石油定向井优快钻井技术的研究和发展前景

发表时间:2020/7/23   来源:《科学与技术》2020年2月6期   作者:梁定火
[导读] 现如今,科技发展十分迅速,人们开始需要越来越多的能源,

         摘要:现如今,科技发展十分迅速,人们开始需要越来越多的能源,这为钻井技术带来了巨大的挑战。传统的水平井钻井技术落后,逐渐无法满足现代石油开发钻井的要求,因此一种先进的钻井技术开始被广泛应用,即定向井钻井技术。近年来,定向钻井技术在石油开发工作中被广泛使用。本文分析了定向井钻井技术的速度、完善导向钻井技术的发展前景并对定向井优快钻井技术的改进提出了对策与建议。
         关键词:石油;定向井;钻井技术
引言:为了降低勘探开发成本,提高采收率,定向井被广泛应用。随着科技的飞速发展,相比直井来说,定向井关于优与快的方向发展还有待加强。
1.定向井钻井技术的速度研究
         在实际工作中,石油工作者一直将定向井的钻井速度作为研究的课题,在定向井开采工作中,影响钻井速度的因素拥有重要研究意义。首先,影响钻井速度的一部分因素为井身剖面【1】。在斜井段要增斜有稳斜再扭方位时,要求钻具组合持续更换,这一定会延迟钻井时间。其次,方位漂移的过程也可能导致延迟或拖慢钻井速度。在实际工作中,因漂移过程而产生的余量与方向是无法确定的,因此准确的实际操作时间就没有办法被推算出来,在一定程度上会影响到钻井速度。另外,选型钻头可能是影响速度因素中的一部分。当前,PDC钻头为国内比较先进的钻头,虽然PDC钻头在使用的过程中速度较快,但在定向井进行钻探作业时,出现了不适用的现象,因此,在传统牙轮的使用下其钻头一定会影响钻井速度。此外,突发情况与工程故障的发生,也会不同程度的影响钻井速度。在进行定向钻井的作业过程中,也会有影响钻井速度的客观因素发生,比如黏卡、砂卡、井漏、井垮、设备仪器故障等现象。
2.完善旋转导向钻井技术的发展方向研究
         现如今,旋转导向钻井技术为我国的钻井工程中被主要应用的新的钻井技术类型。在该类技术的实际应用中,不仅要重视安全性和可靠性,还要保证简单的结构,便于操作。在调整井眼轨迹时,使用复合导向滑动技术会更方便操作,并且会具有较高的中靶精准性【2】。研究表明,进行旋转导向+螺杆的钻井技术进行导向钻井作业时,以比复合旋转钻进速度快1.6倍,这表明转速和钻速正相关。
3.定向井优快钻井技术的改进对策建议
3.1导向钻井技术
         目前,我国的定向井钻井技术中,导向钻井技术使用较为频繁,导向钻井技术通常采用较为简单的滑动导向钻井工具,不仅结构简单,在实际操作中更具有安全性。滑动导向复合技术在实际的使用中具有很多优势,比如井眼轨迹调整简便、高中靶精度、钻具更换快捷。在纯钻进时间上,将滑动导向技术,旋转复合钻与螺杆钻具进行对比,可以得知,旋转复合钻拥有显著优势,其单弯度数与之正相关。要根据实际情况酌情来选择导向钻井技术的实际应用,通常可以全面应用浅层定向。关于中深度定向井,要频繁更换螺杆钻具,不仅更换时间长且成本很高,所以在实际的应用中处于劣势,针对大位移井和水平井,其轨迹很难控制,所以导向钻井技术可以全井使用在此类井中【3】。
3.2 PDC钻头技术
3.2.1 PDC钻头与导向钻具共同实行复合钻进
         PDC钻头技术在真实的操作环境中,具有机械转速能控制在合理的范围内、钻具转速稳定且相对较低,钻头则保持高速的特点。想要有效提升井眼轨迹的准确性,就要将滑动钻井与旋转相结合,这不仅能够提高准确性,还能够高效减少因井斜与方位等因素带来的影响。采取轨迹控制,会对有较大钻井难度的定向井的钻井控制环节有所帮助。PDC钻头技术在具体操作中也存在着许多不完善的地方,问题主要表现在PDC钻头上,如定向性,将钻头进行优化,可以满足定向钻井的工作要求。


3.2.2稳定器组合
         该技术为操作环节准确性、稳定性的提高有很大帮助。在对井斜实行定向的过程中,需要最大角设计井斜角。想要实现稳定的钻井过程,需要将PDC结构与稳定器进行结合。在这个环节中,一个钻头就可以持续到钻井结束,这在一定程度上,节约了钻井的整个工作环节的时间和成本,除此之外,还可以延长PDC钻头使用周期,增强了工作效率。
3.2.3螺杆钻具与PDC钻头的组合
         如果想要变换钻具组合,需要结合不同的井深和实际情况。除此之外,螺杆钻具和PDC钻头的相互配合,可以适用于绝大多数的钻井工程,结合地质情况的差异性,选择合适的螺杆钻具和PDC钻头,可以高效的减少起钻次数,减短工期,并且能够对机械钻速进行提升,达到降低成本,获得更高经济效益的效果。
3.2.4稳定器组合对井斜的控制
         在定向井进行施工阶段,需要钻具组合保持具有稳定的增斜能力。对此,将PDC钻井参数改进与完善,可以高效的减缓井斜的降低速率,如果想要提高钻井效率,可以采用“低钻速一高压钻”组合的方式。
3.2.5稳定器的数量与钻井参数适时进行改进
         在使用环节中,高钻速与低钻压为PDC钻头的主要使用形式,该形式可以有效的提高钻井的速度。因为需要对方位进行增与降、增斜、降斜、轨迹控制,所以可以对试钻定向井。在地层的岩性进行分析时,发现硬度的不同所使用的钻井方式也不同。在实际钻井环节中,使用PDC钻头的过程中,及时控制稳定器的数量、外径和位置,让稳定器可以与之相匹配,可以减轻钻井负荷。
3.3辅助时间技术
         以前选择的测斜仪,主要为照相式的单、多点测斜仪。随着科技的高速发展,随钻测量仪的使用被逐渐普及,随钻测量仪根据钻井液可以实现传递测斜数据,随时的检测井底方位、井斜,由于没有电缆等设备的介入,需要检测而产生的工序与时间被降低。在旋转钻进环节中,井底数据可是随时被监测,因此,在与传统的单多点监测对比中,具有节约时间、安全隐患小的优势。关于井斜与位移较大的定向井,非常容易产生岩屑床,对此,在实际的施工环节中,可以将PDC复合片进行改进,根据其破岩机理,重新设计切消齿的角度、密度、布齿方法,从而高效减少钻头的螺旋刀翼和井壁间的接触力及钻头回旋次数,这在一定程度上影响井底岩屑的清洗。
4.定向井优快钻井技术的发展前景
         随着我国市场经济与技术水平的持续增长,石油行业与随之快速发展。大部分油田已经发展到中后期阶段,含油层厚度较薄,呈现出油藏分布不均匀的情况,少数地区的油藏地质条件和基础环境变得更复杂。这给如今的石油钻井施工带来了巨大的难度与挑战【4】。作为新型钻井技术,定向井技术在实践中有显著的应用效果。与直井钻井相比,定向井技术具有较高的操作优势,却操作成本低,这极大程度的推进了钻井技术的向前发展。
结语:综上所述,在现代社会发展中,石油已经成为不可缺少的重要能源,所以需要持续增强石油钻井技术,提高采油效率。定向钻井技术作为一种先进的钻井技术,现已在我国石油开采中被广泛使用。今后,我国应当对石油定向井技术加强优化,致力于钻井速度的提升。
参考文献:
[1]唐习之.定向井优快钻井技术探析.化工设计通讯,2016,42(12):31-31.
[2]董振国,吴德山,于鹏.湘西页岩气大斜度定向井优快钻井技术研究.非常规油气,2017,4(5):88-93.
[3]姜朝民,万教育,徐广飞,李俊胜,丁红.玛18井区定向井优快钻井技术研究.西部探矿工程,2017,29(4):65-69.
[4]赵立雪.A油田大斜度定向井优快钻井技术.石化技术,2017,24(2):141-141.
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