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浅析钻井的钻头选择及钻井液确定

2020-10-19刘玉锋

石油研究 2020年2期
关键词:钻井液钻头选择

刘玉锋

摘要:钻井施工在整个石油的勘探开发过程中作用非常重要,直接决定了后期石油开采质量,可见,钻井施工的质量水平在很大程度上对石油开采效率会产生巨大影响。而在钻井施工过程中钻头是非常关键的一个设备,而很多因素都与钻头的使用直接关联,钻井液钻井施工过程中非常重要的一项辅助工具,在石油钻井施工中也起到了关键作用。本文主要针对钻井施工过程中钻头和钻井业的选择进行了简要分析。希望能够对石油钻井施工起到一定帮助。

关键词:钻井施工;钻头;钻井液;选择

引言

石油资源在勘探勘探过程中钻井是其中非常关键的一个环节。在实际开展钻井施工作业的时候,机械化操作方式的应用比较广泛,在这种情况下,钻头的合理选择直接关系着整个钻井工程质量,因此必须要针对钻头选择进行合理评价,以此来保障钻井施工顺利开展。

一、石油钻头的分类和选择

在实际进行钻头选择的过程中应该综合多方面的因素,钻井施工所在地的地质和地貌是其中非常关键的两个因素,对于钻头选择也有决定性的作用。以地层条件为例,钻头选择过程中地层岩石的机械力学性能产生一定的影响。

在实际进行钻井施工的过程中,钻头的主要动作是破碎岩石,并在岩层中打出钻孔,应该充分结合地层岩石本身的强度来选择相对应的钻头质量,如果地层岩石的强度相对比较大,在钻井施工过程中钻头会产生非常严重的损坏现象,因此钻头在实际选择时不仅要对钻井施工成本进行充分考虑,而且还要从钻井施工效率方面进行综合,在当前的个体施工作业过程中金刚石钻头、牙轮钻头、刮刀钻头是最常用的一种钻头类型[1]。而牙轮钻头是使用最为广泛的一种。

1.金刚石钻头的基本概况与选择

金刚石钻头主要指的是钻具的切削刃是利用金刚石材料制作而成。在钻井施工领域所使用的金刚石钻头又可以分为简单型和复杂型等两种类型[2]。对于复杂型金刚石钻头来说,聚晶金刚石是目前使用比较广泛的一种,尤其是在钻井开钻过程中应用更为广泛,这种钻头能够对所有的地层类型都有很好的适用性。而常规的金刚钻钻头通常情况下是应用在地层比较坚硬的状况下。在选择金刚石钻头的过程中,必须要对刀片的选择给予高度重视,要充分结合钻井速度和井深来进行合理选择。在实际进行钻井施工的过程中,由于金刚石钻本身质地比较脆,因此必须要注重钻井施工作业的规范性。金刚石钻头本身成本相对较高,在完成钻井作业之后必须要做好冷却和清洗工作,保证科学保养,这样才能有效延长其使用寿命。

2.牙轮钻头的基本概况与选择

根据本身构造可以将牙轮钻头分为钻头体、轴承、巴掌、牙轮以及水眼5个主要组成部分[3],牙輪钻头在一些应用情况下还需要配备储油补偿系统。在钻头的上方设置了螺纹,就来实现与钻柱好的相互连接;钻头下部设置了牙轮;牙轮与钻头的牙轴连接,牙轮和牙轴之间都会安装相应的轴承,牙轮上面配备了切削齿,其主要的作用是破碎岩石。开钻后,钻井液会通过水眼进行流动。牙轮在钻井施工过程中,可以通过多种作用来破碎岩石,这样就能够充分保证钻井施工速度。另外,在正式施工之前必须要对施工所在地的地质环境进行即勘测,并在此基础上来充分综合钻井设备实际状况进行钻井参数的合理调整,保障钻井施工顺利开展。牙轮钻头在实际使用过程中,必须要对钻井深度以及钻井过程中岩石状况高度重视,与此同时还要对施工过程中钻头的倾斜问题给与高度关注。

二、钻井液在确定过程中应该注意的事项

当前整个石油行业正在实现快速发展,在这种形势下各种新型的钻井技术不断出现,并在实际重点施工过程中得到应用。欠平衡钻井技术就是当今钻井施工领域比较先进的一种战略技术。该技术在实际应用过程中为了能够进一步提升钻井施工效果,就必须要对钻井业进行合理选择。在这种情况下,最大程度保证实际选择钻井液与欠平衡钻井技术相符是当前钻井施工领域中非常关键的一项工作,在进行欠平衡钻井使用过程中钻井液选择的时候,主要有以下一些过程。

1.环空压耗

在实际控制施工过程中钻井液密度与很多因素存在联系,环空压耗与钻井液存在紧密关联。在钻井过程中根据实际状况,对泵的排量进行合理控制,并充分结合过平衡或者欠平衡状况来对钻井液进行合理设计。合理的钻井液密度能够充分保障钻井施工的高效率进行。在具体施工过程中,如果一旦遇到井压不平衡现象,需要及时对钻井液调整。要在充分保证钻井平衡的基础上,针对钻井环空压耗进行精确计算。

2.确定钻井地层缝隙的压力

钻井施工过程中,钻井液密度与地层孔隙压力之间也存在紧密联系。这种空气压力通常情况下是由试油静压、钻杆测试压力和MFT测试压力等三个部分组成,在具体确定地层孔隙压力的过程中,相关的工作人员必须要对争取施工过程中的各项数据参数进行深入的分析和精确计算,在此基础上才能够充分保证地层空气压力的精确性。

此外,在进一步确定地层孔隙压力和环空压耗之后,才能够选择出更加合理的钻井液密度,在这种情况下才能够在实际钻井施工过程中将将欠平衡钻井技术的真正作用充分发挥出来。

三、结束语

综上所述,在实际进行钻井施工的过程中,钻头选择以及钻井液密度的选择对钻井施工效果都会产生巨大影响,也是撰写施工领域非常关键的一个环节,因此在钻井施工过程中针对钻头的选择和钻井业密度的选择进行合理控制具有十分重要的现实意义。

参考文献:

[1]谷兆海,殷嘉伟,唐国栋,李龙,李增年.石油钻井液的选择和使用[J].云南化工,2018,45(04):184.

[2]刘丽.石油钻井液的选择及使用[J].化工设计通讯,2018,44(09):245.

[3]李亚琛,段晨阳,郑秀华.高温地热钻井的最佳实践[J].地质与勘探,2016,52(01):173-181.

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