余淼

川庆钻探工程有限公司川西钻探公司 四川成都 610000

虽然在世界各国的石油领域当中，小井眼钻井技术得到广泛的应用，但受到国家和地区等因素的影响，在小井眼方面的理解还存在着相应的差异，所以，直到现在，对于小井眼的概念仍然没有得到有效的统一，而在对油田进行开发和钻进时，应用的小井眼钻井技术有很多种，这些技术的优缺点各异，而且在施工工艺方面也有所差别，在具体使用过程中要将现场管理工作做好，因此，有必要针对小井眼钻井设备及相关工艺管理进行深入的研究。

1 小井眼钻井工艺及设备概述

目前，人们能够普遍接受的小井眼定义为：70%的井深直径在127mm以下或是90%的井深直径低于177.8mm的井即为小井眼。在小井眼钻井工艺中，常见的方法包括直径较小的钻井液马达旋转钻头钻井、采矿取心筒连续取心钻井以及小型旋转钻机应用的小直径钻头及钻杆钻井，其中，第一种方法的应用较为普遍，第二种方法存在一定的适用范围限制，一般在新探区进行地质取心钻井时应用，而第三种方法则容易出现钻杆扭断的问题[1]。

在采用小井眼钻井技术的过程中，应用的设备主要有以下几种：

1.1 钻机

在世界各国当中，如今还没有形成统一的钻机配套设备，且各国和各地区在进行小井眼钻井施工时，使用的设备大多都是经过现有设备改造或自行设计研发的钻机，而国内应用的钻机类型主要有两种，一种是钻深在1200m以上的钻机，另一种是钻深能力在1000m左右的钻机。

1.2 钻头

由于小井眼钻机在加钻压方面比较困难，且钻具质量普遍较强，在进行定向井施工的过程中，对于钻井技术具有较高的要求，所有在具体应用过程中，容易对小井眼钻井施工的效率造成一定的影响，我国目前在进行钻井操作中常用的钻头主要有以下几种类型，分别是天然金刚石类、热稳定聚晶类、牙轮类以及PDC类。

1.3 钻杆

我国在应用小井眼钻井技术时，应用的钻杆主要是标准小尺寸钻杆和矿业取心钻杆这两种，而国外主要应用长度为88.9mm的钻杆。但在对小于120.7mm或者尺寸更小的钻头进行使用时，通常还会用到60.325mm以及73.35mm等尺寸的钻杆[2]。

1.4 钻井液马达

我国在钻井液马达方面，已经研发出了高、中、低转速的液马达，且尺寸较多，可以满足不同直径种类和不同转速的钻井要求，而且马达具有高达200℃的抗高温性能。

1.5 取心装置

在小井眼钻井施工中，我国应用的取心装置包括取心钻机、钻杆、钻头、岩心筒及相关配套装置等。目前我国的钻井工艺已经能够在104.8mm乃至更小的井眼当中进行取心操作，而且借助钻柱抗振技术能够使岩心收获率得到有效的提升。

1.6 打捞工具

如果在钻井期间井下发生安全事故问题，需要进行落鱼打捞时，就要对打捞工具加以应用，而目前打捞矛、打捞篮、打捞杯以及打捞筒是最为常用的打捞工具。

1.7 降低钻柱振动和疲劳破坏的相关设备

在钻井施工中，这种配套工具主要包括：液力加压器、具有抗偏转能力的PDC钻头、降低牛钻振动力的柔性转盘或顶驱、钻井液马达以及耐疲劳钻杆接头等[3]。

2 小井眼钻井现场工艺技术管理问题及相关解决措施

2.1 钻柱疲劳损坏及振动

在应用小井眼钻井技术进行现场施工的过程中，井下钻柱容易产生振动问题，从而影响到钻头的钻速和使用寿命，在这种情况下，钻柱也会受到疲劳负荷的影响，其中的疲劳负荷包括交变的弯曲、振动、拉伸以及扭转等，容易在螺纹接头直角吊卡台肩等应力较为集中的部分产生疲劳裂纹或造成疲劳断裂，进而产生较为严重的疲劳损坏问题，从而影响钻井工作的顺利开展。而想要使这种问题得到有效的解决，需要相关工作人员在施工以前对现场的具体情况进行充分的检查，根据地质条件，相关工艺以及机械配置进行合理的选择，尽量对抗偏转能力较强的PDC钻头、柔性转盘以及顶驱钻机加以使用，使扭转振动问题得到有效的控制。除此之外，在现场施工条件允许的情况下，还可以对液压推进器或者是钻井液马达进行使用，使钻柱运行期间的轴向振动有效消除，进而达到提升施工安全和施工效率的目的[4]。

2.2 小井眼完井

当前阶段，无油管完井、尾管完井、割缝衬管完井以及裸眼完井是小井眼钻井施工中较为常用的完井方式，其中无油管以及套管组合在实际施工中的应用频率最高，但这种方式在施工期间存在较大的摩擦压力，容易对油井产量造成较大的影响。因此，需要相关技术人员对施工现场加强管理，通过对完井技术应用情况的检查，找出相关问题，并对小井眼完井方式加以改进，根据施工实际，采用连续管作为钻井作业的永久性管柱，这样能够有效降低完井对后期测井作业和修井作业的影响，同时还能使油井产量得到进一步的提升[5]。

2.3 井眼轨迹控制

对于常规性的油井井眼而言，其环空间当中具有较大的施工缝，而且钻井施工很少会受到井口外径的影响，但这也要求在现场施工期间，要将井眼轨迹的管控工作做好，而能够对井眼轨迹进行控制的方法包括以下几种：一是导向钻井技术，在对该项技术加以应用的过程中，需要将施工现场的实际测量结果作为参考依据，在井下完成井眼运行轨迹的调整，而想要确保该项技术的效用发挥，需要使用计算机技术、井下导向工具、随钻测量技术以及PDC钻头作为基础保障；二是复合钻井技术，其主要是应用螺杆钻与高效钻头和转配进行结合应用的一种新型钻井技术，在具体施工期间，该项技术可以不起下钻将定向和钻井等工作完成，而且钻进过程中能够保持较高的机械钻速；三是常规钻井技术，该项技术一般在难度较低的小井眼钻井施工中进行应用，在实际操作中，主要是在常规钻具当中设置扶正器进行使用，利用旋转钻井的形式，对钻井参数进行合理的选择，以此来完成钻井施工。相比于其他钻井技术，该项技术的应用并没有太高的要求；四是动态压井钻井技术，该项技术能够对钻井过程中出现的环空摩擦损失加以利用，使钻井低层部分的压力得到有效的控制，并通过对钻井排量以及钻速等工作性能，控制低层当中的不平衡压力，进而达到控制井眼轨迹的目的。而该项技术在众多施工技术当中，是井眼轨迹控制效果较为明显的一种[6]。

而除了上述问题之外，在对小井眼钻井施工中的完井作业进行现场管理时，还有其他问题存在，包括钻头选型、钻具要求、钻井液要求以及钻进过程管理等工作，这些工作都是现场管理工作的重难点所在[7]。

3 结语

综上所述，对于小井眼钻井技术而言，做好设备完善和工具配套工作能够使施工操作的安全性得到有效的保证，且对于技术发展也具有积极的作用，因此，相关单位应该在确保施工安全的基础上对容易操作、技术成本低的小井眼钻井设备和相关配套工具进行大力的研发与应用，并针对该项技术落实好现场管理工作，通过相关措施，对其中存在的问题进行有效的解决，使该项技术的效用能够充分的发挥出来。