控壓鉆井條件下井身結構優化設計要點分析
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摘 要：針對控壓鉆井過程中的井身結構設計問題，首先對井身結構設計的基本概念進行簡單介紹，在此基礎上，對井身結構設計的要點問題進行深入分析，并提出進行井身設計的具體步驟，為保障控壓鉆井條件下井身結構設計優化工作的順利實施奠定基礎。
關鍵詞：控壓鉆井；井身結構；優化設計；要點分析
無論對于何種鉆井條件下產生的油氣井，井身結構都十分關鍵，這主要是因為井身結構也會對油氣資源的開采效率和開采質量產生重要的影響，對于控壓鉆井技術而言，該種技術相對較為先進，但是在應用該種技術的過程中，對井身結構進行優化設計的難度相對較大，這主要是因為該種技術常用于復雜油氣藏條件下，地質狀況較為復雜，進而使得井身設計優化的難度增加[1]。針對此問題，本次研究首先將對井身結構設計的基本概念進行分析，在此基礎上，研究井身結構設計的要點所在，最后提出井身結構設計的基本步驟，為控壓鉆井技術應用條件下的井身結構設計優化技術的順利實施奠定基礎。
1 井身結構設計基本概念
在進行鉆井作業的過程中，井身結構設計也屬于一項較為重要的工作，如果井身結構設計十分合理，則可以使得鉆井作業的安全得到有效的保障，這將會對鉆井公司產生直接的經濟效益，但是當井身結構設計不合理時，井下非常容易出現各種類型的坍塌問題，進而使得鉆井作業無法進行。為了防止出現各種類型的鉆井風險問題，這就需要對井身的結構進行合理的優化，使得鉆井公司的成本得到有效的降低[2]。目前，由于國家和社會對能源需求量不斷增加，以及很多常規油田已經進入了中后期階段，因此，我國復雜油氣藏的數量不斷增加，對該種油藏進行鉆井作業的過程中，常常需要用到控壓鉆井技術，在應用該種技術的過程中，井下非常容易出現壓力異常的問題，這給井身結構的優化設計帶來了一定的難度，常規的優化設計方法和技術并無法解決該種問題，為了保障鉆井作業的質量，同時，為了保障鉆井作業的安全，油田單位十分重視控壓鉆井條件下的井身結構設計問題，不但可以使得油田單位的施工速度得到有效的提升，同時，還可以解決地質狀況較為復雜區域的油氣開采問題。
2 井身結構設計要點分析
在對井身結構進行設計的過程中，必須根據井下壓力平衡的基本原則，對套管的下放深度進行嚴格的把控，進而使得在進行鉆井作業或者起下鉆操作的過程中不會出現問題，進一步防止井漏問題的出現，一般來說，如果鉆井作業所處區域的地質狀況較為復雜，則需要根據現場的實際情況對井身結構進行合理的設計。
2.1 自下而上的井身設計
該種類型的井身設計方法主要應用于已經探明的油氣藏區塊，該種方法在使用的過程中每一層的套管深度都相對較淺，進而使得套管的使用費用降至最低，但是，在應用該種技術的過程中，需要對井下的地質狀況進行準確的把握，進而保障套管深度的合理性，一般來說，地層的結構以及地質狀況將會對最后一根套管的深度產生影響，進行完井作業的過程中，油管的尺寸需要根據油氣層的開采要求進行選擇[3]。
2.2 自上而下的井身設計
該種類型的井身設計方法主要應用于地質狀況不明或者地質狀況較為復雜的區域，與前一種方法不同，該種方法在應用的過程中并不是以套管的深度最淺為目標，即不是以套管的使用費用為目標，該種方法的首要目標是保障鉆井作業的安全與成功，這主要是因為鉆井作業的安全與成功與否將會對油田單位的經濟效益產生直接影響，因此，該種技術在應用的過程中套管的深度將不會受到地質狀況的影響，只需要根據已有的資料對井身的結構進行動態的優化設計即可。
3 井身設計流程
對于控壓鉆井條件下的井身設計問題，其設計流程主要可以分為七步：①根據已有的地質狀況數據資料，對套管的下放深度進行準確的計算；②根據計算得到的套管深度，對套管位置處地質的巖石破碎壓力進行計算，并確定進行鉆井作業時的鉆井液密度；③根據鉆井液密度的計算值，確定鉆井液密度的最小值，并將最小值作為初值；④根據套管額定下放深度，確定計算步長，根據計算步長和鉆井液密度的初值，對下深狀況進行判斷；⑤確定鉆井液密度升高步長，逐漸升高鉆井液，重復第四步，進行不斷的重復計算，一直計算到鉆井液密度的最大值為止；⑥對計算得到的每一個套管深度進行對比，將套管深度的最大值確定為最終的套管下放深度，并將深度對應的鉆井液密度作為最終的鉆井液密度；⑦重復第二步至第六步的過程，確定下一層中套管的下放深度，一直計算到目標層為止。
4 結論
綜上所述，對于鉆井作業而言，井身結構的優化設計十分關鍵，如果井身結構出現問題，可能會引發各種類型的風險事故。對于控壓鉆井條件下的井身結構設計而言，由于該種技術主要應用于地質狀況較為復雜的區域，所以進行井身結構設計的難度大大增加，在對該種類型鉆井技術下的井身結構進行優化設計時，必須嚴格遵守設計步驟，保障井身設計工作順利實施。
參考文獻：
[1]喬崗，許興波.控壓鉆井條件下井身結構優化設計的幾點探索[J].中國石油和化工標準與質量，2014（12）：34.
[2]羅玉財，李晶瑩，李振昊，等.深潛山陽探1井鉆井提速技術[J].石油鉆探技術，2015，43（6）：130-134.
[3]方長傳.海上深探井井身結構優化設計[J].石油天然氣學報，2013，35（8）：100-102.
作者簡介：
屈憲偉（1989- ），男，黑龍江佳木斯人，畢業于中國石油大學（北京）石油工程專業，助理工程師，從事鉆井新技術研究工作。
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