优快钻井工艺在海洋石油钻井平台钻探过程中的应用.pdf

技术研究 40 2023年第9期钻井是一种高难度的原油开采工艺，也是一种有效的油气资源开发手段。钻井的质量直接影响到原油的质量，进而影响到原油的采收率。随着科技的发展一种新的钻探技术已被人们所熟知，这一技术被称为“优快钻探”。优快钻探是一种应用螺杆和 PDC钻头协同工作的技术，其中，单弯螺杆和聚晶金刚石复合片钻头（PDC）双驱复合共同时，通过选择其中的各种具体参数，从而提高了钻速，并强化了井身的品质。该方法对周边环境的需求小，适应能力强，有着广阔的应用前景。1 优快钻井技术的特点1.1 优选钻头和动力钻具组合在钻井过程中，钻头的选用及钻具的合理组合起到了很大的作用。在使用 PDC钻头时，通常采用不等直径3个喷嘴和PDC钻头配合使用，从而获得较好的破岩、洗井效果。此外，PDC钻头具有适应性强，寿命长，可进行个性化设计等特点，对钻探工艺的选择有一定的要求；在钻具组合上，采用定向、造斜、稳斜、降斜、纠斜等导向钻具组合，可减少起下井操作次数。在钻井时，在每次钻具组合时，应充分考虑到救起的困难，并尽可能避免出现井下的各种复杂状况。例如，在钻孔时，增加了钻头的振动装置等等。1.2 优化钻井参数在钻探参数上，快速钻探设计软件将依据已有的地质、邻近井等资料，对钻探参数进行优化，并在实际钻探过程中，对钻探参数进行适时调整。钻孔压力：牙轮钻头的最大安全钻孔压力为20kN/英尺，PDC钻头的最大安全钻孔压力为40-80kN/英尺。速度：动力式钻井机械，其速度通常不小于2挡。在机械钻井中，通常使用2个档位的速度；泵压力：稳定的岩层，PDC钻具的泵压力可超过15MPa，对于牙轮钻具的泵压力可超过18MPa。对于通过容易泄漏的地层或有定向和扭转的方向时，可以减小泵的压力；排水量：按照井径确定最大排水量。通常情况下，随着钻孔的扩大，产生的排水量也会增加。1.3 优选钻井液与完井液一般情况下，在测井条件许可时，钻探上、中、下3个阶段均可采用清水钻探。为增加清浆的带砂性能，可在钻井结束后，再注入一定量的高黏性泥浆。例如，在中东，有的区域利用干净的水对地下一公里处的岩层进行钻井。在不稳油层中，可以使用具有较高经济效益的盐水钻井泥浆。在钻井润滑中，可利用石油作润滑剂，并采取适当的石油用量和添加磺化沥青等措施来提高泥浆品质。为了确保井口的稳定，并对井口进行净化，就需要钻井液的静态压力能够与地层的坍塌压力或等量密度相匹配，同时，钻井液的高温高压失水要小于10mL，并且必须满足规定的排优快钻井工艺在海洋石油钻井平台钻探过程中的应用张宁中石化海洋石油工程有限公司上海钻井分公司 上海 200120摘要：随着国际原油市场价格的持续走低，石油企业所面临的生存压力日益增大。在当前形势下，我国需要大力推广和应用新技术，以达到降低石油开发成本的目的，而优快钻探技术正是其中的一种。目前优快钻探技术在海上油气开发中已取得较好的应用效果，但与国际先进水平仍有一定差距。本文深入探究优快钻井技术在海洋石油开采中的应用，希望可以进一步推动其发展。关键词：优快钻井技术 海洋石油开采 应用A p p l i c a t i o n o f Y o u k u a i D r i l l i n g T e c h n o l o g y i n t h e D r i l l i n g P r o c e s s o f O f f s h o r e O i l D r i l l i n g P l a t f o r msZ h a n g N i n gSinopec Offshore Oilfield Services Company Shanghai Drilling Division，Shanghai 20012 Abstract：With the continuous decline of the price of international crude oil market，the survival pressure faced by oil enterprises is increasing.In the current situation，China needs to vigorously promote and apply new technologies to achieve the goal of reducing oil development costs，and Youkuai drilling technology is one of them.Currently，the Youkuai drilling technology has achieved good application results in offshore oil and gas development，but there is still a certain gap with the international advanced level.This article will delve into the application of optimized and fast drilling technology in offshore oil extraction，hoping to further promote its development.Keywords：Youkuai drilling technology；Offshore oil extraction；Application 41 技术研究2023年第9期量；在实际工作中，在起、下钻时必须注足钻井液，在半路启动水泵时，应避免容易塌陷的地层。采用四段式固体控制装置，对钻井过程进行实时监测，并对钻井过程中的含沙率进行控制。接单根前后要求晚停泵早开泵。在完井过程中，通过向封堵剂中添加塑料颗粒，可以减小封堵剂的摩擦阻力，使得封堵剂的摩擦阻力小于或等于0。1.4 采用因地适宜的搬家措施在钻探过程中，快速移动对钻探费用也有很大影响。在目前的情况下，迅速、安全地进行井头设备的拆卸与搬运是一项较好的方法。在中东，沙漠地带的公路较宽，许多钻井队伍都是采用整体移动或水平移动的方法，节省100d的迁移时间。我国由于道路的原因，不能将整个装置搬走，但是经过几代石油人的实践，总结出了一种非常节省时间的拆装封井器的方法，使用一个封井器试压台，进行一次整个拆装，只需要将连接封井器和套管头的上升短节拆卸下来就可以了。2 海洋石油钻井平台分类海洋石油钻机是一种以石油钻机为核心的海洋构筑物。在平台上，安装钻井、动力、通讯、导航等设备，还安装有安全救生、人员居住等设备，是海洋油气勘探开发不可或缺的手段。它可分为2种类型，一种是移动的，一种是固定的。移动平台可以在一个井间移动，可以在近海进行钻井、采油；固定型石油钻探平台一般建造在浅水区，利用管道架将其固定在海床上，使其保持在水面以上，并在其上设置甲板，以便安装石油钻探设备。由于支承和固定平台的桩脚是直接插入到海底，因此，该钻探平台具有良好的稳定性。但是由于其不可移动，使得钻探费用很高。海洋石油钻井平台分为以下类型：（1）固定式平台：导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台。（2）移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、牵索塔式平台。（3）顺应式平台：张力脚平台、Spar平台。3 海洋石油开采优快钻井技术的应用通过对我国近海油气资源开发现状进行分析，发现我国近海油气资源开发所面临的形势十分复杂。由于海洋石油开采是一种系统工程，仅凭一种技术难以实现对海洋油气钻探的加速，因而不能迅速提升整个海洋油气钻探的总体操作水平。只有全面地组织海洋石油钻井开采，合理地利用先进的钻井技术和钻井生产工艺，持续地提升钻井装备水平，并使用先进的钻井机械和仪器，最终形成一套统一、高效的优快钻井开采技术，才能确保海洋石油开采的安全高效运营。针对其现状，相关部门采取了一些解决措施：3.1 强化钻井信息集中组织开采。随着现代社会信息技术的不断普及，钻井工艺信息化水平不断的提高，在海洋石油钻井开采中，需要对海洋油气资源进行合理的勘测，并通过先期的勘察对海洋钻井进行有效的设计和规划。在具体的钻井施工中，要充分发挥现代信息技术的优势，集中钻井涉及因素的相关信息，统一分析，合理规划，集中进行钻井生产组织，使钻井各工序之间衔接紧密，减少非作业时间，从而克服海上钻井组织运输难度大，延期、误工现象频发的弊端，进而提高海上钻井作业水平1。3.2 采用丛式井组和导向钻井技术丛式井组的顶部驱动钻井技术是一项发展非常完备的技术，它有助于在提高钻井速度的同时大大降低钻井事故的发生，在水平井和大位移井的施工中，丛式井组的顶部驱动技术可以实现钻柱直立钻进，从而保证了钻井的速度，并且由于不需要卸载钻井工具，可以直接将钻井设备转移到下一井组的施工中，从而节约了大量的钻井时间。我国目前面临可供开发的油气资源的情况越来越复杂，现代钻井的中靶精度要求越来越高，特别是海洋石油资源的开采，中靶精度成为海洋石油开采中的一大难题，同时海洋石油开采对于钻井井眼的轨迹也有着严格的要求，需要钻井队伍进行严格控制。在这种情况下，在钻头中设置带有地质条件参数的无线随钻测量系统，实施地质导向钻井，可以有效地控制钻井井眼轨迹，使其达到规划所要求的标准。3.3 优质泥浆技术的应用在海洋石油开采中，不但要选择先进的钻井设备，其中包含了钻机和仪器，而且因为海洋底部地质松软，环境复杂，为了避免井眼在钻探的过程中发生坍塌，从而破坏井眼轨道，在钻探中，还需要选择高质量的泥浆，所选择的泥浆必须符合低毒、无污染以及有利于保护油气层的特性，从而能够充分发挥海洋控浆、抑制井眼造浆、造壁稳壁、润滑减阻的作用，从而实现钻井的滑动施工。在钻井的时候，要坚持采用以液体润滑剂为主，固体润滑剂为辅的技术措施，在钻井井眼所处的地层易坍塌的区域，要加大防塌剂的用量，才能保证海上石油钻井的安全顺利进行。4 钻井前的准备工作在钻探工作正式启动前，首先要进行现场试技术研究 42 2023年第9期验，然后根据试验结果，选取适当的施工方法。探钻探试验可采用下列方法：4.1 一开井段一开井段使用的是预水化的软土浆液进行钻井，为了确保钻探的正常进行，需要在钻探中加入一定数量的高分子橡胶液体。与此同时，他也开始往下钻。根据前面的设计参数，液体漏斗的黏度超过40s，确保在工作时，砂土井壁的稳定。4.2 二开井段二开井段与一开井段有很大区别，它采用了一开井段和一开井段中的一种再生黏土和一种高分子胶液稀释，在钻井过程中，以一种缓慢、稳定的液体流动的方式，将其加入到预水化合物中，在搅拌的过程中，使用一种设备对其进行固定，以确保钻井的过程的稳定性，从而使泥浆的性能具有低密度、低固性。黏度较低。在搅拌时，要适时地将水注入到泥浆中，这样才能让泥浆流动得更顺畅2。4.3 预防钻铤断裂在钻井过程中，很可能会出现钻铤断裂，这会给油田的开采带来很大影响，会使采矿的费用大大提高。同时，在使用优快钻探工艺时，如果出现了“卡丝”现象，就要结合实际环境和工作条件，对钻铤断裂的主要原因进行分析，这样才可以有效地防止断裂造成的损失，对钻孔中每一步的参数进行分析，并对螺纹扭矩等进行详细的测试。制订了具体的防范和纠正措施，确保了在使用优快钻时，一井、二井都能正常工作，确保油田的正常生产。5 海洋钻井中优快钻井技术应用的必要性优快钻井技术是一种与生产组织、经营管理、钻井工艺技术、钻井设备设备等密切相关的系统技术，它在海上油田开发钻井中的应用是非常必要的。近年来随着我国能源缺口的不断扩大，特别是石油资源需求量的不断增加，要求我国的石油开采水平不断提高，而当前的现状是我国的陆上油田生产已经达到了饱和状态，不可能实现石油开采量质的飞跃。我国有广阔的领海，在我国广阔的海域中蕴藏着丰富的油气储量，只要能够对海洋石油进行合理的开发利用，就能够有效地缓解当前石油资源短缺的状况。而只有具备了先进的技术，才能对海上石油进行有效的开采，优快钻井技术就是海上石油开采中的先进有效的开采技术，因此，合理应用优快钻井技术十分必要。中国石油集团海洋工程有限公司自成立之日起坚持以提供优质服务为目标，业务范围涉及海洋石油钻井、固井、井下作业、试油试采工程，海洋工程设计研究、建造、安装、使用和维护，海上运输、基地码头保障等海洋油气勘探开发工程综合一体化服务。作为中国石油集团的海上钻井服务组织，公司始终坚持以科技创新和自主研发为先导，大力推广应用钻井的新技术、新工艺，使海上钻井水平不断得到提高。面临复杂多变海洋环境的必然选择石油开采本身是一项涉及多个环节的危险行业，特别是在海洋中进行石油钻井和开采，涉及的因素更多，面临的情况也更加的复杂，除了具有陆地油气开采所面临的风险和困难外，海洋石油开采还面临着海风、海洋潮汐以及海洋洋流等自然状况的影响，因此生产组织相当的困难，只有具备了先进的钻井技术和工艺，才能够保证海洋石油钻井开采能够安全有序的进行。6 结束语优快钻探技术对油田开发起着举足轻重的作用，而各种新的、先进的钻探技术又必须以合适的作业方式来体现。将该技术用于海上油气开发，不但能有效提升海上油气开发的钻速，还能缩短海上油气开发的周期，降低海上油气开发的建设费用，确保海上油气开发效益的最大化。而且使用高质量的钻井液和其他辅助材料，既能最大程度保护海洋生态，又能获得廉价的海上石油资源。所以，随着科学技术的发展，为了使优快钻探技术在海上油气开发中得到更好的发展，就必须不断地进行创造性的实践，使其在海上油气开发中得到更大发展。参考文献1 王迪.石油钻井工程技术的优化措施 J.中国石油和化工标准与质量，2020，40（11）：219-220.2 豆宁辉，王志远，刘殿琛.复杂地层防塌钻井液体系优化研究 J.钻采工艺，2020，43（6）：103-106.