小井眼钻井新设备及新工艺技术的发展探析

覃德彪

（中石化华北石油工程有限公司西部分公司，河南郑州 450000）

小井眼钻井新设备及新工艺技术的发展探析

覃德彪

（中石化华北石油工程有限公司西部分公司，河南郑州 450000）

小井眼钻井技术对石油设备和相关工艺技术有着非常高的要求。虽然我国石油开采已经对小井眼技术给予了足够的重视，但是由于发展较晚，还没有取得令人满意的发展成果。主要对小井眼钻井新设备及新工艺技术的发展进行了简要分析，希望能够对小井眼钻井的发展做出一定的贡献。

小井眼井；钻井技术；新设备；发展探析

随着石油工程发展不断加深，其正向着边缘地区方向发展，再加上国际油价受到了金融危机的影响出现了大幅度的下滑，并且油气开采费用和生产费用也在不断提升，在这样的背景下，石油企业就必须采取有效措施来降低生产成本。当前，我国油气开发的主要场所已经成为了低渗透油田，石油开采企业已经对小井眼开采给予了足够的重视，希望通过使用小井眼来达到降低开采成本的目的。小井眼有着钻井成本低、对外界环境造成污染小的特点，而且其岩屑排出体积也是极小的，这就说明对小井眼钻井新设备及新工艺技术发展进行研究有着非常重要的意义。

1 对小井眼钻井具有施工特点的简要分析

什么是小井眼钻井技术呢？其主要是通过小尺寸的钻头对小井眼的钻井相适应的前期井涌预警以及技术液检测等技术流程，小井眼钻井技术的主要原理就是对具有较小规模的油井进行钻采作业的新手段。小井眼钻井主要包含以下几个方面的施工流程：第一，工作人员首先要进行井眼轨迹的设计工作，好的设计工作能够有效保证钻井施工工作顺利进行，其中设计人员必须对小井眼具有的开窗和井段短等特征给予足够的重视；第二，工作人员在保证地面仪器和钻井定向工具能够顺利运行之后，还要进行开窗工作和试钻等工作，通过强磁铁将出口处残留的铁屑清除，这样就能防止铁屑对钻井工作造成影响；第三，工作人员要选择合适的钻井液，钻井液的润滑性对钻井工作有着极为重要的影响，而且小井眼井具有较大的井斜，这就导致其对钻井液的黏度等级也有着较高的要求。因此，工作人员必须选择具有较高稳定性的润滑液，这样就能对油气层做出充分的保护作用。

2 对小井眼钻井新设备发展状况的简要分析

2.1 对小井眼钻头的简要分析

如果使用传统的小尺寸牙轮钻头是不能满足小井眼高转数的需求的，而且其对轴承存在着非常大的磨损，这就会导致工作效率得不到提升。因此，小井眼钻井必须使用专业的钻头，即具有抗偏转作用的PDC钻头、具有良好稳定性的聚晶金刚石钻头以及天然金刚石钻头，这些新研发出来的钻头能够很好的满足小井眼的高转速要求，还能达到连续取芯的目的，同泥浆马达能够良好的配合，而且新研发出来的钻头的使用寿命是传统的牙轮钻头使用寿命的四倍。当前，存在一种最新研发出来的三牙轮钻头，这种钻头使用的是ATJ-330型环密封形式，有着非常高的稳定性和安全性。

2.2 对小井眼钻柱的简要分析

通常情况下，小井眼钻井工程中使用的钻杆的规格是φ89mm，当使用的钻头尺寸为φ120.5mm或者小于φ120.5mm时，要使用相适应的φ73.25mm的钻杆或者φ60.25mm的钻杆。这里还要注意的是，小尺寸钻杆的抗拉强度和抗扭强度较低，存在着一定的限制，这就导致在进行小井眼钻井的过程中钻头加压和扭矩能力得不到提升。因此，工作人员必须选择同小井眼钻柱相匹配的具有较高强度的钻杆和高质量的接头，其中组合直径依次为φ89mm、φ95mm以及φ120mm规格的钻头加压器、震击器以及可变径扶正器都已经被开发出来了。

3 对小井眼钻井新工艺技术发展概况的简要分析

3.1 对井控技术的简要分析

石油开采企业在进行小井眼钻井的时候，必须对地层溢流给予足够的重视，要采取措施对地层溢流做出有效的监督和控制，只有这样才能保证小井眼钻井作业的安全性和稳定性。小井眼同常规井相比，相同的溢流量在环空中的上升速度和高度都是极高的，因此，工作人员要对小井眼控防喷装置以及除气装置进行合理的优化。当前，使用最广泛的优化方式为地层溢流检测系统，该系统主要以探测进井和出井的钻井液流量为运作基础，以声波反射原理为理论基础。

3.2 对降低钻柱振动以及疲劳破坏技术的简要分析

在进行小井眼钻井作业的过程中，经常发生扭转振动问题和轴向振动问题，这些都会对钻压传递和钻头的使用寿命造成非常严重的影响，石油开采企业必须对这些问题给予足够的重视。通常使用具有抗偏转能力的PDC钻头就能很好地解决上述问题。除此之外，使用柔性转盘和顶驱钻机也能很好地缓解扭转振动问题；使用钻井液马达能够有效降低钻柱轴向振动幅度，这些设备对小井眼钻井作业的正常进行起到了关键的作用，显著提升了钻井过程的稳定性和安全性。

3.3 对钻井液和井眼稳定技术的简要分析

在进行小井眼钻井作业的时候，最好在较小的环形空间中进行，这种空间能够保证井眼的稳定性。但是在使用具有固相的钻井液的过程中经常出现同循环密度相关的井眼稳定故障，这些故障就会造成一些井下复杂问题。当前国际上已经研制出了甲酸盐无固相剪切稀释钻井液，其能很好地解决上述问题。

4 结束语

综上所述，石油化工企业必须对小井眼钻井新设备及新工艺技术给予足够的重视，加大对小井眼钻井新设备及新工艺技术的研究力度。

[1] 盖靖安.小井眼钻井液的开发与应用[J].石油科技论坛，2015，（6）：112-113.

Discussion on the Development of New Equipment and New Technology for Borehole Drilling

Qin De-biao

Small borehole drilling technology has a very high requirement for petroleum equipment and related technology.Although China’s oil extraction has given sufficient attention to the technology of small borehole，but because of the late development，has not yet achieved satisfactory results.In this paper，the development of new equipment and new technology of small borehole drilling is briefly analyzed，hoping to make some contribution to the development of small borehole drilling.

small well hole；drilling technology；new equipment；development analysis

TE246

A

1003–6490（2017）10–0097–01

2017–07–10

覃德彪（1986—），男，河南郑州人，助理工程师，主要从事石油钻探工作。