国内外小井眼钻井设备的发展

于淼

摘要：在油田领域钻探开采作业过程中小心眼钻井由于其实际的施工作业成本相对较低，而且在这个过程中排出的岩屑体积更小，钻井过程对环境污染更小，在当前世界石油勘探开采领域得到了广泛应用，而在这种情况下小井眼钻井设备也实现了快速发展，本文主要针对国内外小井眼钻井设备特点进行分析，并对我国小井眼钻井设备的发展提出了合理建议。

关键词：小井眼;钻井设备;发展

引言

在世界石油勘探开采不断发展过程中，小井眼钻井技术的出现对油气勘探开采起到极大推动作用，该技术在上世纪90年代实现了快速发展，实际应用的经济性比较好。小井眼钻井技术的快速发展时代小井眼钻井装备以及相关配套工具技术水平也得到了进一步提升。

1 小井眼钻井设备特点

（1）小井眼井本身的井眼体积非常小，如果实际井深不超过1500m，小井眼井的井眼体积仅仅为31L/m[1];在钻井过程中破碎岩石的体积也非常小，而且排出岩屑的体积非常小，因此整个钻井作业过程中对环境产生的污染非常小。

（2）在目前世界石油勘探领域的实践应用中发现，与常规钻井技术相比较，充分利用小井眼钻井技术能够节约50%左右的成本，而且在国外一些石油公司使用专用的小井眼钻机后，整个钻井作业过程中钻井成本能够节约60%～75%。

（3）在对目前国际上利用较好的小井眼钻井设备进行分析统计可以发现，与常规的钻机设备相比较，小井眼钻井设备质量仅仅达到常规钻井设备达到1/5左右，因此其实际在经常作业过程中占地面积非常小，而且各种设备公里仅仅达到常规设备的1/3～1/5左右。在此情形下，充分利用模块化设计，能够让钻机设备搬迁更加便捷，对环境污染更小，而且作业过程中产生的噪音也更小。

2 国外小井眼钻井设备发展分析

2.1 小井眼钻机发展现状分析

目前国际上很多知名的石油企业用常规钻机改造小井眼钻机已经成为一种趋势，而且这种改造钻机在长期的钻井作业过程中为石油企业带来了巨大的经济效益。但是通过改造而形成的小井眼钻机本身的工作稳定性较差，尤其是升降系统在进行下放的作业过程中经常会产生故障;另外，钻机改造之后，由于其平台并不标准，导致钻井配套设备以及相关的钻井工具在平台上的布置出现不协调现象，这样就会对实际的钻井作业速率产生极大影响，而且钻机的自动化改造会消耗大量成本，实际的应用效果并不明显。

在此基础上很多大型石油钻探企业研发出了专门的小井眼钻机，多配套相应的监控专家系统以及自动化数据控制系统，使得钻井作业过程中产生的各项作业参数能够实现实时采集、处理、存储，而通过专家系统的应用能够实现对钻井作业过程中井涌风险的及时判断，在司钻获取相关数据信息后没有及时作出反应的情况下，系统能够在10秒钟内自动采取控制措施，而且利用模块化设计让钻机搬迁能够实现直升机吊运[2]。

2.2 小井眼钻具发展现状

由于小井眼钻井技术在实际应用过程中转速非常快，因此常规的牙轮钻头在应用过程中轴承磨损非常快，实际进尺非常小，对钻井速率的影响非常大。针对这种情况，研发出了抗偏转PDC钻头以及天然金刚石钻头，使得在高速运转下能够实现与泥浆马达的良好配合，而且实际的使用寿命也相对比较高。另外，为了进一步促进小井眼钻井效果的有效提升，国外的目前已经研制出了能够与小井眼钻头相匹配的高强度杠杆以及优质接头。

3 国内小井眼钻井设备现状分析

目前我国石油行业小井眼钻井设备主要是集中在小井眼规钻机、修井机等一些方面部分油田还应用了中型钻机，从而使得在实际的钻井作业过程中出现了小马拉大车的现象。目前我国油田领域的小井眼井状态过程中已经形成了多个系列小井眼钻机以及修井机。

从油田实际小井眼井的钻井作业现状来看，钻机选择不合理现象非常普遍，而且钻机、测井工具不配套现象非常常见，另外在进行小井眼井钻井作业过程中井控设备不配套现象也比较普遍，导致在实际钻井作业过程中，面对各种钻井故障不能够进行及时处理，导致钻机长期处在待机状态，这样就使得实际应用小井眼钻井工艺的费用节约被抵消，而且，小井眼钻井技术实际的成本费用目前已经超过了常规钻井作业。

4我国小井眼钻井设备研发建议

4.1 鉆机研发

目前在小井眼井钻井过程中常规钻机改造小井眼钻机以及小井眼旋转钻机是应用最为广泛的两种钻机设备，在针对小井眼井进行钻井作业的过程中，针对下仪器设备以及泥浆系统初期开发阶段常规改造钻机的应用比较广泛，最主要是因为，目前常规钻机出现了生产力过剩现象，但是钻机并不能够实现商业价格销售，整体市场价格非常低迷，导致其在实际的使用过程中实际作业成本被掩盖。另外通过常规钻机进行改造，对小型以及新型钻机设备的长期发展形成了一定的阻碍;此外，由于连续取芯钻机以及连软管钻机设备实际的研发成本、制造材料要求都非常高，以我国目前的实际状况研发价值不高。

为了能够适应边远地区钻井作业的发展，我国应该将研发重点集中在钻机模块化设计方面，通过将钻机控制室、泥浆泵、发动机等通过国际通用标准形成模块化，能够进一步提升钻井效率[3]。

4.2 钻井井下工具

为了能够与小井眼钻机开发形成协调配合，并充分发挥出小井眼钻机的实际潜能，针对井下钻井工具进行深入开发具有非常重要的现实意义，我国一些油田在小井眼钻井施工过程中开发出了一些匹配的井下作业工具，但是大多数井下作业工具仅仅能够适用在特定的油田领域，适应性相对较差。因此还必须要针对我国小井眼钻井工具进行系统性的开发，重点针对钻机进行大力研究。

5 结束语

综上所述，小井眼钻井技术在实际应用过程中具有非常明显的优势，目前国外小井眼钻井设备及井下工具的开发已经逐渐趋于成熟，而我国在上述几个方面与国外相比较还存在较大差距，因此应该充分结合我国小井眼钻井技术实际状况，来制定出系统性的开发计划，这样才能全面促进小井眼钻井设备的快速发展。

参考文献：

[1]李元化.浅谈小井眼钻井提速技术[J].中国石油和化工标准与质量，2012，32（05）：59.

[2]黄洪春.小井眼钻井技术在煤层气勘探中的试验研究[J].天然气工业，2000（02）：54-56+6-5.

[3]孟祥玉，李敏，宁学涛，洪宝霞，杨福伦.胜利油田小井眼钻井初步试验的效果及分析[J].山东科技大学学报（自然科学版），2000（04）：113-115+120.