～2770m）及登婁庫組頂端（2770～2802m）存在大段泥巖，易造漿，且存在大段硬脆性泥巖，易掉塊，需調(diào)整好鉆井液性能，減少掉塊程度。為了保證鉆井液在高溫的穩(wěn)定性，加入1.00%　GWJ、1.00%SF260，提高鉆井液的表面活性，阻止鉆井液在高溫和高PH值條件下的溶膠化程度。

二開鉆井液性能見（表1）。

本井電測一次成功率100%，井徑規(guī)則，平均井徑擴(kuò)大率為8.82%。套管下入順利，固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)。

4　結(jié)語

鉀基共聚物鉆井液性能穩(wěn)定，抑制效果好，流變性能好，能滿足上部井段施工需要。提高鉆井液的防縮徑遇卡、穩(wěn)定井壁能力和性是長裸眼施工的關(guān)鍵技術(shù)。鉆進(jìn)過程中應(yīng)充分使用固控設(shè)備，及時(shí)清除鉆井液內(nèi)鉆屑和無用固相，提高泥餅質(zhì)量，盡量控制密度，最好使達(dá)字號(hào)井中把密度控制在1.20g/cm3～1.22g/cm2，在控制泥餅上效果會(huì)更好些。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐同臺(tái).油氣田地層特性與鉆井液技術(shù).北京：石油工業(yè)出版社，1998.

篇7

度的作用，在鉆探過程中發(fā)揮的作用不可忽視。本文從鉆井液的分類及特征、鉆井液選擇應(yīng)

對(duì)措施和廢鉆井液處理技術(shù)三方面進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)；鉆探；鉆井液技術(shù)；

中圖分類號(hào)：K826文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、鉆井液的分類及特征

對(duì)不同地質(zhì)特點(diǎn)的鉆探施工采用不同的鉆井液進(jìn)行有效的保護(hù)巖壁和提高鉆探的速度

非常重要。下面介紹幾種鉆井液的特點(diǎn)和適用的巖層情況。

1.1Cao―NaK粗分散鉆井液

這類鉆井液的制作是在淡水鉆井液的基礎(chǔ)上加上一定比例的氧化鈣和鈉化鉀配置的。這

類鉆井液的制作過程較為簡單，而且成本低廉，對(duì)軟土層的護(hù)壁效果也非常好，是在鉆探過

程中較為常用的一種鉆井液。

1.2PHP―NaK―KHm(BaSO4)高聚鉆井液

高聚鉆井液是在第一種鉆井液的基礎(chǔ)上增加了凝聚劑聚丙烯酞胺干粉等化學(xué)試劑煉制

而成。PHP－－NaK復(fù)配后具有較好的攜巖能力和壓涌護(hù)壁作用。這種高聚鉆井液相對(duì)而言

較為容易調(diào)整，而且制作過程也并不復(fù)雜，維護(hù)方便，能隨壓涌鉆進(jìn)。

1.3PHP―NaK―CPAN低固相鉆井液

在這種低固相鉆井液中主要是利用了CPAN對(duì)失水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，CPAN還能降低塑性粘度，

具有攜巖能力和剪切稀釋作用;配加過篩鋸沫或PAM干粉，有較好的堵漏護(hù)壁效果。

1.4PHP―NaK―PAC141防塌鉆井液

這種鉆井液的防塌效果較好，護(hù)壁性能強(qiáng)，適合土質(zhì)疏松不堅(jiān)固的地質(zhì)層使用，使用添

加劑PAC141作為失水量調(diào)節(jié)劑能根據(jù)鉆井液的具體情況調(diào)節(jié)稀釋的程度。

1.5LBM鉆井液

LBM鉆井液是LBM低粘增效粉直接加入清水配制而成，在使用的時(shí)候可以直接用清水按

比例勾兌充分?jǐn)嚢琛Ｒ虼耍@種鉆井液使用起來非常便利，而且性能穩(wěn)定，可調(diào)性好，具有

較強(qiáng)的水化分散和防塌護(hù)壁作用，能有效地抑制鉆桿內(nèi)壁結(jié)垢，適用于繩鉆和復(fù)雜地層鉆進(jìn)。

這幾種類型鉆井液的加入可以調(diào)節(jié)鉆探地質(zhì)的粘度和流變性能，大大減少鉆探的阻力和對(duì)巖

壁的破壞作用，起到固定巖壁和保護(hù)巖壁的作用。鉆井液的和稀釋作用也可使泵的壓力

減少，有利于提高泵的使用壽命。

二、鉆井液選擇應(yīng)對(duì)措施

2.1初始鉆井液的選擇

鉆探施工選擇的鉆井液粘度較高時(shí)，對(duì)時(shí)效的影響較大，可以采取粘度稍微低點(diǎn)同時(shí)固

相也相對(duì)較低的鉆井液進(jìn)行操作，即盡量選擇低粘度、低固相且不易分散的鉆井液。在配制

初始鉆井液的時(shí)候要盡量選用質(zhì)量優(yōu)良的膨潤土，控制好固相含量，而且質(zhì)量優(yōu)良的膨潤土

在初次配制的過程中可以稍微多些。因?yàn)閮?yōu)質(zhì)的膨潤土對(duì)鉆井液的抗污染能力有很大的作

用，如果膨潤土夠多，在失水量較低的情況下，鉆井液抗劣質(zhì)造漿成分污染能力還是較好，

相反，膨潤土的含量較低，在失水量較低的情況下，容易造成劣質(zhì)鉆井液的入侵[1]。而且

在整個(gè)鉆探的過程中要始終注意保持鉆井液低固相。

鉆井液的失水量可以適當(dāng)控制得稍高，現(xiàn)階段一般都采用強(qiáng)抑制的鉆井液，在選用繩索

取芯鉆探的時(shí)候可以適當(dāng)將失水量降低來滿足鉆探的具體要求。為防止巖壁的坍塌可提前采

取樣本進(jìn)行濾液浸泡試驗(yàn)，選取優(yōu)質(zhì)的鉆井液濾液。在進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇出合適

的鉆井液配方再測試其抗污染成分的能力如何。鉆井液抗污染能力成分的測定主要包括泥皮

的測定和沉降測定。鉆井液在大量劣質(zhì)造漿成分污染后泥皮會(huì)增厚，鉆井液抑制泥質(zhì)成分水

化分散能力強(qiáng)，巖粉水化分散作用小，處于游離狀態(tài)，一旦從孔內(nèi)返出很容易機(jī)械清除，或

采用絮凝劑將許多小顆粒巖粉絮凝成團(tuán)塊再被機(jī)械清除。在實(shí)驗(yàn)中盡量選取實(shí)驗(yàn)后沉降物越

多的鉆井液配方。

2.2鉆井液被污染后的維護(hù)

在鉆探的過程中，鉆井液的性質(zhì)會(huì)隨著地質(zhì)層中雜質(zhì)成分的入侵而逐漸發(fā)生改變，鉆井

液的粘度會(huì)增高，固相含量增加，如果不采取一定的措施進(jìn)行處理就會(huì)阻礙整個(gè)鉆探的順利

進(jìn)行。在這個(gè)過程中可以采用機(jī)械清除和稀釋等方法進(jìn)行改善鉆井液的狀況。機(jī)械方法主要

是用物理的操作方法將大部分的巖土砂石等雜質(zhì)成分進(jìn)行清除，通過這種方法絕大部分的泥

質(zhì)成分都能被消除。鉆井液的抗污染成分能力越強(qiáng)就能更好的促進(jìn)機(jī)械清除的進(jìn)行，機(jī)械清

除得越徹底反過來也會(huì)促進(jìn)鉆井液的抗劣質(zhì)鉆井液造漿污染能力的增強(qiáng)[2]。

機(jī)械清除的方法主要適用于砂石等固態(tài)的雜質(zhì)成分，對(duì)于在鉆探過程中由于水化分散混

入鉆井液的其他成分并不能很好的清除。這些有雜質(zhì)成分以液態(tài)或者粉塵的形式組成鉆井液

的一部分會(huì)造成鉆井液粘度的增大，固相含量增高。這時(shí)候可以采用稀釋或絮凝劑的方法來

維持鉆井液的基本性能。鉆井液在通過劣質(zhì)的地層以后，其粘度和固相含量等指標(biāo)性能都會(huì)

發(fā)生改變，而且泥皮也會(huì)出現(xiàn)不同的程度的增幅。從泥皮的變化情況也能較為準(zhǔn)確的反應(yīng)鉆

井液的維護(hù)是否合理，對(duì)維護(hù)好鉆井液的各種性能從而延長鉆井液的使用壽命具有非常重要

的意義。

2.3全孔更換鉆井液

采用鉆井液處理劑雖然可以控制鉆井液的粘度，固相含量，延緩泥皮增厚速度，但卻無

法阻止泥皮增厚的趨勢。因此，當(dāng)泥皮增加到一定程度后，只能全孔更換鉆井液。這樣做雖

然浪費(fèi)了許多鉆井液，但從定向經(jīng)濟(jì)效益測算，仍然是合理的方案。

三、廢鉆井液處理技術(shù)

3.1固化處理方法

固化處理是目前國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的處理方法。具體做法是在廢棄鉆井液中投入固化材

料，使其轉(zhuǎn)化為土壤或膠結(jié)強(qiáng)度較大的固化體，然后就地填埋或用作建筑材料。原理是鉆井

液中的固相與固化劑發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，其中的有害成分如重金屬、高聚物、油類等被包裹

起來，其它的污染物也因?yàn)檫w移通道的縮小而減小了向周圍土地的遷移擴(kuò)散。適用于油含量

＜50000mg/L，鹽含量＜20000mg/L的廢棄鉆井液。該方法不僅可以明顯減少重金屬離子和

有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤、水體和環(huán)境的污染和破壞，還可以有效回填還耕，提高土壤的肥力。

3.2固液分離技術(shù)

固液分離技術(shù)是固化前的預(yù)處理，工藝流程簡便，主要內(nèi)容包括脫穩(wěn)和絮凝。

（1）脫穩(wěn)。化學(xué)破膠法可有效打破廢棄物體的穩(wěn)定狀態(tài)，達(dá)到脫穩(wěn)的目的。原理是通

過消除膠體的穩(wěn)定因素，利用不穩(wěn)定因素，再通過微粒之間的范德華引力及布朗運(yùn)動(dòng)，使膠

體微粒不斷長大形成沉淀。

（2）絮凝。在廢棄鉆井液中加入適當(dāng)?shù)幕炷齽?絮凝劑和凝聚劑的混合液)，改變鉆井

液體系的物理化學(xué)性質(zhì)，破壞其膠體體系，改變其中粘土顆粒的表面性質(zhì)，讓更細(xì)的顆粒產(chǎn)

生聚結(jié)，使其在機(jī)械輔助分離條件下實(shí)現(xiàn)固液分離。分離出的液體，經(jīng)過二級(jí)絮凝過濾處理

后達(dá)標(biāo)就可外排，固相進(jìn)行掩埋或固化處理。

3.3再循環(huán)使用

當(dāng)井距較近時(shí)，可在完井排放的鉆井液中加入一定的處理劑改良其性質(zhì)，然后運(yùn)用到新

井。既可以降低鉆井液的排放，保護(hù)環(huán)境，又可以減少鉆井液的使用成本。一般用于大規(guī)模

的井位比較集中的礦區(qū)。

四、結(jié)語

隨著科技的發(fā)展，這種復(fù)雜地層給鉆探技術(shù)帶來的難題將逐步得到解決。相信隨著新的

鉆井液試劑的出現(xiàn)，以及鉆探工藝的不斷提高將會(huì)促進(jìn)鉆探技術(shù)的不斷提高，勞動(dòng)效率得到

不斷的提高。鉆井液的無害化處理越來越得到重視。固化處理方法目前在廣泛使用，同時(shí)應(yīng)

用粉煤灰和微生物處理等新方法也在不斷發(fā)展。綠色文明施工和可持續(xù)發(fā)展的思想將引領(lǐng)鉆

探工程朝著清潔綠色的方向發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

篇8

（中石化西南石油工程有限公司臨盤鉆井分公司，山東 臨邑 251500）

【摘　要】旋轉(zhuǎn)鉆井的發(fā)展可分為初期階段、發(fā)展階段、科學(xué)化鉆井3個(gè)階段。科學(xué)化鉆井后期階段成果主要有3大項(xiàng)：實(shí)現(xiàn)了井下信息關(guān)時(shí)檢測、傳輸、處理、分析；開發(fā)了井下導(dǎo)向和井下閉環(huán)鉆井系統(tǒng)；發(fā)展了新鉆井技術(shù)。現(xiàn)代鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢是：向信息化、智能化方向發(fā)展；向多學(xué)科緊密結(jié)合、提高油井產(chǎn)量和油田采收率方向發(fā)展；向有效開采特殊油氣藏方向發(fā)展。建議：能引進(jìn)的采取引進(jìn)一消化一創(chuàng)新的技術(shù)路線來跟蹤前沿，不能引進(jìn)的國內(nèi)自主開發(fā)；在水平井鉆井技術(shù)、多分支鉆井技術(shù)和欠平衡壓力鉆井技術(shù)三大新鉆井技術(shù)方面，我國目前還有許多基礎(chǔ)工作要做，建議有計(jì)劃地組織攻關(guān)；鉆井科研工作者在觀念上應(yīng)有新的轉(zhuǎn)變。目前石油工程技術(shù)的發(fā)展要求鉆井工程不僅要建油流通道，而且要擔(dān)負(fù)提高單井產(chǎn)量和油田采收率部分任務(wù)以及開發(fā)開采特殊油氣藏的任務(wù)，因此鉆井科技人員應(yīng)熟悉和了解采油工程和油藏工程有關(guān)理論和技術(shù)。

關(guān)鍵詞 鉆井技術(shù)；趨勢；進(jìn)展

1　鉆井技術(shù)發(fā)展回顧

旋轉(zhuǎn)鉆井的發(fā)展可分為初期階段、發(fā)展階段、科學(xué)化鉆井3個(gè)階段。初期階段（萌芽階段）從1900年至1920年，發(fā)展階段（經(jīng)驗(yàn)鉆井階段）從1920年至1950年，科學(xué)化鉆井階段年代從1950至現(xiàn)在。科學(xué)化鉆井階段又可分為前期階段（1950年到1980年）和后期階段（現(xiàn)代鉆井階段）。前期階段出現(xiàn)了9項(xiàng)單項(xiàng)技術(shù)：噴射鉆井技術(shù)、優(yōu)選參數(shù)鉆井技術(shù)、平衡壓力鉆井技術(shù)、保護(hù)油氣層技術(shù)、深井鉆井技術(shù)、叢式鉆井技術(shù)、高效鉆井技術(shù)、井控技術(shù)、洗井液技術(shù)。后期階段成果主要有3大項(xiàng)：（1）實(shí)現(xiàn)了井下信息實(shí)時(shí)檢測、傳輸、處理、分析。該項(xiàng)成果使用隨鉆測量（MWD）、隨鉆測井（LWD）、隨鉆地震（SWD）、隨鉆井下鉆井動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測和處理技術(shù)（DDS）、地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)（GST）及隨鉆地層評(píng)價(jià)（FEWD）等隨鉆測量技術(shù)，對(duì)地層參數(shù)、鉆井參數(shù)、井眼參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、傳輸、處理、分析。（2）開發(fā)了井下導(dǎo)向和井下閉環(huán)鉆井系統(tǒng)。（3）發(fā)展了新鉆井技術(shù)（水平井鉆井技術(shù)、多分支井鉆井技術(shù)、欠平衡壓力鉆井技術(shù)），在此基礎(chǔ)上發(fā)展了新的小井眼鉆井技術(shù)、連續(xù)油管鉆井技術(shù)。

2　現(xiàn)代鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢

2．1　向信息化、智能化方向發(fā)展信息化鉆井技術(shù)以MWDE、LWD、SWD、FEWD、GST、DDS為主要特征

智能化鉆井技術(shù)是由井下導(dǎo)向工具、測試工具、作業(yè)控制三者組成的閉環(huán)鉆井系統(tǒng)。l990年由數(shù)家大石油公司合作，歷時(shí)5a，耗資1000萬美元，成功開發(fā)了集成鉆井系統(tǒng)（IDS）和集成鉆井作業(yè)系統(tǒng)（IDO）。井下閉環(huán)鉆井發(fā)展階段分為井下開環(huán)、井下半閉環(huán)、井下全閉環(huán)、地面井下全閉環(huán)4個(gè)階段。

目前已投入商業(yè)運(yùn)作的鉆井系統(tǒng)有垂直鉆井系統(tǒng)（VDS）、自動(dòng)定向鉆井系統(tǒng)（ADD）、自動(dòng)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)（AGS）、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)（SRD）、旋轉(zhuǎn)閉環(huán)鉆井系統(tǒng)。

2．2　向多學(xué)科緊密結(jié)合提高油井產(chǎn)量和油田采收率方向發(fā)展以水平井為例

2．2．1　水平井設(shè)計(jì)程序

水平井設(shè)計(jì)程序是1992年11月由美國石油工程協(xié)會(huì)、地質(zhì)家協(xié)會(huì)、地球物理家協(xié)會(huì)和測井分析家協(xié)會(huì)共同開會(huì)約定的。該設(shè)計(jì)內(nèi)容由地質(zhì)、鉆井、采油、成本核算4部分人員共同合作完成。

設(shè)計(jì)步驟：（1）提出候選目標(biāo)油氣藏。由作業(yè)公司提出候選目標(biāo)油氣藏。（2）地質(zhì)評(píng)價(jià)。審查油氣藏條件是否適合鉆水平井，是否有法律爭議，是否符合公司經(jīng)營戰(zhàn)略。（3）初步篩選油氣藏。初步進(jìn)行產(chǎn)量遞減和現(xiàn)值研究、儲(chǔ)量分析。（4）經(jīng)濟(jì)效益分析。初步經(jīng)濟(jì)分析和初步成本預(yù)測，是否受土地租賃和規(guī)劃條例限制。（5）詳細(xì)油氣藏分析。用分析模型或大型計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬程序進(jìn)行詳細(xì)的油氣藏分析。（6）生產(chǎn)戰(zhàn)略。與詳細(xì)油氣藏分析相結(jié)合，進(jìn)行油氣藏生產(chǎn)特性的分析，確定水平段長度，距流體接觸面距離。（7）增產(chǎn)措施及完井對(duì)策。是否需要下套管、固井、射孔和壓裂，這些環(huán)節(jié)將耗費(fèi)作業(yè)費(fèi)用，需要認(rèn)真進(jìn)行投入與產(chǎn)出預(yù)算，作出經(jīng)濟(jì)預(yù)測評(píng)價(jià)，再作出完井方法及相關(guān)設(shè)計(jì)。（8）詳細(xì)設(shè)計(jì)（油井設(shè)計(jì)）。由石油公司鉆井部設(shè)計(jì)，包括井眼剖面、水平段長度、井徑、套管程序、套管柱設(shè)計(jì)、注水泥設(shè)計(jì)、井控、保護(hù)儲(chǔ)集層設(shè)計(jì)及鉆井液密度設(shè)計(jì)。（9）鉆井施工設(shè)計(jì)。包括鉆頭類型、鉆井液設(shè)計(jì)、鉆井參數(shù)設(shè)計(jì)、鉆柱設(shè)計(jì)、鉆柱下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鉆井設(shè)備選擇。在以上基礎(chǔ)上，進(jìn)行詳細(xì)成本預(yù)測和費(fèi)用核算，重做經(jīng)濟(jì)分析，以確定水平井是否經(jīng)濟(jì)有效。（10）完井試油后評(píng)價(jià)。進(jìn)行回顧總結(jié)，以便總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。以上設(shè)計(jì)程序稱為水平井綜合設(shè)計(jì)平臺(tái)。國外各石油公司都有自己的綜合設(shè)計(jì)平臺(tái)和軟件。軟件可融合地質(zhì)模型、鉆井模型、采油油藏模型、成本和費(fèi)用核算模型，以便考證水平井的有效性和經(jīng)濟(jì)性。我國現(xiàn)在缺少此類模型。

2．2．2　水平井效益問題

水平井鉆井技術(shù)從20世紀(jì)80年代初開始研究，90年代大規(guī)模推廣應(yīng)用，目前已作為常規(guī)鉆井技術(shù)應(yīng)用于各類油藏。水平井鉆井成本已降至直井的1．5～2．0倍，甚至有的水平井鉆井成本只是直井的1．2倍。水平井產(chǎn)量則是直井的4～8倍。應(yīng)用水平井技術(shù)開發(fā)整裝油氣田，是20世紀(jì)90年代水平井應(yīng)用發(fā)展的主要趨勢之一，它不僅可顯著提高油田產(chǎn)量，更可以有效地提高油田采收率。

2．3　向有效開采特殊油氣藏方向發(fā)展

以低滲透油氣藏為例，我國已探明儲(chǔ)量中，低滲透油氣藏占總探明儲(chǔ)量25，預(yù)計(jì)近3～4a約60的新增儲(chǔ)量來自低滲透油氣藏。鉆井技術(shù)。美國20世紀(jì)90年代以前用水基鉆井液+常規(guī)保護(hù)油氣層技術(shù)鉆直井和用油基鉆井液鉆井（成本高）；90年代以后普遍用欠平衡技術(shù)鉆水平井，包括氣體鉆井、霧化鉆井、泡沫鉆井、充氣鉆井等，方法選擇需根據(jù)儲(chǔ)集層特性進(jìn)行選配。某致密氣藏用常規(guī)鉆井液鉆直井，平均日產(chǎn)量為30萬m3。如用空氣鉆井，直井產(chǎn)量提高3倍，水平井產(chǎn)量提高10倍。

近2O年來鉆井技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程以信息化和智能化鉆井為核心，全面提高了鉆井技術(shù)水平，使鉆井技術(shù)由部分定量分析研究進(jìn)入全面定量分析研究，從而發(fā)展了水平井鉆井技術(shù)、多分支井鉆井技術(shù)和欠平衡壓力鉆井技術(shù)，使鉆井手段、鉆井任務(wù)、鉆井類型和鉆井對(duì)象等方面都發(fā)生了巨大變化。鉆井工程在石油工程中的作用和地位比過去更為重要。

3　參考建議

1）信息化、智能化鉆井的有關(guān)設(shè)備和技術(shù)，能引進(jìn)的采取引進(jìn)消化一創(chuàng)新的技術(shù)路線來跟蹤前沿，不能引進(jìn)的國內(nèi)自主開發(fā)。國內(nèi)三大石油公司也可以采取聯(lián)合開發(fā)的方法盡快縮短差距。

2）近10年來國外開發(fā)的三大新鉆井技術(shù)（水平井鉆井技術(shù)、多分支鉆井技術(shù)和欠平衡壓力鉆井技術(shù)）對(duì)世界石油的開采有重大影響。我國水平井鉆井技術(shù)近年來發(fā)展較快，水平井?dāng)?shù)量增多。水平井軌道控制技術(shù)比較成熟，但水平井井控技術(shù)、水平井井壁穩(wěn)定技術(shù)、水平井完井技術(shù)、水平井?dāng)y帶巖屑技術(shù)（巖屑床問題）、水平井壓裂技術(shù)等還有許多工作要做。另外我國目前所鉆水平井基本為單一水平井和雙臺(tái)階水平井，而分支水平井和多分支水平井尚未廣泛應(yīng)用，影響了水平井的經(jīng)濟(jì)效益。

篇9

關(guān)鍵詞：深水鉆井；溢流；早期監(jiān)測；技術(shù)研究

溢流監(jiān)測技術(shù)主要包括：井口導(dǎo)管液面監(jiān)測、泥漿池液面法、隔水管超聲波法、井下流量測量法等，這些方法的應(yīng)用，是基于深水鉆井與和溢流監(jiān)測工作的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)井下溢流監(jiān)測，以及綜合監(jiān)控壓井的壓力。

1深水鉆井溢流早期監(jiān)測技術(shù)種類

深水鉆井和淺水鉆井以及陸地鉆井不同，其中深水井的控防噴器被放置在低溫、高壓的環(huán)境下，使得早期溢流監(jiān)測工作，變得更加的復(fù)雜，增加了深水鉆井的風(fēng)險(xiǎn)性，基于深水鉆井的特性與特點(diǎn)，以及傳感器安裝的位置，將早期監(jiān)測技術(shù)分為海水段監(jiān)測、井口監(jiān)測、井下監(jiān)測。

2深水鉆井溢流早期監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀

2.1海水段溢流監(jiān)測方法現(xiàn)狀

在海水段監(jiān)測溢流，是海洋深水鉆井獨(dú)有的監(jiān)測技術(shù)，其應(yīng)用原理是海水深度大，將監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置在此，要比在井口處監(jiān)測更早的發(fā)現(xiàn)溢流情況，其最佳的監(jiān)測位置是海底泥線位置。深水鉆井早期發(fā)現(xiàn)溢流情況，對(duì)于開展井控工作，有著重要的作用，而海水段監(jiān)測方法對(duì)于發(fā)現(xiàn)氣侵情況，具有一定的優(yōu)勢，在該技術(shù)的基礎(chǔ)上，延伸出來的技術(shù)，主要包括：聲波監(jiān)測法、超聲波監(jiān)測法、機(jī)器人觀察法以及壓差監(jiān)測法。不同的監(jiān)測法，其監(jiān)測的原理不同，并且具有的優(yōu)勢也都不同，因此在應(yīng)用前需要根據(jù)實(shí)際情況，選擇最佳的監(jiān)測方法。譬如:聲波監(jiān)測是在隔水管的伸縮接頭上，在其下端位置處，安裝聲波發(fā)射器，同時(shí)將傳感器安裝在隔水管上，以垂直等間距的方式，其間距是聲波的一半，即λ/2。該種方式主要是利用聲波的傳遞，聲波和反射波是利用鉆柱和隔水管，來實(shí)現(xiàn)傳播的，監(jiān)測溢流主要是靠反射波能量來反映，進(jìn)而反應(yīng)流體性質(zhì)，分析出是鉆井液或者溢流流體，達(dá)到監(jiān)測的目的。

2.2井口監(jiān)測法研究的基本現(xiàn)狀

2.2.1井口監(jiān)測法概述井口監(jiān)測法指的是基于井口返出情況，以及井口監(jiān)測參數(shù)等，實(shí)現(xiàn)溢流監(jiān)測，該種檢測法又分為以下三種，包括：常規(guī)與非常規(guī)監(jiān)測法、井口監(jiān)測法。2.2.2常規(guī)檢測法常規(guī)監(jiān)測法是通過觀測法，在井口監(jiān)測預(yù)兆與井涌情況，通常情況下溢流發(fā)生的前兆表現(xiàn)如下：出井口的流量增加；泥漿池鉆井液體發(fā)生變化，表現(xiàn)為體積增加；水泵停止運(yùn)行后，井液會(huì)出現(xiàn)外溢情況；泵壓下降或者泵沖增加；當(dāng)起鉆時(shí)，鉆井液外溢。該種方法可以采取人工觀測法，或者裝置監(jiān)測法。2.2.3非常規(guī)監(jiān)測法非常規(guī)監(jiān)測法指的是利用機(jī)械波，包括聲波與壓力波、回波等，來監(jiān)測井筒內(nèi)部鉆井液性能變化情況，主要被應(yīng)用于監(jiān)測氣侵，主要應(yīng)用的方法包括壓力波氣侵監(jiān)測與流速法。壓力氣侵入監(jiān)測通過監(jiān)測聲波傳播的速度，以及含氣量來實(shí)現(xiàn)溢流監(jiān)測的，需要在立管入口處，安裝一個(gè)用來發(fā)射是信號(hào)的傳感器，并且需要在井口，安裝可以接收信號(hào)的傳感器，使得聲波可以在立管處返回。判斷溢流的主要依據(jù)為：當(dāng)環(huán)空鉆井液氣侵，則聲波的傳播速度會(huì)變低，同時(shí)發(fā)射波和反射波之間會(huì)出現(xiàn)相位差，或者出現(xiàn)接波紊亂和漂移等現(xiàn)象，根據(jù)反射波的振幅或者相位，最終可以辨別出是否發(fā)生氣侵。2.2.4井口綜合監(jiān)測法井口綜合監(jiān)測法指的是：井口各種參數(shù)溢流監(jiān)測的總稱，是得和主要監(jiān)測依據(jù)是：錄井記錄數(shù)據(jù)，以及流量監(jiān)測數(shù)據(jù)、液位監(jiān)測數(shù)據(jù)。這類方法主要包括：綜合門限法、綜合概率、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測法。該種方法主要是通過監(jiān)測常規(guī)數(shù)據(jù)，綜合分析并排出干擾因素，其監(jiān)測的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高，并且應(yīng)用性強(qiáng)。其劣勢是：噪聲大、傳感器的精度相對(duì)較低，并且當(dāng)開展鉆井作業(yè)時(shí)，會(huì)給監(jiān)測設(shè)備造成極大的干擾。

2.3井下監(jiān)測法

井下隨鉆監(jiān)測是將傳感器，布設(shè)在鉆柱上，實(shí)現(xiàn)隨鉆監(jiān)測目的，該種監(jiān)測方法主要包括：APWD（環(huán)空壓力測量）、LWD（隨鉆測井）、FTWD（隨鉆地層測試）、井下微流量測量、RAT（環(huán)空溫度測量）、超聲波測量、聲波干擾儀法等。不同技術(shù)安裝傳感器的位置不同，并且安裝方式也都不同，因此需要技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況，以及技術(shù)應(yīng)用的具體要求，做好相關(guān)安裝與維護(hù)工作。譬如：LWD技術(shù)監(jiān)測溢流，主要是和鉆井液接觸后，通過地層流體，再進(jìn)入到井筒，以此改變是鉆井性能，包括電阻率、礦化度等，并且要輔助電阻率與聲波輔助等，實(shí)現(xiàn)溢流監(jiān)測，隨鉆電阻率測井儀器，根據(jù)測試深度劃分，其紐扣電極主要分為深、中、淺，在井筒內(nèi)，鉆井液通常采用淺側(cè)向電阻率，以此監(jiān)測導(dǎo)電特性的基本變化模式，并且隨鉆聲波測井具有識(shí)別氣層功能，通過分析其他資料，還可以監(jiān)測地層孔隙度，并且判斷流體性質(zhì)，以及預(yù)測高壓層等，該種方法可以實(shí)現(xiàn)早期預(yù)測以及監(jiān)測溢流。

3結(jié)語

綜上所述，可以根據(jù)深水鉆井環(huán)境特點(diǎn)，進(jìn)而將溢流監(jiān)測方法綜合劃分為海水段監(jiān)測、平臺(tái)監(jiān)測以及井下監(jiān)測法，其中井口監(jiān)測法的精準(zhǔn)性較高，使用域陸地低壓鉆井溢流監(jiān)測，而海水段監(jiān)測法語井下鉆井監(jiān)測法，則更適合深水鉆井溢流監(jiān)測。其中主要用于深水監(jiān)測技術(shù)包括：井口流量法、超聲波法、井下流量監(jiān)測法、LWD監(jiān)測等。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳平,馬天壽.深水鉆井溢流早期監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].石油學(xué)報(bào),2014（03）.

篇10

【關(guān)鍵詞】大慶油田，鉆井設(shè)備；鉆井液；鉆井新技術(shù)

1.鉆井設(shè)備

1.1 提升系統(tǒng)設(shè)備

鉆井提升設(shè)備是一套大功率的起重設(shè)備。主要由鉆井絞車、游動(dòng)系（鋼絲繩、天車、游動(dòng)滑車及大鉤）、懸掛游動(dòng)系統(tǒng)的井架及起升操作用的工具（如：吊鉗、吊環(huán)、吊卡、卡瓦及上扣器等）組成。它的主要作用是起下鉆、換鉆頭、均勻送鉆、下套管及進(jìn)行井下特殊作業(yè)等。

1.2 泥漿循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備

泥漿循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備主要由泥漿泵、地面高壓循環(huán)管匯、水龍帶、水龍頭、鉆柱、泥漿凈化及調(diào)配設(shè)備等組成。它的主要作用是清洗井底、攜帶巖屑、在噴射鉆井及井下動(dòng)力鉆具鉆井頂部驅(qū)動(dòng)鉆井中，還起到傳遞動(dòng)力的作用。

1.3 地面旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)設(shè)備

地面旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)設(shè)備主要由轉(zhuǎn)盤、水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌及鉆頭等組成。它的主要作用是不斷地破碎巖石,加深井眼及處理井下的復(fù)雜情況等。

1.4 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備

動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備屬于鉆機(jī)的動(dòng)力機(jī)組,是驅(qū)動(dòng)起升、旋轉(zhuǎn)和循環(huán)等三大工作機(jī)組的動(dòng)力設(shè)備。鉆機(jī)用的動(dòng)力設(shè)備主要是柴油機(jī),其次是交流或直流電動(dòng)機(jī)。

1.5 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備

傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備屬示鉆機(jī)的傳動(dòng)機(jī)組。其主要作用是聯(lián)結(jié)動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)組,并將動(dòng)力傳遞到各工作機(jī)組。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備主要由減速箱、離合器、傳動(dòng)皮帶輪、傳動(dòng)鏈輪及并車、倒車機(jī)構(gòu)等組成。根據(jù)能量傳遞的方式不同,可分為機(jī)械、液壓及液力傳動(dòng)。

1.6 控制系統(tǒng)設(shè)備

控制系統(tǒng)設(shè)備屬于鉆機(jī)的控制機(jī)組。控制的內(nèi)容包括發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停車、變速和并車等, 絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵等工作機(jī)組的啟動(dòng)、停車、調(diào)速和換向等。控制的方式有機(jī)械、氣動(dòng)、液壓和電力控制等, 隨鉆機(jī)的類型不同而異。控制系統(tǒng)的主要作用是遠(yuǎn)距離操作指揮和協(xié)調(diào)各機(jī)組正常工作。

1.7 鉆機(jī)底座

鉆機(jī)底座屬于鉆機(jī)的輔助機(jī)組,包括井架、鉆臺(tái)動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和泥漿泵等的底座。它主要用于安裝鉆機(jī)的各機(jī)組,是鉆機(jī)不可缺少的組成部分。

1.8 輔助設(shè)備

輔助設(shè)備屬于鉆機(jī)的輔助機(jī)組,包括供氣設(shè)備、供水設(shè)備、供電設(shè)備、鉆鼠洞設(shè)備、防噴設(shè)備、防火設(shè)備、輔助起重設(shè)備及保溫設(shè)備等。它是為整套鉆機(jī)服務(wù)的,是鉆機(jī)不可分割的部分。

2.鉆井工藝技術(shù)及流程

鉆井是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括鉆前工程、鉆井工程和固井工程三個(gè)階段，其主要施工工序一般包括：定井位、井場及道路勘測、基礎(chǔ)施工、安裝井架、搬家、安裝設(shè)備、一次開鉆、二次開鉆、鉆進(jìn)、起鉆、換鉆頭、下鉆、中途測試、完井、電測、下套管、固井施工等。

2.1 鉆井工程

一開鉆進(jìn)的工作內(nèi)容及要求：

（1)進(jìn)尺工作：是指井眼不斷加深的工作，包括純鉆進(jìn)、接單根、劃眼、起下鉆、循環(huán)鉆井液等工序；（2)輔助工作，處理鉆井液，檢查保養(yǎng)設(shè)備等工作；（3)下表層套管，鉆完表層后，按工程設(shè)計(jì)要求下表層套管；（4）注水泥固井，表層套管下完后，進(jìn)行注水泥固井作業(yè)，通過固井設(shè)備，注入到套管與地層的環(huán)形空間去，把套管和地層固結(jié)在一起；（5）候凝。

二開鉆井，二開鉆進(jìn)是指從表層套管內(nèi)下入小一級(jí)的鉆頭往下鉆進(jìn)的過程。根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)和地下情況，可以一直鉆進(jìn)到完鉆井深，然后下入油層套管完井。

（1）二開前的準(zhǔn)備工作，安裝井控設(shè)備，放噴管線，試壓，組合鉆具。鉆水泥塞，磨阻流環(huán)式浮箍、浮鞋；洗井到開鉆水平。二開鉆進(jìn)需要鉆開地層、油層，在油氣層中鉆井要放噴、防漏、防塌、防斜等，預(yù)防井下復(fù)雜情況，保護(hù)好油氣層。

（2)井口放噴器和配套的井控系統(tǒng)應(yīng)符合鉆井設(shè)計(jì)要求，壓力等級(jí)應(yīng)和地層壓力匹配，放噴器芯子尺寸必須與井內(nèi)鉆具一致。

（3）井控設(shè)備的安裝質(zhì)量必須滿足油氣層安全鉆進(jìn)需要。

（4）鉆具組合：鐘擺鉆具，鉆頭：PDC。

（5）鉆進(jìn)施工嚴(yán)格按照鉆進(jìn)設(shè)計(jì)執(zhí)行，鉆井參數(shù)主要包括：鉆頭類型及參數(shù)、鉆井性能、鉆進(jìn)參數(shù)、水力參數(shù)；鉆進(jìn)參數(shù)主要包括：鉆壓、轉(zhuǎn)速、排量、立管泵壓；水力參數(shù)主要包括：上返速度、噴射速度、鉆頭壓降、環(huán)空壓耗、鉆頭水功率等。

（6）輔助工作：定點(diǎn)側(cè)斜，處理鉆井液，修理設(shè)備。

（7）鉆進(jìn)中應(yīng)進(jìn)行油氣層壓力監(jiān)測工作，遇到鉆速突然加快、防空、憋鉆、跳鉆、油氣水顯示等情況，應(yīng)立即停鉆循環(huán)觀察，有外溢現(xiàn)象要關(guān)井觀察。

（8）鉆開油氣層前，要提高鉆井液密度至設(shè)計(jì)上限（加重泥漿）。

（9）鉆開油氣層要保護(hù)好油層，處理好鉆井液，下鉆速度要慢，防止壓力激動(dòng)導(dǎo)致井漏，上提鉆柱不要過快，防止抽噴。

（10）鉆開油氣層要做好放噴演習(xí)，設(shè)專人觀察溢流。

2.2 固井施工

（1）固井前準(zhǔn)備

A.下套管就是為了使井內(nèi)油氣能夠得到有效的開采，在鉆完一口井后，用管線封隔地層并將油氣層深處引導(dǎo)至地面的施工工程。

B.處理鉆井液至固井要求。

（2）固井

固井就是向井內(nèi)下入套管管柱，在套管柱與井壁的環(huán)形空間注入水泥漿進(jìn)行封固，以在套管外壁和井壁之間形成堅(jiān)固的水泥環(huán)，防止井壁垮塌；同時(shí)在套管內(nèi)形成一個(gè)從地面至井下由鋼管做成的油氣通道的過程。

（3）常規(guī)注水泥方法工藝流程

循環(huán)洗井――停泵――卸循環(huán)接頭――裝水泥頭――注隔離液――下膠塞入井――注水泥漿――上膠塞入井――注隔離液――碰壓――試壓――施工結(jié)束。

3.保護(hù)油氣層的鉆井工藝技術(shù)

鉆開油氣層鉆井液不僅要滿足安全、快速、優(yōu)質(zhì)、高效的鉆井施工需要，而且要滿足保護(hù)油氣層的技術(shù)要求。通過多年的研究，可歸納以下幾個(gè)方面：

（1）采取衡或欠平衡壓力鉆井。

（2）合理降低鉆井液密度，滿足不同壓力油氣層鉆井。

（3）采用優(yōu)質(zhì)鉆井液體系，降低鉆井液中固相顆粒對(duì)油氣層的損害。

（4）降低油氣層裸眼浸泡時(shí)間。