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浅谈石油钻井技术及固井技术的发展

2020-01-13孙功华中海油田服务股份有限公司油田化学事业部深圳作业公司广东深圳518000

化工管理 2020年11期
关键词:固井水平井套管

孙功华(中海油田服务股份有限公司油田化学事业部深圳作业公司,广东 深圳 518000)

目前我国的石油贮备量位居世界前列,开采技术却与发达国家有着一定的差距,还需要相关的工作人员共同努力,不断通过努力探索与学习,提高我国石油开采的效率,增强我国石油开采技术的国际竞争力。相关政府部门及企业应当高度重视,不断改进我国现在在石油开采技术上的薄弱环节,加大对相应的技术及所需设备在人力、物力上的投入,保障我国钻井、固井在油田中的技术含量。不断推进我国石油钻井、固井技术的信息化,不断提高施工工程的精确度,助力我国石油开采蓬勃发展。

1 石油开采技术发展现状

根据我国石油工程的实地勘察,不难看出,尽管我国在石油开采工程上已经具备了一定的成效,但是在进行采油的过程中,仍有部分问题存在。我国油田又大多分布在滩海、高原等地面条件较为复杂的边际地区,这样的油田环境大大提高了采油难度,目前我国具备的技术还无法实现完全的开采。在钻井、固井工程所需设备上,也有着较大的欠缺。缺乏良好的应用综合设备的能力,就无法成功进行采油,甚至会造成周围环境的破坏。西方先进的国家,基于其自身发达的工业技术基础,已经形成了较为成熟的石油钻井、固井技术,已经具备地质导向钻井技术、旋转导向钻井系统、新型钻井液体系等较为先进的钻井设备,高新技术已经得到了较大程度的推广应用。首先我们应当承认我们的技术与国际上先进国家存在的差距,并做到虚心学习与借鉴,更重要的是不断地创新发展,兼收并蓄,缩短我国与国际上的技术水平差距。除了相关的工作人员,社会各个领域的群众,都应当给予关注,为我国的石油事业贡献一份力量,不断增强我国石油开采能力。

2 石油钻井技术的发展

2.1 水平井钻井技术发展

水平井指的是通过在油气储层内使油气井形成的85°以上的井斜角。水平井具有较强适应性,已经逐渐成为石油钻井工艺技术中的常规应用技术。在具体的应用中水平井又根据具体应用类型和具体的用途细分为多种类型,常见的有常规水平井、套管侧钻水平井、分支水平井、生产水平井、注入类型水平井及横向勘探水平井。在实际的应用过程中,水平井段钻井施工的工具包括水平井测量仪、可控弯接头、水力加压器、高频率PDC 钻头等,普遍具有较大的扭矩。保证转矩的稳定性是水平井钻井技术实现的基础,转矩的选择也要根据井况的实际需要,通过考虑转矩的类型及不同的特点实现科学、有效地组合设计,达到钻具的平稳运转。该技术还需要注重对井斜角和铅锤位置的上下调整,这一步骤是为了保障实现短程起下钻,保障井壁的质量。科学利用水平井钻完井技术,可以提高油井开发的经济效益,可以通过扩大油层卸油面积,实现油井的提效增产。

2.2 连续管和套管钻井技术

目前我国石油钻井工程建设中,连续管和套管钻井技术已经得到了一定程度的应用。连续管钻井技术在发展过程中得到了一定的改进,通过在防喷器上设置合理的环形橡胶,一定程度的提升了连续管的密封性,解决了以往该技术施工过程中的缺乏平衡压力的问题,减少了施工过程对地层的伤害,更好的保护了油气层。应用连续管钻井技术不需要停泵,可以确保实现井液的连续循环,降低了发生井喷事故的概率。一般情况下,连续管钻井技术不需要太多的设备,且占地面积较小,能够在地面环境复杂局限性较大的地区例如海上或者海拔较高的地区实现应用。套管钻井技术,指的是将钻井与下套管有效进行结合,有效减少下钻作业的频率,改善井筒的清洗及水力参数,进一步提升上返的速度。

2.3 大位移井钻井技术发展

在我国众多的石油钻井技术当中,大位移井钻井技术是继传统的定向井、水平井技术发展后,出现的一项特别的工艺井,它可以对定位井技术和水平井技术进行灵活的应用,具有较强的综合性。大位移钻井技术以其独特的适应各种恶劣地面条件的能力,被多个国家广泛应用于勘探开发海上、槟海、岛屿和地面条件复杂的油田,为海上钻井及陆上滩海边际油田钻井提供了一条新的路径。通过大位移井技术,在海上以及靠近海岸的边际油田进行勘探、开发,同时可以对环境较复杂的海底井口油田进行开发,能够很大程度上的节省设备投入,大大地减少开采成本。通过大位移井技术,也可以对原有的老油气田钻大位移井,不仅可以加速油田探边和开发,缩短产油周期,扩大泄油半径,而且可以有效单井经济寿命的延长与产量增加。对于小断块或者几个不相连的小断块油气田,可以钻多口不同类型的油气田钻大位移井;对于深度不同、方位不同的小断块油气田,可钻多目标三维大位移井开发,不仅能有效节省成本,也能方便管理。虽然现在大位移井钻井技术仍处在不断地发展与完善当中,但是已经在世界各地发挥了其较大价值,达到了难以忽视的经济效益。

3 石油固井技术的发展

3.1 简述固井作业施工

通常所见的石油固井施工,指的是将一定比例的水泥浆液灌进预备套管,实现对易泄露、易塌陷、偏复杂油气层的封堵。通过固井施工,有效避免各层级油气层之间泄露,形成更为顺畅的油气路径。使得各个时段的油气管控变得更加便利,使得采收率在原有的基础上有所提高。相对钻井工程,固井对于时段及金额的消耗都更大,因为其中工序内容复杂,技术含量高。具体的固井施工步骤,包括一开始的下套管、水泥浆液的注入。这些步骤中,又包含许多细节,下套管作业是保障水平井顺利运行的重要环节,这一环节难度较大,下放套管的速度需要极严格的控制,水泥浆的比例也要根据实际井况严格控制。固井工程是一次性的,也就是说,在固井施工后没能保证质量,便难有弥补的机会,即使有所补救,通常也需要耗费大量的人力物力。固井的流程具有偏大的隐蔽特性,这一特性是指固井工程通常被安排在井下,潜藏的风险较大。固井质量与井身的采掘时间、油田年限有着密不可分的关系,固井质量的提升对于延长油井服役时间有着很大助益。

3.2 石油固井技术的注意事项

3.2.1 备好相应的安全规程

首先在开展固井工程之前,应当综合考察整体的油田环境与井况,精确地掌握油井各方面的信息,包括地层压力系数、地质结构等,从而设计具有针对性的,更加科学的固井方案,明确各方责任,将必备的用品比如安装需要的各种配件等准备齐全。慎重地审查各个部位的配件,保证固井设备常规运转的维持。事先要根据现场具体情况拟定规程,并根据规程来对现场施工进行查验。

3.2.2 识别浆液密度

钻井固井过程中,水泥浆的选择都非常重要,需要针对现场环境,选择适宜密度的水泥浆。现在已经具备有成套的水泥车管控装置,能够自动进行浆液混合。传统对于水泥浆的比例都是人工查验,难以保证精确性,而现代的水泥车大部分已经智能化,可以通过智能显示屏反馈各个时段浆液的密度,大大提高了固井工作的精确性。

3.2.3 保证各个部分的运转

在固井工程开展过程中,务必要保证水体的充足,以满足离心泵的供应。要保证压风机、立式架构的装置、其他灰罐车等配套设施的完整性。用于衔接的管线要定期检查,避免因施工现场的尖锐物体遭到刺破。阀门、水泥车搭配的泵体要保证灵活并准确显示数据。

4 结语

目前我国的钻井及固井技术在工程建设中,水平井技术、大位移井钻井技术、连续管和套管钻井技术等钻井技术都已经在相应环境的油田得到了一定程度的应用,石油固井施工的质量也在不断提升,促进了我国石油开采技术的发展。随着现代社会信息化的发展,我国石油开采行业也应当通过与现代科技的结合,逐步实现我国钻井、固井技术的深层化、自动化、人工智能、信息化和智能化,有效延长油井的使用寿命,达到油田开发目标,促进我国石油开采的高效运转,大大提高油气田开采的经济效益。

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