石油钻井工程问题分析与射孔技术的应用浅析

季红奎 李乐 于露露

摘要：新时期石油开采水平不断提高，石油钻井工程面临较大的安全风险，采用正确的管理措施与射孔技术能够提高石油开采效率与工作质量。下面文章就对石油钻井进行分析，并结合工程问题，探讨工程管理措施与射孔技术的应用。

关键词：石油钻井;钻机工程;钻井问题;射孔技术

引言

我国石油资源丰富，在石油钻井作业中，人员因素、环境因素和机械设备因素，都是形成石油钻安全危险的重要因素，导致工程坍塌、油气泄露、井喷等安全事故，对石油钻井工程作业及工人安全形成了较大影响。石油钻井工程专业性，工程体量大、设备使用多，建立规范化、安全化的石油钻井环境，是保障石油安全生产的重要基础。

1石油钻井概述

石油钻井是石油开发过程中所不可或缺的一项工作环节，直接影响着石油产业的发展以及新型能源的开发。石油钻井更多的都是在井下进行作业，并且工作程度相对比较复杂，对于开发技术的要求也十分严苛，存在大量高难度的施工技术要求与标准。另一方面，石油钻井工程大部分都是在野外施工以及在夜间施工等，不仅加剧了施工环境的恶劣程度，也为施工人员带来了很大的施工挑战。当前阶段，结合大量的石油钻井施工现场的安全调查结果，我们不难发现在石油钻井施工过程中依然存在大量的安全隐患，因此，强化石油钻井安全管理已经迫在眉睫[1]。

2石油钻井工程问题分析

实质上，石油钻井作业的环境条件比较复杂，在恶劣的特殊气候环境中，施工作业难度加大，并且易出现安全事故。一是石油钻井自然条件比较复杂，施工作业过程中可能遇到恶劣天气、特殊地质等情况，增加了石油钻井的风险性;二是石油钻井作业流程繁杂，在多工种作业之下，易形成不可预测风险;三是石油钻井易受到自然气候等因素影响，一些非人为可控的影响因素，是石油钻井安全事故的重要原因。因此，在石油钻井中，应做到科学预测、有效防范，是降低环境条件影响，保障石油钻井安全的内在需求。另外，在石油钻井的施工过程中，很多工作人员都严重缺乏安全意识，对于石油钻井工作的危险性缺乏客观的认知，从而导致部分工作人员在技术操作过程中很容易出现不专业与不规范的现象。这一点已经变成了石油钻井安全生产中的一个很大的问题。

3石油钻井工程施工管理措施

3.1建立健全安全管理制度，提高安全管理效能

首先，建立安全责任制度，明确安全管理责任。在石油钻井作业中，应明确各工程、各岗位的安全责任，在安全管理建设中保障安全管理工作的有效落实;其次，建立安全管理制度细则，对石油钻井的各工程要素进行制度化安全管理，从制度管理效能出发，保障石油钻井安全管理工作全面开展;再次，建立完善的激励考核制度，对岗位工作质量进行考核，并将考核结果作为薪酬待遇等的重要依据，并在严格的奖惩制度中，形成规范化的作业环境;最后，完善安全管理监督制度，强化安全监督管理工作水平，将安全监督管理贯穿于石油钻井的全过程，为石油钻井安全管理工作创设良好环境条件。

3.2强化对工作人员的安全培训

首先，相关施工人员在工作过程中必须具有较强的责任感和职业道德感，从而确保工作人员能够在实际的工程操作过程中尽职尽责，避免由于职工懒怠而出现安全隐患。其次，石油钻井工程由于在施工操作过程中涉及到很多专业领域的专业知识，对于工作人员的业务素养以及专业技术都有着相对较高的要求，为了更好地确保工程的顺利开展也为了能够降低施工过程中出现的安全风险，相关管理层更需要加强对工作人员的技术培训，涉及到比较前沿的施工技术以及施工经验，可以通过定期的技术交流会谈等方式，促进不同施工团队之间的互相学习与互相进步[2]。

4石油钻井工程射孔技术的应用

4.1连续油管输送射孔技术

近年来，连续油管已不仅仅被应用于对工具的清洗领域，钻井及采油工业的各个领域均有应用。连续油管输送射孔技术在各发达国家已经成为相当成熟的技术，它的主要优势体现在两方面，一方面是在作业前不需要起管柱也不需要压井，这就能减少工作量，提高效率;另一方面还可以减少对油层的损害，起到保护油层的作用。由于地质条件差异，在连续油管输送射孔作业时，需根据不同情况，优化设计射孔方案和工具结构，才能有效的保证施工安全和成功率。

4.2动态负压射孔技术

为了获得更好的采油效果，需要设计负压射孔和动态负压射孔。利用井筒和油层压力之间的压力差。产生快速的冲击流，瞬间冲刷孔道和堵塞孔道的残留物，改善近井地带的地层条件。在负压射孔作业过程中，可以安装井下压力计等配套装置，用来记录整个施工过程的压力和温度，以及地层系数、原始地层压力和预测产液量等生产资料。动态负压射孔技术是一种瞬间清洁射孔孔眼的技术。其主要通过在射孔枪上连接一套负压装置，射孔时产生的巨大能量瞬间打开负压装置，使射孔层段套管环空液体瞬间进人负压装置，使井筒压力瞬间下降，从而在套管环空区间形成负压，产生动态负压效果，使地层流体反向冲洗射孔孔道中的残渣，有效疏松射孔压实带，减小射孔伤害，提高产能。动态负压射孔技术对于压实较紧密、渗透率较低、地层内杂质和碎屑堵塞油层炮眼的井具有很好的效果，适用于低渗透及油层受到伤害井。

4.3多级复合射孔技术

多级复合射孔技术是在传统复合射孔技术基础上开发的一项新技术，采用前仓式结构，实验证明该结构设计不影响射孔弹的穿深性能。既能够满足第一次高能气体作用效果要求，又能实现对含能激励材料进入孔道携带作用。SDPR二次爆炸释能射孔弹已经研制成功，随着射流进入孔道的含能材料在数毫秒内产生强烈的放热反应，释放的能量使孔道的压力增加，产生向井筒内的涌流，对孔道的压实带进行冲洗;含能材料反应产生的大量气体和热量改善压实带渗流特性，并将孔道内脱落的岩石碎屑和金属粉末从整个孔道清除，并且在孔道末端产生裂缝：使油流通道得到优化，最终实现清洁孔道、提高导流能力的目标。因此进入孔道的含能材料可以实现射孔器的第二次复合作用。从而实现多次对地层造缝做工[3]。

4.4超正压射孔技术

现阶段，我国油气井工程普遍采用的是负载射孔技术。但是，这种技术对于大部分油气井来说是适用的，因为负载射孔技术利用负载射孔就可以开启油层，利用产生的压强差冲刷射孔眼，进而洗刷掉石头表面的金属碎片。若是面对油藏压力较小或缝隙较小的油气井，负载射孔技术就不是一种适合的技术。除此之外，油藏和其所处地理环境也有着密切联系，这些影响因素都会对射孔技术产生影响。而超正压射孔技术就是利用对地面施加足够大的压力，使地层产生裂纹的同时将石油压裂支撑剂注入地层当中，以此来让最终的射孔达到最优效果。目前，超正压射孔技术不仅应用在了常规油气井的开发工程当中，在高硫氢油井的开发工程当中也开始被应用起来。

结语

石油钻井作业凭借其繁琐的工序以及恶劣的工作环境已经被列为高风险行业，为了最大限度地降低作业风险，工作团队应当从建立完善的安全管理制度入手，将安全责任落实到每一个工作人员的身上，并通过定期培训等手段切实提高施工人员的安全意识与专业素养，从而保障石油钻井作业的安全性与专业性。

参考文献

[1]徐潘.石油钻井安全影响因素及管理措施[J].安全，2016（11）：39-41.

[2]韓鹏飞.HSE管理在石油钻井安全管理方面的应用[J].当代化工研究，2016（3）：33-34.

[3]曹振斌，现代油气井射孔技术发展现状[J]，化学工程与装备，2020（01）：171+183.