石油定向井钻进工艺研究

发表时间:2019/3/5   来源:《知识-力量》2019年6月上   作者:桑海柱
[导读] 随着世界石油勘探领域的发展,钻探技术的创新,定向井技术显得十分必要。

(中海油田服务股份有限公司天津分公司,天津市 滨海新区 300000)
摘要:随着世界石油勘探领域的发展,钻探技术的创新,定向井技术显得十分必要。作为一种比较复杂的井型,它可以大幅度提高油气产量,降低开发成本,使油气资源可以更经济、有效的开发。本文对石油定向井钻进工艺进行了详细的分析。
关键词:定向井;钻进工艺;定向仪操作;井眼轨迹控制

 
        1 定向钻井技术的应用范围
        定向井钻井工艺技术是一种近年来新开发出来的技术,在我国钻井领域的应用特别多。通过对各项钻井工艺技术的应用不仅能够使得我国的油田行业发展速度更快,而且还可以在很大程度上带动我国钻井技术的进一步提升。定向钻井可以把井钻出不同方向、不同倾斜度,非常灵活,这样就能够更大范围更大程度地开采油井。石油的储存地具有不同的自然地理环境,比如沙漠中的油田、海底的油田,岛上的油田等,这些如果运用传统的开采方式需要耗费大量的资金和工程。定向钻井技术可以避免这些恶劣的自然环境,减少气候、地形的干扰,并且相对传统的钻井技术可以减少资金投入、提高效率。应用定向钻井技术是石油行业发展的基础,应该对该技术加以优化、提升,从而发展石油行业。
        2 定向钻井技术分类及特点
        定向钻井技术在国外也广泛应用在石油行业中,该技术不断根据石油钻井的需要而提高,经过长期变革,定向钻井技术已经有了很大提升,在石油勘探和开采中的价值也更为显著。定向钻井技术能够开采定向井,根据井斜度的不同,分为中斜度、斜度、和大斜度三种。定向钻井技术在石油行业中已经处于普及的地位,该技术能够适应自然环境,操作过程也比传统的钻井要简单许多,使钻井更快,开采更加彻底。
        3 定向钻井技术存在的问题
        3.1 定向仪的精读及故障仪器
        在定向工作中非常重要,仪器故障会导致定向效果异常,测量不准确。比如有些仪器假如螺丝老化脱落就会直接导致测量结果错误,完全不能指导施工。此外,导致测量结果异常的原因还有仪器的螺杆弯曲、地层倾角大等因素。总而言之,测量是一项工程的前期准备工作,测量结果如果偏差过大,会导致非常严重的损失,会影响钻井的质量,浪费人力、财力,无法达到钻井的目的。
        3.2 定向钻井的轨迹控制
        在真正的钻井实施过程中,轨迹控制是一个非常重要的环节,在整个钻井过程中都要准确把握,轨迹控制的目的是让井眼按照预期设计的轨道运作,是定向钻井的关键。比如在一处地下资源储存地经常需要设立多个钻井,这些钻井要在地下相连接,对精度的要求是非常高的,一点点误差就可能导致前功尽弃。目前在轨迹控制方面实钻井眼经常不能完全按照提前设计的轨道运作,误差过大,导致最后偏离目的地过多,这使钻井的成本大大增加,而且很有可能造成安全事故。
        3.3 定向钻井易出现井眼倾斜问题
        我国在定向钻井技术方面发展还不够成熟,实际操作中很多问题不能规避。比如井眼倾斜问题,井眼倾斜会导致石油浪费,让整个石油开采的质量下降。所以提高定向钻井技术就要提高理论基础和实践能力,从根本上减少井眼倾斜问题。
        3.4 定向钻井技术实施中的清洁问题
        清洁问题是在实际的油田开采过程中经常面临的问题,比如开采的石油常常带有过多的地下岩石的碎屑,在一处堆积,形成管道堵塞。清洁问题会导致石油开采工作降低效率,增加开采阻力。



        4 定向钻井技术相关问题的解决策略
        4.1 定向仪的操作问题
        定向仪是专业用于钻井技术的一种仪器,其操作具有一套严格的规范,需要具有一定技术基础的专业人员来运作。在钻井工作中,要安排多个人来使用仪器,并且强化监督,防止因为工作人员的失误造成的工程事故。另外要对机器进行全方位的检修和测量,通过校准螺丝的松紧、螺杆的弯曲度和角度,提高仪器本身的精度,避免因为故障导致测量结果失准。在实地勘察中,要避免在造斜弯曲的地段使用仪器,钻井速度过快会造成机器阻力加大,过慢又会影响开采效率,所以要把速度控制在合理的范围内。总而言之,要提高操作人员专业素质,更科学更好地使用定向仪,把前期定位工作做到精确,才能指导后期的施工工作。
        4.2 控制钻井轨迹
        钻井的轨迹控制问题是很重要的,它决定了井身的整体走向,对后期石油开采工作具有重大影响。定向钻井的轨迹要经过精确的计算才能得出,在运算的过程中要结合很多数学和物理公式。在钻井过程中应该把目标点纳入到运算中,作为依据,让钻井轨迹更加平滑。定向钻井技术的轨迹控制问题涉及到了数学中的泛函极值问题,可以考虑运用设立极值曲线的方法进行运算,对定向钻井准确定位,控制钻井轨迹。总而言之,是要提高轨迹的质量,使其更加科学合理。
        4.3 防止井眼倾斜
        在定向钻井过程中,经常出现井眼倾斜问题,这会导致钻井质量严重下降。针对这个问题,首先要做好钻井工作,减少钻井倾斜力,防止工作可以是保护井壁,扩大钻井直径,实际操作中表明这样可以有效防止井眼倾斜问题。从根本上解决地层斜力的问题应该控制钻井过程中一切其他方向的力,减少地层斜力,井壁的冲蚀是由于高速气体,要想真正避免井眼倾斜,就要每一步都做到精确。
        4.4 定向钻井应该按时清理井眼
        在整个钻井过程中都要对井眼进行处理,一旦钻屑不稳定,可以使用一些专门的处理液,调整钻井,防止返砂现象,提高钻井技术。井眼清洁要结合工程自身的开采,避免出现安全问题,石油开采要注重稳定性。井眼清洁工作要定期制定计划,有规律进行清理,及时发现问题,及时清理。此外,定向钻井工作人员也要加强专业素质和能力训练,积极主动投入到钻井工作中去,对钻井过程实时有效地进行监督,一旦钻井过程出现异常,要马上采取措施。定向钻井是一份具有很高技术含量要求的工作,工作人员一定要有乐于学习的精神,不断地提升自己,能够找出问题,解决问题。这是工作人员自身需要努力的也企业需要注意的,企业应该对员工进行培训,培训不能仅限于岗前培训,在职人员一样需要提高技术。岗前培训是对新人的一个包装,让工作人员具备最基本的仪器操作等知识。在职人员培训是把最先进的技术和经验传授给他们,让他们运用在自己的工作中,用于解决新问题。
        5 结束语
        定向钻井技术是地质勘探工作不断发展的结果,钻井技术在近年来已经经历了好几次变革和创新,从仪器设备到人才培养,这些都是进行钻井工作所必备的。随着工程难度的不断加大,石油行业对钻井技术的要求也增加了,比如钻井的速度、井身的方向等。随着科技的进步,钻井技术会越来越发达、对相关工作人员的要求也会越来越高。
参考文献
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