浅谈钻井工程设计的优化与应用

刘万江(长城钻探钻井三公司,辽宁 盘锦 124010)

随着工业化水平不断提高，社会生产方式发生彻底转型，国家发展更加依赖于天然气、石油这些传统能源。而对于这些不可再生能源，目前找不到大范围使用并且可以完全替代的能源类型。钻井技术的引入，成为开采能源、发展国家综合实力的唯一途径。在钻井工程设计的不断优化面前，技术革新、应用与实际渐渐变成各国相关研究工作者的实验室“重头戏”。例如开发能源时，采用的钻井技术水平高低将直接决定开采效率的高低，以及开采时人工、时间等开采成本是否能够被节约。归根到底，能源的竞争其实是钻井工程设计技术硬实力的比拼和更新速度、应用水平的较量。自从20实际80年代以来，运用常规技术仍然是开采业内的主要惯性，但是实践发现，开采速度逐渐减弱，发掘新能源更加困难，环境法对开采也有所限制，社会各界对于新工艺和技术的设计研发与更新应用变成非常炙手可热的一个大项目。

在大工业发展环境的背景下，钻井工程技术已经成为一种标准化运营的、模式化的操作工程，针对钻井工程的设计优化与应用主要集中与一下几个方面，其中分别是“钻井仪器仪表”“井下故障处理”“钻井工具”“井身结构设计”以及“钻井液工艺”。

1 钻井工具

“工欲善其事，必先利其器”，这是亘古不变的真理，钻井工程设计的技术优化与应用必然离不开的问题就是“钻井工具”技术的革新。目前技术发展迅速，在钻井工具选材、实体工具锻造、工艺设计等方面越来越严格。传统的技术造就了很多非常成熟的“钻具”——诸如“直连型钻杆”“式尾管悬挂器”、“高效磨洗工具”、“特殊螺纹及接头”、“小井眼特殊打捞工具”等，对于现代化工程设计仍然具有很高的参考价值，仍然可以直接投入到生产当中。需要注意和改进的部分是：目前这些技术“专利性”有余，“标准化”不足。工业技术如果只能掌握在少数人手中，不能够大量投入到生产车间，不能够变成“凡夫俗子可及”的简易、高效的“工具”，势必不会成为经典。社会对于技术革新带来的“标准化”量产有较高呼声，如何更好的适应工业化大背景并能够大面积投放使用这些工具，成为钻井工程设计的优化的重头戏。

2 钻井液工艺

过去的二十年里，钻井液一直以单纯的应用研究为主，最近几年已经发展成为钻井液应用、机理和处理剂综合性的研究。钻井液工艺作为钻井工具的配套产品出现，如何能够综合钻井工具的具体特点并发挥其辅助配合作用，这成为研究的重中之重。例如目前优选KCI钻井液，这是大部分研究项目会参考的重要选项，因为这种钻井液往往具有良好抑制性能和流变性能，可控性最佳，而且发挥其基本的润滑作用效果尤其明显，较比同类产品更加事倍功半，最为难能可贵的就是，这种液体的抗污染能力。我们知道在施工测查现场往往尘土飞扬，环境非常糟糕，工程队选择一般的钻井液，由于工艺粗糙烂制，经常导致钻井液“二次污染”，造成浪费，增加公司成本负担，最后得不偿失。

此外，由于现在生产钻井液的公司众多，精准掌握生产标准工艺的公司门可罗雀，因此相关监管部门如何制定出符合企业行业通用的标准，限制和约束大众企业制造生产工艺的严格要求，势必会反哺钻井技术的提升。

3 钻井仪器仪表

钻井仪器仪表作为整个钻井工程设计的“度量师”，往往成为相对比较关键的技术。特殊钻井仪器仪表的研制对油田的开发具有重要作用，在第一时间有效的向工程师和一线工作人员反馈开采数据和机器承受能力等等关键数据，并能够做首次分析，其结果更是整个工程参考的“第一线”。

4 井身结构设计

井身结构的优化设计是优化钻井技术的核心，井身结构设计不仅关系到安全钻井，关系到一线工人生命财产的最有力保障，而且对钻井效益的提高、开采成功率的增加、开采实际有效率的回报等等都有着特别重要的意义。钻井工程面对的就是“地下”，这是工程中最大的“未知”，也正是由于这种“未知”导致工程人员只能在掌握有限信息的基础之上，利用井身结构设计的技术，不断提升钻井位置选择的成功率，降低失败成本。安全始终是第一位，如何在保障开采项目安全的基础上，降低工程成本，顺利完成钻井项目建设，可以综合众多因素，这便是井身结构设计的最佳指出。目前已经有比较成熟的井身结构设计技术，现在遇到的技术桎梏便是如何大面积普及成本最小的结构设计技术，并能够真正投放到现实生活中去使用。

5 井下故障处理

作为整个钻井工程设计的“保险”，井下故障处理的及时性和有效性一直是技术完善的关注焦点。虽然伴随现在技术发展的大幅度提升，井下故障仍有发生的几率。由于开采地形的变化莫测、地表下沉下陷现象的普及、开采一线工人技术不够到位操作不够娴熟等特殊因素和不可控因素，都会增加井下作业的复杂性和多变性。油田公司应对原有的井下故障处理和复杂预防规程进行不断更改与完善工作重点应该注意多像工人普及安全知识，并不断提升遇险技术人员的处理问题的技能，这是未来发展与研究的大方向。

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