试论石油钻井技术及固井技术的发展

代磊 周建国 邓裕 薛太彬

摘要：在钻井技术系统中，大位移钻井、深井钻井技术以及膨胀管解决了既有的钻井问题，钻井技术在未来的发展中，还会持续提升自动化程度与智能化程度;固井技术的理论体系也形成了诸多新的研究成果，水泥材料的功能更加丰富，能够满足多种固井应用需求。本文主要对石油开采中的关键技术展开研究，分析钻井技术与固井技术的应用现状与未来应用趋势，以此确定两种技术的发展情况。

关键词：石油;鉆井技术;固井技术;发展

引言

石油在我国的资源体系中处于关键位置，其具有不可再生的特点，属于重要的稀缺资源，因此在开采阶段，必须运用先进的开采技术，来减少石油资源的浪费，提升开采量，以此满足不断上涨的石油需求量。本文针对石油开采中常用的固井技术与钻井技术展开研究。

1石油钻井技术的发展情况

1.1应用现状

钻井技术体系中，有多种技术可供开采人员选用。无论实施超深井开采，还是深井开采工作，都要面对复杂且危险的井下作业环境，我国的超深井钻井技术已经发展到较为先进的程度，仅需要较短的周期，可实现高效开采目标;面对大位移钻井需求，通过加入自动化导向器与变径稳定器，不仅可将井中废渣清除，还能使钻柱摩擦数值降低，此项技术在海上开采活动中发挥突出作用;对钻井情况进行监测时，可使用视频监控技术，确保实时传输信号，同时提升现场监管工作的精准化程度，监测人员可以对井下作业环境实施动态监测，实现安全钻井的生产目标。

钻井工作中还需要运用膨胀管，这种金属管所用的原材料比较特殊，加工处理工艺复杂，能够支持钻井工作。钻孔环节，启动液压装置，将膨胀管原本的直径扩大，可膨胀约20%，提升机械性能;补贴段的实际密封压力超过150个大气压，最大化地发挥出套管的作用;在应对钻井渗水问题时，可引进波纹管技术，对出现开采事故的区域进行封堵，避免其他区域受到影响;完成一阶段的钻井作业任务后，通过波纹管对油层以及泥浆进行阻隔，使用时，应先在石油井中进行扩孔，再引进波纹管，并使其与井壁保持较短的距离，强化密封性。

1.2未来发展前景

钻井设备在研发与应用过程中，其自动化程度将持续增加，同时外形也会形成大型化的趋势;钻井实施过程中，信息化技术的作用也越来越突出;钻井技术系统还呈现出明显的智能化趋势，以此实现构建智能石油开采体系的目标;钻井中运用的新型变频交流型钻机，能够适应当前的石油开采环境，使开采过程更加安全，操作方式也更加简单;智能化技术降低了石油开采项目的人力成本，提升开采质量的同时，也对钻井环节的安全性做出了必要保障。

2石油固井技术的发展情况

2.1应用现状

采用固井技术时，需要在预备套管中灌入一定量的水泥浆液，封堵油气层，预防塌陷与泄露的问题，油气路径将更加通畅，不同层级上的油气层也不会产生相互泄露的情况，切实提升石油的采收率;固井技术的应用过程更加复杂，需要消耗的成本更高。下放套管时，需要着重控制速度，使用水泥浆必须按照标准配比要求配制;固井技术需要在井下发挥作用，因此具有隐蔽性，同时面对的风险问题也比较多。

固井技术在实践应用与理论研究中被不断完善，由于石油市场需求量大，进行优化时，重点对特殊井与水平井进行了发展，很多油田项目利用有限元分析技术，使固井技术获得了更高的技术含量，固井中使用的材料也具备更高的应用质量。固井技术体系中，主要材料为水泥，水泥的质量直接决定着最终的固井效果，将外加剂添加到水泥材料中，强化其基本性能，水泥即使处于高压高温条件下，仍旧能够保持稳定，进而在油气层中发挥作用。在后续的水泥研发优化活动中，需继续降低水泥密度，增加其强度，给高温井提供专门的水泥材料，固井技术在材料的支持下还有较大的技术发展空间。

部分油田暴露出含水量过大的问题，阻碍了正常的油田开采工作，采油量低于注水量，井中压力并不稳定，这些基础条件提升了固井作业的难度，也给固井技术研发提供了动力，将多次加密钻井与界面胶结技术结合运用，解决油田质量问题。为了满足固井现场的水泥供应需求，研发了全新的水泥车，支持固井作业活动，通过高效安全的运输方式使固井工作能够更加高效地进行。

2.2发展前景与应用事项

固井技术在石油开采领域中，具备极强的研发潜力，技术有明显的多元化发展倾向，应继续降低固井成本，提升效益，同时要解决固井材料与工具应用方面的问题，将性能更加优越的水泥应用到固井施工中，在改进固井技术方法的同时，还要针对固井活动，完善管理体系，通过管理来保障技术应用效果，在实施固井工作前，需全面考察井下情况与油田环境，确定地质结构特点，地层压力系数，突出固井技术应用方案的针对性，水泥浆是主要的固井材料，选择水泥浆时也必须以现场的情况为准，确保水泥浆能够满足密度要求，原来应用水泥浆时，需要通过人工的方法进行检测，检查效率低，检查结果也可能存在精准度不足的问题，而在当前，固井技术也形成了智能化的特点，借助智能水泥车，可精准的显示水泥浆液处于不同时间段时的密度大小;进行固井工程时，必须要有完整的配套设施，如灰罐车、立式架构体系与压风机等，确定所有设施都完整之后，才能开始固井施工，以此保障整个施工流程的顺畅性。定期检查管线系统，避免其出现破损的情况，水泥车以及阀门上的泵体都必须处于正常运行状态，查看显示数据是否有偏差。不断积累固井经验，形成良好的固井作业效果。

3结论

固井与钻井技术在当前的石油开采体系中均是不能被替代的重要技术。本文主要从应用现状与应用前景两个角度对这两项技术展开研究，除了结合石油开采条件，不断更新固井与钻井技术外，还要注重对钻井与固井应用过程的有效管理，可以引入智能化技术与信息技术来满足管理要求，以此使这两种技术更好地为石油开采工作提供服务。

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