浅析石油钻井固井技术应用

李鹏

摘 要：各国经济的快速发展离不开能源的支持，尤其我国对石油和煤炭资源的依赖程度相当之高。当前是我国综合国力高速发展的时期，对石油能源的需求也处于较高水平。石油在开采过程中，钻井技术和固井技术是最为关键的2项技术，其技术高低决定石油产量和生产效率。该文对目前我国石油开采中的钻井和固井技术应用和效率进行分析。

关键词：石油；石油钻井；固井技术

中图分类号：TE24 文献标志码：A

石油资源是我国常用的传统资源，虽然新能源技术正在发展，但我国国民经济的发生依然离不开象石油、煤炭等传统不可再生能源。我国地大物博，已经勘探完成的油田资源较为丰富，但是由于地质条件的复杂程度不同，其开采难度也不同。我国石油开采起步较晚，技术虽然在世界范围内处于领先，但是与欧美国家相比还是相差较多。因此，我国为了达到持续快速发展的目的，必须提高我国石油技术以及石油产量，而保证这些的关键就是石油钻井技术和手游固井技术的进步。

1 我国石油钻井技术应用

1.1 深井与超深井的钻井技术

一般情况下，深井指的是地面深度为4500 m～6 000 m的石油井；超深井指的是地面深度超过6 000 m的石油井。由于超过4 500 m井深的石油井钻井难度便很大，对钻井技术要求也就越高，井下工作的危险系数随之增高。虽然深井与超深井开采难度大，但是深井与超深井内所含有的资源比浅井更为丰富。在我国实施西部大开发背景下，我国在很多西部地区内的复杂地形中实现了深井与超深井的钻井工作，其中最具代表性的要数“塔里木盆地深1井”。这也是我国深井技术和超深井技术不断成熟的标志，数据表明，在塔里木盆地深井中，深井钻探技术所应用的工艺，是边钻井边清理钻井废料的方式，随着深度的不断增加，该种工艺的缺点在于清理周期较长，深度越大，清理周期越长。我国在这项技术上还需要不断进步。

1.2 旋转引导技术

该技术能够及时有效清理在大位移井1.2大位移和特大位移钻井技术。根据行业数据可知，大位移井是水平位移与垂直位移之比大于2的井；而特大位移井则是水平位移与垂直深度的比值大于3的井。大位移井和特大位移井施工技术难度十分巨大，目前，其技术的进步主要取决于我国自动控制偏心仪以及变径稳定器为主的旋转引导技术，该技术能够及时有效地清理施工所产生的钻井废料，同时能够明显减少低钻柱摩擦。目前，我国石油钻井平台由陆地转向海洋，大位移和特大位移钻井技术在海上钻井中发挥了巨大的作用。大位移钻井技术在我国南海经济带中的钻井平台中应用时，其采用船舶运输的形式，避免污染海洋环境。

1.3 实时视频监控技术

在信息技术和网络技术高速发展和广泛应用的今天，视频监控通信技术已经成为工业生产中不可或缺的一项技术，在石油钻井过程中实时视频监控技术的应用为钻井过程提供了有效的辅助。由于钻井都是在地下或海平面下进行的，尤其在地质条件过度复杂的情况下，石油钻井通道距离较长，视频监控点的布置十分困难，因此导致了以往石油钻井通道内部动态监控难以开展。即便在井内布置若干信号延伸点，在技术难度上和成本上也都是不小的挑战。面对上述困难，我国利用了先进的3G无线动态网络技术，完美地解决了这些问题。3G网络技术基于无线网络运营商，只要缴纳一定的费用，就能实现井下的实时动态监控，并且具有较大的存储能力和极快的传输速度，方便数据实时存储，方便日后进行数据分析。实时监控技术的硬件组建难度稍大，费用较高，在应用该项技术时，是以提高成本为前提，利用科学技术手段使钻井过程实现可视化，虽然成本升高但是效率也得到了显著提高，对比以往的“盲钻”，降低了超过75 %的事故率，并有效减少资源浪费。

2 我国石油固井技术现阶段的应用

2.1 水平井和特殊井的固井技术

目前，全球范围内对石油能源的需求不断增加，尤其在国际形势十分复杂的背景下，美国对伊朗等国实施强力制裁，禁止世界各国从伊朗这个产油大国进口石油，因此导致目前我国石油市场形勢十分严峻，这也使得全球对于石油产业市场竞争进一步提升。在我国，虽然油田开发成本相对较高，但是由于我国特殊井的固井技术得到了飞速发展，使得我国很多油田突破了固井材料限制，在此基础上实现了优化设计，减少了我国固井成本，提高了固井效率。

2.2 固井水泥浆材料的技术突破

石油固井过程中，水泥是十分重要的材料，也是固井的主体材料之一，在水泥中按比例添加一定的添加剂材料能够使水泥更坚固。固井是一项十分重要的工作，一旦固井质量下降，极易在后期采油时出现严重事故，后果不堪设想。因此我国投入巨资重点研制了多种新型水泥材料，提高了在高压环境、高温环境等极端条件下水泥材料的工作能力。除此之外，我国在高强度、低密度水泥的研制中也取得了突破，研发出了适用于高温深井和特深井的纤维防漏水泥、抗盐水泥浆等水泥材料。对比1985年和2015年的数据，有研究表明，水泥浆材料技术的进步降低了25 %以上的事故率，并且提高了石油井的强度，增加超过30 %的寿命。

2.3 固井技术的理论研究

固井技术的理论研究是固井技术实践的前提，也是必要步骤。我国固井技术起步晚于西方，缺少核心技术，多数技术依靠向国外进口，即便如此，国外专利技术也无法转换为我国技术。我国国内对于固井技术的研究多数以分析国外技术和效仿国外技术为主，在此技术上不断转化为适合我国生产环境的技术。经过多年的理论研究，并结合实践经验不断总结技术、积累经验，通过不断的技术修正，逐步转化为适合我国的石油固井技术。最具代表性的就是我国研制出的关于壁面剪切应力的固井方程理论。在对该理论进行实验的过程中发现，流体是影响环空流动壁面剪切应力的一个重要因素，也进一步影响了井壁的清理工作进程。

3 石油钻井和石油固井技术的未来应用

石油资源属于不可再生能源，随着近些年全球对石油资源的开采，目前石油资源正逐渐枯竭，包括我国在内的很多国家已经将石油开采转移到海上，我们已经开始面临石油能源危机。各国纷纷在增强石油勘探技术和石油开采技术的发展中不断投资并希望取得突破。未来，随着陆地石油开采逐渐向海上转移，石油钻井技术和固井技术也将不断发展和进步。我国拥有十分长的海岸线和广阔的领海面积，其中蕴含的石油、天然气等资源较为丰富，但是由于海上石油钻井和固井的技术难度较大，其投资成本也极高，因此我国必须不断革新海上石油钻井技术和固井技术，使我国在海上石油开采中占据优势，缓解我国内部的能源危机，也打破石油依赖进口的壁垒。

4 结语

石油钻井技术和石油固井技术的发展，在提升石油开采效率、安全性方面起着重要的支撑作用。随着科技水平的不断提高，很多自动化、智能化设备和网络技术将在石油钻井和固井中得以应用，为我国能源市场的壮大提供有力的技术支持。

参考文献

[1]李金伟.油田固井技术研究与应用现状及前景探讨[J].当代化工研究，2018 （4）：143-144.

[2]李足平.固井技术现状与今后发展方向探讨[J].科学与财富，2017（1）：108.

[3]曾夏茂.浅析小井眼开窗侧钻井中固井工艺的控制要点[J].化工管理，2015（9）：185.