李曉波(大慶鉆探工程公司鉆井三公司，黑龍江 大慶 163000)

旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用

李曉波(大慶鉆探工程公司鉆井三公司，黑龍江 大慶 163000)

隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，我國對石油資源的需求量日益增多。面對這樣的現(xiàn)象，有效利用旋沖鉆井技術(shù)，提高石油鉆井效率，強化石油開采質(zhì)量與水平，有著十分重要的意義。本篇論文中，筆者主要對旋沖鉆井技術(shù)進行了分析，并探討了其在石油鉆井中的應(yīng)用情況，以供參考。

旋沖鉆井技術(shù)；石油鉆井；石油開發(fā)

0 引言

經(jīng)過多年來的不斷發(fā)展，我國在石油開發(fā)領(lǐng)域中取得了一定的成果，尤其是在深井開采方面取得了很大的進步，但就現(xiàn)階段來說，深井硬地層鉆進難度較大的問題依然嚴重阻礙著深井開采的進一步發(fā)展。為解決這一問題，必須采取科學(xué)合理、切實有效的石油鉆井技術(shù)，旋沖鉆井技術(shù)便是目前較為理想的一種石油鉆井技術(shù)。

1 旋沖鉆井技術(shù)的主要特征

旋沖鉆井技術(shù)是一種基于普通旋轉(zhuǎn)鉆井工藝而興起的新型石油鉆井技術(shù)，也就是通過加裝沖擊器，從而進行旋沖鉆井的一種技術(shù)。沖擊器通常情況下會被安裝在巖心管上端或者是井底鉆頭上端，其實質(zhì)上是一種井底動力機械，主要依賴于高壓氣體、鉆井液的推動作用，從而帶動活塞沖錘進行上下方向上的運動，這就為鉆頭帶來了撞擊，導(dǎo)致鉆頭受到了沖擊動載、靜壓旋轉(zhuǎn)的雙重作用，進而擊碎巖石[1]。與此同時，沖擊動載也能對巖石中的裂隙進行擴張，最終使巖石逐漸形成大面積、大體積的破碎，從而在很大程度上加快了巖石的破碎速度。

通過分析旋沖鉆井技術(shù)的上述工作原理發(fā)現(xiàn)，對于旋沖鉆井技術(shù)來說，主要特征包括：首先，主要是利用鉆頭沖擊壓入、回轉(zhuǎn)刮削的雙重作用，從而實現(xiàn)巖石破碎；其次，通常情況下會對硬度高的巖石進行體積破碎，而不是研磨破碎，因此，旋沖鉆井技術(shù)的鉆井效率相對來說較高；再次，旋沖鉆井技術(shù)實現(xiàn)了高頻沖擊破碎，這也就代表著其碎巖時間相對來說較短，因此即使是硬地層硬巖發(fā)生了巖性變化，也不會嚴重影響巖石破碎效果，同時，鉆頭通常情況下不會產(chǎn)生偏斜力矩，因此旋沖鉆井而產(chǎn)生的井眼，質(zhì)量相對來說較好；然后，通過采取旋沖鉆井，進行高頻沖擊破碎巖石，這就在很大程度上減少了巖石對鉆頭的研磨作用，從而大大延長了鉆頭的使用期限，也降低了鉆頭的維修費用。

2 旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用

2.1 旋沖鉆井技術(shù)的應(yīng)用情況

石油鉆井工程實施過程中，旋沖鉆井技術(shù)得到了較為廣泛的應(yīng)用，通過對其應(yīng)用情況進行細致地劃分，發(fā)現(xiàn)主要分為3個方面的內(nèi)容。第一，沖擊器在石油鉆井中的應(yīng)用。主要是從以往的小直徑?jīng)_擊器改變成了現(xiàn)在的大直徑?jīng)_擊器，也就是沖擊器逐漸走向系列化、多工藝的發(fā)展道路。沖擊器在石油鉆井中進行應(yīng)用的時候，通常情況下需要擊碎硬地層中的硬巖，基于這樣的原因，必須確保沖擊器的壽命，同時對3000米以上的井段進行鉆進的時候，還要注重研究沖擊器的使用方式，延長沖擊器的使用期限，提高其使用可靠性與穩(wěn)定性，以推動石油深井開采持續(xù)發(fā)展與進步[2]。第二，加強對鉆頭等相關(guān)配套技術(shù)的重視，為了提高鉆進效率，應(yīng)盡可能地選擇更適合的、技術(shù)含量更高的鉆頭。第三，應(yīng)盡可能地擴大沖擊器的應(yīng)用范圍。也就是應(yīng)致力于使沖擊器從適用于直井鉆進朝著適用于定向井鉆進的方向發(fā)展，此外，也可以利用計算機，來實施參數(shù)計算，以便于全面掌握沖擊器的相關(guān)操作規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上合理調(diào)整沖擊器的各項參數(shù)，確保沖擊器可以得到最高效率的利用。

2.2 旋沖鉆井技術(shù)的具體應(yīng)用

首先，氣動旋沖鉆井。這種技術(shù)主要是利用高壓氣體的推動而進行旋沖鉆井，氣動旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井中有著十分廣泛的應(yīng)用。按照配氣方式的不同，可以將氣動旋沖鉆井技術(shù)分為兩類，第一種是有閥式氣動旋沖鉆井，其主要通過利用高壓氣體的上下推動作用，而進行調(diào)節(jié)與控制[3]；第二種是無閥式氣動旋沖鉆井，其主要通過利用缸體側(cè)壁或者是上活塞的往復(fù)運動，而進行調(diào)節(jié)與控制。高壓氣體的密度較低，所以氣柱壓力通常較小，極易導(dǎo)致巖石破碎，同時，在井底干凈條件下，如果風(fēng)速較高，一般就會使巖石碎屑重復(fù)破碎。氣動旋沖鉆井的鉆井效率相對較高，但其也具有操作繁瑣、成本較高等不足，除此之外，我國在氣動旋沖鉆井的研究、氣動旋沖鉆井的應(yīng)用上，依然處于起步階段、尚未發(fā)展成熟，因此，氣動旋沖鉆井目前無法在實際石油鉆井中得到廣泛應(yīng)用。

其次，液動旋沖鉆井。這種技術(shù)主要是利用高壓水、牙輪噴射鉆井液的推動而進行旋沖鉆井，其驅(qū)動介質(zhì)主要包括水、油兩種。就現(xiàn)階段來說，在液動旋沖鉆井過程中，主要驅(qū)動介質(zhì)是鉆井液，在巖石沖擊下能夠產(chǎn)生較大的力量，且設(shè)備運行消耗的燃料也比較低，因此，液動旋沖鉆井在石油鉆井領(lǐng)域有著較為理想的應(yīng)用效果與良好的應(yīng)用前景。

3 結(jié)語

綜上所述，在石油鉆井中有效應(yīng)用旋沖鉆井技術(shù)，有利于實現(xiàn)鉆井效率與鉆井質(zhì)量的提高，也有利于實現(xiàn)鉆井成本的降低，基于此，未來仍應(yīng)注重加強旋沖鉆井技術(shù)方面的研究。

[1]劉春元,焦海潮,陳鎮(zhèn).旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用研究[J].化工管理,2016，(33)：123.

[2]鄧元洲.旋沖鉆進技術(shù)在石油鉆井中應(yīng)用的可行性研究與探索[J].化工管理,2016，(17)：171.

[3]劉源德.旋沖鉆進技術(shù)在石油鉆井中應(yīng)用的可行性研究與探索[J].石化技術(shù),2015，(11)：163-164.

李曉波(1983- )，男，鉆井工程師，本科，主要從事鉆井技術(shù)井控管理工作。