石油工程鉆井技術(shù)措施優(yōu)化研究

石油工程鉆井技術(shù)措施優(yōu)化研究

Summary：近些年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高位發(fā)展，與此同時(shí)石油、天然氣能源需求量與日俱增。石油、天然氣開(kāi)采工作量日趨增多，其中石油鉆井工程技術(shù)是支撐石油開(kāi)采的最重要技術(shù)之一，它貫穿了油氣田勘探、開(kāi)發(fā)全過(guò)程。針對(duì)不同的油氣藏以及設(shè)計(jì)要求，通過(guò)優(yōu)化石油鉆井工程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)合理開(kāi)采石油、天然氣的目的。本文將簡(jiǎn)要分析如何優(yōu)化石油鉆井工程技術(shù)，以此為后續(xù)研究提供借鑒。Keys：石油鉆井；優(yōu)化；工程技術(shù)1、石油鉆井工程技術(shù)現(xiàn)狀隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展以及國(guó)家能源戰(zhàn)略安全的需要，國(guó)家對(duì)石油、天然氣的勘探開(kāi)發(fā)越來(lái)越重視。近幾年通過(guò)對(duì)石油行業(yè)的投入力度加大，石油相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品升級(jí)、技術(shù)革新取得了很大的進(jìn)步，特別是針對(duì)復(fù)雜油氣藏以及深層油氣藏，在基礎(chǔ)研究、開(kāi)發(fā)方式、鉆井工藝上都有了很多經(jīng)驗(yàn)和成果，基本上滿足了我國(guó)大部分油氣田的鉆井需要。同時(shí)，石油鉆井工程技術(shù)借助科技進(jìn)步的東風(fēng)，逐步走向了數(shù)字化、信息化和自動(dòng)化，基本滿足了石油鉆井工程技術(shù)專業(yè)化要求。雖然石油鉆井工程技術(shù)取得了有目共睹的進(jìn)步和成績(jī)，但目前我國(guó)石油鉆井工程還是存在一部分問(wèn)題和不足，與國(guó)外先進(jìn)鉆井公司相比主要體現(xiàn)在先進(jìn)整裝鉆井設(shè)備以及新的技術(shù)、工藝。存在的問(wèn)題、不足主要有：一是固井問(wèn)題。在鉆井過(guò)程中，由于鉆遇不同的層位巖性不同，導(dǎo)致井軌跡規(guī)則程度不同，后期下套管固井會(huì)導(dǎo)致固井質(zhì)量存在差異，影響整口井的固井效果;二是受地面環(huán)境以及勘探開(kāi)發(fā)層位逐漸下移的影響，目前石油鉆井工程中大量出現(xiàn)大位移的定向井、超深井、水平井、叢式井、分支魚(yú)骨井等，這對(duì)石油鉆井工程技術(shù)提出了更高的要求，必須采用先進(jìn)的鉆井工藝技術(shù)才能確保石油鉆井施工過(guò)程中的質(zhì)量安全。2、石油鉆井工程技術(shù)優(yōu)化措施2.1鉆井相關(guān)設(shè)計(jì)的優(yōu)化鉆井所涉及到的鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)都是用來(lái)指導(dǎo)鉆井實(shí)施。只有前期不斷研究?jī)?yōu)化石油鉆井的三項(xiàng)設(shè)計(jì)，才能真正指導(dǎo)鉆井工程技術(shù)高質(zhì)量、高效率實(shí)施。對(duì)于編寫(xiě)新井鉆井設(shè)計(jì)的人員來(lái)說(shuō)，在編寫(xiě)地質(zhì)、工程、施工三項(xiàng)設(shè)計(jì)時(shí)，在保證取全取準(zhǔn)資料的基礎(chǔ)上，樹(shù)立盡量降低鉆井投資成本的理念。同時(shí)，三項(xiàng)設(shè)計(jì)人員要有一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、水平，對(duì)各自領(lǐng)域所涉及鉆井工作的內(nèi)容十分了解，設(shè)計(jì)內(nèi)容全面且有針對(duì)性。另外，鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)人員必須對(duì)設(shè)計(jì)井周邊環(huán)境實(shí)地踏勘，針對(duì)區(qū)塊周邊井出現(xiàn)的異常情況以及問(wèn)題，在設(shè)計(jì)中加以提示并制定風(fēng)險(xiǎn)管控措施，從根本上優(yōu)化鉆井工程技術(shù)前期工作;鉆井工程設(shè)計(jì)人員要借鑒區(qū)塊鄰井在鉆井過(guò)程中出現(xiàn)的復(fù)雜情況以及問(wèn)題，比如鉆井過(guò)程中的地層漏失、井壁坍塌等，合理優(yōu)化鉆井液的體系配方以及配伍性，提高鉆井液在該區(qū)域的適應(yīng)性，保護(hù)鉆井井壁以及所鉆地層，防止對(duì)周邊環(huán)境造成污染;鉆井施工設(shè)計(jì)人員要結(jié)合所鉆新井的地質(zhì)目的，優(yōu)化施工工序、施工流程，保證施工設(shè)計(jì)的可操作性和合理性，不斷提高石油鉆井工程三項(xiàng)設(shè)計(jì)的符合率和準(zhǔn)確率。2.2鉆井工藝技術(shù)的優(yōu)化石油鉆井工程不僅需要對(duì)三項(xiàng)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)也需要對(duì)鉆井工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。比如在對(duì)深井、超深井以及水平井等井實(shí)施鉆井時(shí)，采用比較傳統(tǒng)的鉆井工藝技術(shù)可能無(wú)法保證鉆井的時(shí)率，也無(wú)法保證鉆完井的井筒質(zhì)量;鉆井所用鉆井液也是如此，當(dāng)鉆井液的配方體系不能很好配伍所鉆遇油氣藏，會(huì)造成地層污染以及影響鉆井的質(zhì)量和速率。因此，需要對(duì)鉆井工藝技術(shù)記性優(yōu)化，以此保障石油鉆井工程質(zhì)量。目前鉆井工藝技術(shù)主要有欠平衡鉆井、泡沫鉆井、隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向鉆井以及全自動(dòng)化鉆井等。欠平衡鉆井技術(shù)是通過(guò)控制鉆井液的密度，使井筒液柱壓力低于地層壓力，以保護(hù)儲(chǔ)層，防止儲(chǔ)層受到污染的一項(xiàng)綠色鉆井工藝技術(shù);泡沫鉆井技術(shù)是用泡沫液、空氣的混合多相流體作為鉆井液，它能夠清潔井筒，提高鉆井的速度，同時(shí)能減少鉆井液對(duì)儲(chǔ)層的傷害，避免對(duì)儲(chǔ)層造成堵塞;地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是一種井眼軌跡控制技術(shù)，它通過(guò)精準(zhǔn)控制鉆井鉆具，保持井眼軌跡嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求實(shí)施，一般應(yīng)用在大水平位移定向井、水平井以及多分支井等;自動(dòng)化鉆井技術(shù)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)、人工智能以及無(wú)線傳輸?shù)劝雁@井過(guò)程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)、參數(shù)進(jìn)行收集、整理、分析，并對(duì)自動(dòng)設(shè)備發(fā)送實(shí)時(shí)操作指令的一種無(wú)人操作的自動(dòng)控制鉆井技術(shù)。通過(guò)優(yōu)化石油鉆井工藝技術(shù)，能夠保證鉆井工程的順利實(shí)施，既提高鉆井的時(shí)率又能很好地保護(hù)儲(chǔ)層。2.3鉆井井控技術(shù)的優(yōu)化石油鉆井工程實(shí)施過(guò)程中，為了保證鉆井施工的安全，必須優(yōu)化相應(yīng)的鉆井井控技術(shù)。石油鉆井井控安全措施不到位，井控設(shè)施設(shè)備不合理、不齊全，會(huì)嚴(yán)重影響到鉆井實(shí)施安全。因此，要嚴(yán)格按照井控技術(shù)要求，實(shí)施井控管理，保證鉆井各道工序安全可控;鉆井過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)不到位，風(fēng)險(xiǎn)防范措施存在漏洞，比如風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)不到位導(dǎo)致后續(xù)使用的井控設(shè)備不符合實(shí)際要求等;同時(shí)，鉆井過(guò)程中對(duì)周邊環(huán)境變化不掌握，容易引起一些突發(fā)情況。3、石油鉆井工程技術(shù)的發(fā)展方向3.1智能化鉆井供電的應(yīng)用在進(jìn)行地下石油智能化開(kāi)采時(shí)，如果使用測(cè)量?jī)x，將會(huì)消耗大量的電能，為了有效的解決這一問(wèn)題，我國(guó)相關(guān)部門采取了相關(guān)措施，例如使用導(dǎo)線傳輸、高性能的電池等等。另外，電力系統(tǒng)由多方面構(gòu)成，諸如應(yīng)急發(fā)電機(jī)和低壓配電盤(pán)，采用智能化的鉆井供電技術(shù)，能夠保證每個(gè)環(huán)節(jié)的用電，保障整個(gè)鉆井施工的正常運(yùn)作。石油鉆井技術(shù)在保證高效率的同時(shí)，還要向微型化發(fā)展，對(duì)于當(dāng)前我國(guó)的石油鉆井技術(shù)的智能化應(yīng)用主要有修井、檢測(cè)以及打撈等等，為此，在井下作業(yè)時(shí)，可以運(yùn)用傳感器進(jìn)行傳輸，對(duì)井下工作情況進(jìn)行大致的了解，才能保證鉆井工作的正常運(yùn)行。3.2智能化通訊體系的應(yīng)用智能化網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)結(jié)合了通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)在石油鉆井中起著非常重要的作用。該技術(shù)具體表現(xiàn)為可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)智能化平臺(tái)和控制中心的雙方面?zhèn)鲗?dǎo)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息資源共享，智能化通訊體系具有非常突出的優(yōu)點(diǎn)，比如：儲(chǔ)存的容量大、傳播的速度較快、具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性以及交流功能便利等等。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具備決策和輔助的功能，該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展使得地面和井下的交流十分方便。3.3智能化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用在智能化鉆井技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是最為重要的組成部分，該系統(tǒng)主要功能是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，然后及時(shí)的為井下提供數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)可以結(jié)合不同的鉆井?dāng)?shù)據(jù)，采取不同的解決措施，一般而言，鉆井?dāng)?shù)據(jù)都是在數(shù)據(jù)庫(kù)范圍內(nèi)的，通過(guò)計(jì)算機(jī)的反映，高效的實(shí)現(xiàn)鉆井工作。當(dāng)然，如果鉆井?dāng)?shù)據(jù)沒(méi)有在數(shù)據(jù)庫(kù)范圍中，相關(guān)技術(shù)人員也可通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行推算，然后將超過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，整理好后傳給井下工作者。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行補(bǔ)充，保證石油鉆井工作的正常運(yùn)行，促進(jìn)鉆井工作的可靠性和安全性。結(jié)合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠規(guī)范石油鉆井操作，對(duì)石油鉆井技術(shù)的發(fā)展起著指導(dǎo)性作用。結(jié)語(yǔ)：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及科技的日新月異，石油鉆井工程技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展進(jìn)步。為了保證鉆井施工出優(yōu)質(zhì)的井筒，在石油鉆井的全過(guò)程中，必須對(duì)鉆井工程技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，前期對(duì)鉆井相關(guān)設(shè)計(jì)的優(yōu)化、中期對(duì)鉆井相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化、后期對(duì)鉆井固完井的優(yōu)化等。因此，石油鉆井工程技術(shù)的全生命周期優(yōu)化不僅能保證優(yōu)質(zhì)、高效的井筒，而且能節(jié)約各大油氣田的鉆井投資，最終實(shí)現(xiàn)石油鉆井工程真正提質(zhì)增效，保證油氣田勘探開(kāi)發(fā)的可持續(xù)發(fā)展。Reference：[1]解錢虎.石油鉆井工程防漏堵漏工藝研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2021，41（14）：23-24.[2]鄂曉春.