井斜控制技术的现状及发展

斜井施工技术的探讨

二十世纪六十年代以来，我国的水电水利工程得到了大力的发展，其中，存在一定施工困难的斜井，成为了这一工程中不可或缺的基本建筑设施，基于斜井施工的非一般性质，相关施工技术人员吸取国内外有关经验教训，对施工图纸进行设计，根据地质因素、气候因素等等安排好一切的防范措施预案，也要实际考察现场施工情况，确保施工顺利进行，文章主要从斜井的，扩挖、支护等施工工艺以及在施工过程中的安全质量控制等方面做了简要的论述。

标签：水利水电工程；斜井；施工

随着先进的科学技术的发展，施工企业以及相关领导职能部门对水利水电工程建设提出更高的要求，斜井这一施工技术也越来越备受关注，该项技术能够保证工程在保质保量完成的情况下有效的使工期缩短，减少人力物力财力的投入，是生产效益能够扩大化。科学技术是第一生产力，只有在每一个细节的问题上有突破，才能使生产力水平不断的发展提高。斜井的施工工艺是其中一项重要的科研课题。

1 斜井开挖

1.1 掌握施工环境的水文地质资料

当地的地质环境决定了水利工程建设的众多环节，其中主要包括施工设计、施工过程和后续养护工作，斜井施工作为水利施工中的一部分，不但没有例外，而且对地理环境的需求和选择标准更高。那么精确的了解和掌握第一手的地理环境资料是必要的，首先可以向当地有关政府部门申请，获得当地地质现状先关信息，也可以采取施工现场勘查的方式，取样化验分析调查，充分掌握预施工地域的土质水文，气候环境，岩层结构等特征，进行数据记录，当然也可以双管齐下，这样得到的技术相关参数可能更加精准确切；其次要对数据进行专业的分析处理，预测并制定施工的可行性方案，因为这些必要的技术分析直接决定了斜井能够安全稳定施工。在施工过程中还要依据实际情况，面对不同的问题，找到问题的原因所在，向上级主管部门进行技术申报，经过考察核实，进而介入有效使用的方法，对预期施工设计进行恰当合理的改动，以保证在斜井施工过程中，不会出现施工事故和人员安全问题。

浅谈井下作业技术的现状及发展

摘 要：井下作业技术，是一项重要的工程技术手段，近年来为油气田勘探和开发做出了重要贡献。但是，随着勘探开发的不断深入，开发要实现高效益的目标，对井下作业技术提出了新的更高要求。本文介绍了井下作业技术的国内外发展现状，以及井下作业技术的发展趋势和前景，对于井下作业具有较好的指导意义。

关键词：井下作业技术 现状 发展

一、引言

井下作业是以提高采油速度和最终采收率为目的，根据油田调整、改造、完善、挖潜需要,按照工艺设计要求，利用一套地面和井下设备、工具,对油水井采取的各种井下技术措施的工艺技术。近年来，国外形成了一些先进成熟的井下作业技术，并广泛应用于现场。国内各油田采取引进、自主研发等方式，也在现场应用了一些井下作业新技术，但与国外相比还有一定差距，需要加快研发尽快完善。随着井下作业复杂性增加以及对井下作业效益及安全性要求的不断提高，井下作业技术发展已经非常迫切，同时也对井下作业的发展提出了新的要求。

二、井下作业技术的现状

1.国外发展现状

1.1压裂酸化技术

近年来，国外推出了许多压裂新工艺和新材料，大幅降低了油气藏开发成本，提高了采收率。斯伦贝谢的连续油管压裂技术，一次起下作业实现多层和选择性压裂，可大幅提高油气产量，缩短作业时间。

美国重复压裂技术，成功率达到70-80%，许多井压裂达到4次之多。光纤辅助压裂技术，通过含有压裂液的光纤网络提供机械方法运送、悬浮和置放支撑剂,有效避免支撑剂的返排和沉淀。无聚合物压裂液，需返排，对岩心渗透率污染程度小，初始流量比使用胍胶压裂井多9-27%，在加拿大阿尔伯塔等油田广泛应用。

1.2试油测试技术

试油测试技术主要包括地层测试、射孔、排液及压力恢复、数据采集、分析解释等方面。

地层测试技术已形成射孔+测压+排液+措施四联作工艺技术，油管传输射孔(TCP)+地层测试(DST)+喷射泵(JET)三联作工艺技术，油管传输射孔(TCP)+地层测试(DST)+电子压力计地面直读测试(DYD)三联作工艺技术，无电缆电磁波数据传输测试工艺等，可缩短试油周期、降低成本。负压射孔技术，射孔密度可达12-15孔/30.48cm,按60°相位角均匀分布，可降低油井出砂和增加产量；哈里伯顿的超正压射孔技术，可提高射孔效果。美国的激光射孔技术，可提高孔隙度和渗透率，已进入现场试验。

斜井施工技术的进展和应用

斜井开拓方式具有投资省、投产快、效率高、本钱低等一系列长处，国内外大、中、小型矿井都有采用。随着矿井装备的不断改良和施工技术的不断提高，斜井开拓不仅在中小型矿井广为采用，在大型矿井的应用也日趋增多。而且随着矿井生产机械化的进展，强力皮带运输机和大倾角强力皮带运输机的普遍应用，加上，斜井提升能力大，可实现矿井运输机械化，还便于新水平的延伸，斜井和斜立井联合开拓方式引发国内外采矿工程界的兴趣和重视。

1. 斜井施工工艺的进展

建国后的头二十年，斜井（巷）施工处于掉队状态，月成井速度一直徘徊在35~40m的水平间。七十年代初，湖南花萼里立斜井最先配套成功“三斗一喷”工艺以后，实现了月成井的全国纪录，这种施工速度的冲破，标志着一种新工艺的诞生，它使斜井施工技术进入一个新阶段。以后全国对这种新工艺推行应用、改良，多次冲破世界斜井最高月进度，专门是铜川下节石二采区风井施工中，1974年12月创出月成井的世界最高斜井快速施工的纪录（见附表1）。

表1 国内斜井快速施工实例

以上斜井施工技术的进展归纳起来主要有以下几点：

（1）加大排矸设备配套能力，即把装岩机、提升绞车能力和箕斗、矸石斗的容积按比例加大，大大缩短装运工序时刻。

（2）加深炮眼、改良爆破方式、提高爆破效率，即跑眼深~，采用三角柱直眼掏槽，高威力火药爆破，周边眼利用低威力火药或小药卷进行光面爆破，取得快速、高效的效果。

（3）双套混凝土机远距离输料支护。在输料管上，每隔百米安设一堵管显示器，显示堵管部位，缩短故障处置时刻。

（4）辅助作业快速化，即快凝水泥粘结工程名称 施工年月 月成井m 倾角(o) 掘进断面 岩硬度 井筒漏水 支护形式

涟邵花萼里主斜井 71-05 25 8.1m 6~8 5 喷射砼

铜川陈家山二采主斜井 73-09 15 7.3m 3~6 <3 喷射砼

铜川下石节暗斜井 73-11 8.9m 4~6 <1 喷射砼

墨　中国化工贸易　ＣｂＪｎａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ，ｒ］ｒａｄｅ　翌旦　世界钻井技术现状与趋势　郑寅超　（黄河钻井总公司。山东东营２５７０６４）　摘要：本文分析了我国与国际钻井技术存在的差距，指出目前钻井技术水平面临的问题，提出了钻井技术的技术发展措施和对策，即发展旋　转导向钻井技术、超深井钻井技术、大位移钻井技术，自主技术创新。　关键词：钻井差距新技术应用　一、世界钻井技术的现状　目前国外油公司和技术服务，兼并很多，总的趋势是越兼并规模　越大。发展的趋势是向自动化、智能化钻井发展。这个时期特点：一　是将钻井、电测、信息采集、传输，控制技术紧密结合；二是从地面　人工控制发展为地下全自动闭环控制，从地面为主的间断信息采集发　展为地下直接连续的信息采集，能随钻及时发现油气藏，减少油气层　损害。　１．钻井装备向大型化、自动化和模块化方向发展　近年来，国外石油钻机能力不断增加，自动化配套进一步完善。　为适应深部、深海油气藏和更大位移井的需要，石油钻机设备趋向大　型化和自动化。高性能的机、电、液一体化技术促进石油钻机的功能　进一步完善。　２．不断研发钻井高新技术及时发现和保护油气层　国内外钻井行业围绕降低钻井成本、发现和保护油气层、提高单　井产量为目标，迅速发展钻井技术。防斜打快技术向准确控制井斜、　大幅度提高机械钻速方向发展，地质导向技术向提高特殊工艺井轨迹　控制精度方向发展，大位移井向１万米及以上的水平位移方向发展，　分支井向六级以上分支井的施工方向发展，小井眼钻井正向着微井眼　方向发展。　３．在发现和保护油气层方面，针对中、低压油气藏难以经济有效　开发，探索利用气体等作为循环介质钻井，获得了成功。即通过往钻　井液中注入降密度剂，从而达到降低钻井液密度，实现欠平衡钻井，　达到发现和保护油气层的目的。　４．井下测量和控制仪器与工具朝智能化、自动化进一步发展　近年来随钻测量、随钻测井技术处于强势发展之中。随钻测井系　列不断完善，已研制了适用于各种井眼尺寸的ＭＷＤ／ＥＭＷＤ、ＬＷＤ　工具。其测量参数已逐步增加到近２０种钻井和地层参数，仪器距离钻　头越来越近。　５．连续管钻井技术配套完善，技术和应用快速发展　连续管钻井可通过最大限度地降低钻井液浸入和随之而来的地层　损害，以提高储层的产能。另一个优势是在钻机空间或噪音受到限制　时，使用连续油管钻机比使用常规钻机更为有利。由于连续管操作简　便，施工安全，污染小和占地少，操作人员仅需３～４人，作业效率很　高，施工效果好，从而备受欢迎。　二、我国钻井技术应用和对策　１．发展旋转导向钻井技术　导向钻井系统就是用一种最优的下部钻具组合，用它能增斜、降　斜，后又发展能稳斜。导向钻井系统最初只用在定向井、丛式井。随　着油田类型的增多以及开发的要求，需要钻大斜度井、水平井、三维　多目标井、大位移井等。因此导向钻井有了相应的发展，导向钻井发　展可分为三个阶段：初级导向钻井、地面人工控制的导向钻井以及全　自动的井下闭环旋转导向钻井。　１．１初级导向钻井　就是用弯外壳螺杆钻具，用这套钻具造斜、降斜，旋转钻具时也　可稳斜。也就是用这套钻具在造斜段、降斜段实行滑动钻进，在稳斜　段实行旋转钻进。　１．２地面人工控制的导向钻井　这种导向钻井系统就是使用变径稳定器加螺杆钻具，用于造斜、　降斜。变径稳定器加在上部，当处于最小直径时，靠近钻头稳定器起　支撑作用，使井眼增斜；当变径稳定器处于最大直径时，井底钻具组　合两端受支撑，井眼可稳斜或降斜。一般稳斜或增斜，取决于地层性　质。变径稳定器直径大小靠钻压调节，靠排量锁定。变径稳定器是由　３个螺旋状翼片组成，翼片上装有６个活塞，钻具加压，活塞伸出翼　片表面，稳定器直径增加。第二阶段的地面控制的导向钻井比第一阶　０１　２　ｌ中国化工贸易Ｊ　Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｒａｄｅ　段的初级导向钻井的优点是变径稳定器直径可以调节，造斜率高。但　这两个阶段的导向钻井共同的缺点是造斜段、降斜段均需滑动钻进。　滑动钻进时机械钻速低，携岩能力差，井眼不够清洁，易发生粘吸　卡钻。　２．全自动的井下闭环旋转导向钻井。　这个系统是从地面人工控制的导向钻井系统发展成全自动控制的　导向钻井系统，这个系统可实施井下自动测量、辨别、处理、控制、　传输。这个系统的优点是造斜、降斜、稳斜段均能实行旋转钻进，有　利于提高机械钻速、携岩能力好，减少压差卡钻。这个系统的主要结　构是在下部钻具有一个非旋转的筒形外套，中间有一个旋转轴，旋转　轴上边接钻具，下边接钻头。中间轴可用螺杆钻具旋转，也可用转盘　旋转。非旋转的筒形外套上装有井斜、方位测量传感器，可测量出井　斜、方位、工具面角，并将数据传到微处理器中，微处理器接到信息，　经过辨别、比较，然后给执行机构发出指令，执行机构按指令控制驱　动装置，操纵液压阀、驱动活塞，控制三个棱块伸出高度，达到设计　要求。　３．发展超深井钻井技术　要加快新区深探井速度应从以下几个方面解决：　（１）控制探井的　目的层数，一Ｅｌ探井目的层最好不超过两层，目的层多了，带来井身　结构设计不合理。　（２）设计一个合理的井身结构，对钻成一口井是非　常重要的，应满足勘探开发地质及工程要求，设计套管层次应留有余　地，避免同一裸眼段内出现两个以上不同压力系数地层，套管设计要　充分考虑油气层特点和地层特点。　（３）彻底破除钻井液密度高了，就　枪毙油层的陈旧观念。应认清造成油气层损害的主要原因是井内液柱　压力大于地层压力差，而不是不考虑地层压力大小，只注意钻井液密　度的高低。　（４）实行平衡压力钻井，选择合理的钻井液密度。　４．采用大位移钻井技术　这些年，国外大位移钻井技术发展很快，水平位移已达到ｌＯｋｍ，　大位移井主要用于海上和滩海地区，钻大位移井可减少人工岛或平台　数量，滩海地区可从陆上向近海钻大位移井，可节省大量投资。建议　辽河、大港、冀东滩海地区尽快发展大位移井，大位移井的关键技术　是：　（１）为减少阻力和扭矩，使用准悬链线井身剖面及油基钻井液，　用带护箍的钻杆。　（２）使用高扭矩接头，高扭矩润滑油，高强度钻　杆。　（３）保持井眼稳定。　（４）保持井眼清洁。　（５）避免套管磨损，　固井时部分套管悬浮，转动尾管提高固井质量。　５．老油田应选择重钻井技术　在老油田如砂岩注水油田、稠油油藏、低渗透油藏、断块油藏等　都不同程度存在一些死油区块、枯竭井等。在这些不同类型的老油田　中，应有选择的钻重钻井（Ｒｅｅｎｔｒｙ）如老井加深井，套管内侧钻井以　及钻多底井（分枝井），侧钻水平井、定向井、大斜度井、大位移井　（包括三维多目标大位移井即蛇形井）、径向水平井、水平井等，加上　使用导向钻井技术，使这些类型井真正成为老油田提高单井产量，降　低成本，提高采收率的有利手段。　三、结论　进入２ｌ世纪来，我国钻井技术得到快速发展，常规钻井技术得到　进一步强化，特色钻井技术优势明显，钻井装备与工具发展迅速；深　井钻井、欠平衡和气体钻井、水平井等方面取得了技术突破，整体技　术水平得到很大的提升，与国外差距不断缩小。大大提升了我国钻井　的整体实力，使我国由钻井大国逐步向钻井强国发展。　参考文献　Ｉｉｌ《钻井工艺原理》　（上、中、下），石油工业出版社，刘希圣教授主编　２】住　井工程理论与技７　，石油大学出版社，陈庭根与管志川教授编著　３】　靖射钻井理论与计算》，石油工业出版社，张绍槐编著　４ｌ（钻井施工工艺技　，石油工业出版社，王新纯，主编　ＷＷＷ　ｃｈｅｍｍｅｄｉａ　ＣＯ￣＇Ｔｌ