第一篇：石油鉆井參數數據庫的建設和應用系列一

石油鉆井工程數據庫的建設與應用系列一

宋鍇

（山東理工大學 山東淄博）

摘要：世界石油勘探開發的發展趨勢，是以自動化、信息化、實時化、集成化、智能化為特點，向數字化方向全面發展，目的是增加產量、降低成本、提高經濟效益。數字化的基礎是數據庫的建設及應用。

關鍵詞：石油鉆井 數字化 數據庫建設

中圖分類號：文獻標識碼：

Series 1: The construction and application of petroleum drilling

engineering parameter database

SongKai

(Shandong University of technology，china)

Abstract: Nowadays, the development trends of the petroleum exploration and development are based on automation, informatization, real-time, integration and intelligentization.It develops towards the direction of digitalization which plays an important role for oil companies increasing production, reducing the costs and improving the benefit.It is obvious that the digitalization is built on the database construction.Keywords: Petroleum Drilling;Digitalization;Database Construction前言

世界石油勘探開發的發展趨勢，是以自動化、信息化為特點，向數字化方向全面發展，目的是增加產量、降低成本、提高經濟效益。近些年，中石油、中石化的鉆探隊伍進入國際市場，在與歐美國家高水平的隊伍進行競爭中，也學到好多先進的東西，信息化、數字化建設是非常重要的一個方面。

數據庫作為數字化智能管理的最新技術手段，在我國各個行業中已得到廣泛的普及和應用,并大大地推動了行業的技術進步。目前石油鉆井專業也開發了多個數據庫,但基本還停留在簡單查詢和輸出部分統計報表的水平上, 無法體現自動化、信息化的特點，并沒有真正發揮數據庫的作用。文章結合目前鉆井新的實時監測技術手段，通過分析目前鉆井數據庫應用中存在的問題,提出利用國內外先進鉆井工程計算軟件,建立全新的鉆井數據庫, 進一步提高鉆井公司的管理與施工水平,為石油天然氣勘探開發研究工作提供更好的服務。

本文屬于石油鉆井工程數據庫的建設和應用系列，本篇介紹數據庫建設的必要性和基本框架。

2石油鉆井工程參數數據庫的框架

1）鉆井井史數據庫的建設和應用

鉆井是石油開發業務流程中第二個重要的環節，它是在物探的基礎上實現石油開采的最 收稿日期：2013-10-18

作者簡介：宋鍇，女，1977年9月出生，2010年畢業于山東大學經濟學專業，碩士。現就職于山東理工大學圖書館，主要從事數據庫的研究。單位地址：淄博市張周路12號。郵箱：255049.E-mail:hwf001757@sina.com，聯系電話：***.重要環節。由于各個油田、各個區塊地質、油藏情況的多變性和復雜性，鉆井工藝技術的發 展既需要理論知識的指導，更重要的是通過鉆井過程中產生的大量數據資料的分析整理，形成規律性的認識，不斷完善和優化鉆井工藝技術，達到提高鉆速、降低成本、減少油氣層污染的目的。然而，幾十年來的紙質的井史資料堆積如山，給數據資料的分析整理帶來極大的不便，隨著剩余油氣資源勘探開發難度越來越大，鉆井費用也呈現上漲趨勢，一口井的投資往往耗費幾百萬元、幾千萬元甚至上億元，鉆井工程的費用約占到了勘探開發總投入的一半，有沒有石油，能不能鉆出高產油井，石油公司和鉆井服務商均面臨著前所未有的巨大壓力和挑戰。因此原始資料的分析整理顯得越來越重要。

幸虧石油開發過程中每鉆一口井，都根據這口井的實鉆情況，填寫了一本井史，這是最寶貴的原始數據。為了更好地保存、查詢以及利用這些數據資源，計算機誕生后，歐美國家的石油公司開始將井史資料錄入數據庫，我國石油部也在“七五”期間，組織各個油田用Dbase等數據庫開發工具建立了各種井史數據庫。隨著計算機技術飛速發展，Windows操作系統取代了Dos操作系統，Dbase等數據庫管理系統也已被Oracle、Visual Basic等功能強大的數據庫管理系統所取代。隨著研究和開發的需要，在新的計算機軟、硬件環境下，制定了石油天然氣行業標準《SY/T5705-1995石油鉆井工程數據庫文件格式》，共包括二十六大類近四十六個庫表，在當時的情況下屬于內容完整、結構合理。

數據庫主要功能包括：數據管理（即對井史數據的錄入、編輯和數據管理等）、查詢統計（提供了鉆頭查詢、鉆井時效統計分析、井下事故統計分析等十幾項井史數據庫的應用功能）、報表生成（可自動生成完井總結、材料消耗、成本統計等各種報表及用于生產管理的各種日報、月報、年報等）、系統維護（包括檔案管理、口令管理、數據轉儲、代碼維護等）、打印輸出（提供了對查詢統計結果、各種報表、單項井史以及整本井史的打印輸出功能）。根據不同的授權，各級研究和現場工程技術人員，可以進入數據庫進行查詢。目前井史數據直接在井隊錄入和打印成冊，并通過系統提供的數據轉儲功能逐級向上傳遞數據，從而提高了新建井史數據庫的實用性。系統提供的自動繪圖、自動聯機計算、代碼輸入和不同單位制下的數據輸入則更進一步提高了系統的實用性。“鉆井井史數據庫管理與應用軟件系統”在Windows環境下運行，其界面風格和操作方法與其它WindowsXP應用軟件相一致，使用者在具備了基本的WindowsXP操作知識和掌握一定的WindowsXP應用軟件使用方法后，即可很容易的使用本軟件。

2）鉆井綜合數據庫的開發

在鉆井井史數據庫管理與應用軟件系統的基礎上，鉆井綜合數據庫逐步得到完善，后續又相繼開發了鉆井生產調度指揮系統數據庫，鉆井、完井、修井一體化管理系統數據庫，鉆井設計系統數據庫，鉆井數據遠程傳輸、三維可視化及衛星視頻會議系統數據庫等等。

3）數字化鉆井的展望

在網絡技術、信息技術、通信技術的飛速發展過程中，“數字化鉆井”的概念應運而生，數字化鉆井的目的是建立智能化的生產管理系統。在物探、地質油藏等相關專業數據庫高度集成共享的基礎上，建立鉆井、泥漿、固井、定向、測井、完井等多專業的綜合數據應用體系。在建立鉆井生產和管理流程優化應用模型的基礎上，下一步利用鉆井實時監測系統，通過建立智能化分析模型，為鉆井施工和經營管理提供實時輔助決策信息，進一步優化設計與施工，提高鉆井的生產時效，減少復雜與事故，降低鉆井成本。數字化鉆井的核心就是一個綜合的實時決策系統，在這個系統框架里可以分為三個層面。第一個層面，是數據庫的建設，第二個層面是逐步實現數據共享和分析，第三個層面是專家根據數據分析結果進行科學的決

策。

數字化鉆井在油田建成后，可以使鉆井和油藏地質人員根據原始資料的分析和鉆井實時監測系統監測得到的工程參數，實時決策正鉆和待鉆的鉆井參數，使鉆井過程控制和優化鉆井達到新水平。通過綜合運用信息技術、數據庫技術，使石油鉆井的信息共享和技術應用突破地域的界限，地質、鉆井等各學科專家遠程協同工作能夠真正成為現實；通過遠程專家實 時診斷，與指揮系統平臺和現場的工程技術人員進行實時的交流與討論，達到快速、高效、優質鉆井的目的。結束語

數據庫的建立是從信息的收集與分析整理開始，通過建立鉆井工程參數數據庫，達到實時監測，實時決策的目的，一可為鉆井現場和管理人員提供預防措施，利用鉆井過程中的各種信息及早發現鉆井異常，正確判斷鉆井事故和復雜的類型，及時、正確地處理施工井的事故，實現安全、快速、高效鉆井，二實時決策正鉆和待鉆的鉆井參數，達到控制和優化鉆井參數的目的。作者將分期介紹鉆井工程參數數據庫的建設和應用。

參考文獻：

[1] 張海平。鉆井工程數據庫[J]。石油鉆采工藝，1987年06期：60-67。

[2]<鉆井手冊(甲方)>編寫組。鉆井手冊(甲方)[M]。石油工業出版社，1990年。

[3] 石油勘探開發研究院鉆井工藝研究所，西南石油學院開發系，江漢石油管理局鉆井處，大港油田管理局鉆井處。SY/T 5705-1995 石油鉆井工程數據庫文件格式[S]。石油工業出版社，1995年。

[4] 錢浩東，龔俊，彭軾，張帆。國內鉆井數據庫現狀及發展應用前景[J]。鉆采工藝，2010年01期：25-28.

第二篇：石油鉆井參數數據庫的建設和應用系列五

石油鉆井工程數據庫的建設與應用系列五

宋鍇

（山東理工大學 山東淄博）

摘要：世界石油勘探開發的發展趨勢，是以自動化、信息化、實時化、集成化、智能化為特點，向數字化方向全面發展，目的是增加產量、降低成本、提高經濟效益。數字化的基礎是數據庫的建設及應用。

關鍵詞：石油鉆井 數字化 數據庫建設

中圖分類號：文獻標識碼：

Series 5: The construction and application of petroleum drilling

engineering parameter database

SongKai

(Shandong University of technology，china)

Abstract: Nowadays, the development trends of the petroleum exploration and development are based on automation, informatization, real-time, integration and intelligentization.It develops towards the direction of digitalization which plays an important role for oil companies increasing production, reducing the costs and improving the benefit.It is obvious that the digitalization is built on the database construction.Keywords: Petroleum Drilling;Digitalization;Database Construction前言

以上四期《石油鉆井工程數據庫的建設與應用系列》講述了石油鉆井工程數據庫和鉆井輔助決策平臺建設的重要性。講到第一個層面是數據實時采集系統，第二個層面是由數傳模塊將數據無線傳輸給井隊值班房計算機，經過數據處理以圖表的形式在計算機上顯示出來，然后通過網絡傳輸到鉆井公司及總公司的數據庫，即可實現鉆井參數的實時監測和數據共享；第三個層面是數據分析及決策系統。目前國內數據分析系統即各種計算機分析軟件的開發是短板，本期介紹石油鉆井工程參數數據庫的未來發展趨勢。鉆井工程參數數據庫和輔助決策平臺建設的現狀

《SY/T 5705-1995 石油鉆井工程數據庫文件格式》中鉆井數據庫共設計了數百個數據表，數千個數據項，但主要是手工錄入數據。隨著鉆井監測技術和計算機技術的發展，現在已經有好多工程參數實現了在線實時監測，不能適應現在鉆井綜合數據庫的需要，因此需要將鉆井工程數據庫的顯示界面分為工程參數實時監測數據部分和人工輸入的數據部分。

1）鉆井綜合數據庫設計與實現

數據庫以井的工程生命周期為路線，包括鉆井、錄井、測井、完井、交井的全部數據以及形成上報統計鉆井資料的數據。既能夠適應高速發展的鉆井系統現狀，同時又需具有較好的擴充能力。收稿日期：2013-10-18

作者簡介：宋鍇，女，1977年9月出生，2010年畢業于山東大學經濟學專業，碩士。現就職于山東理工大學圖書館，主要從事數據庫的研究。單位地址：淄博市張周路12號。郵箱：255049.E-mail:hwf001757@sina.com，聯系電話：***.據庫文件格式》中鉆井數據庫共設計了數百個數據 表，數千個數據項，可分為鉆井標準數據庫、鉆井編碼數據庫、鉆井工程設計數據庫、鉆井 IADC 報表數據庫、鉆井工程數據庫、鉆井實時數據庫、鉆井井史數據庫等大類，但主要是 手工錄入數據。隨著鉆井監測技術和計算機技術的發展，現在已經有好多工程參數實現了在 線實時監測，因此需要將鉆井工程數據庫的顯示界面分為工程參數實時監測數據部分和人工 輸入的數據部分。2）基于實時監測系統基礎上的數據分析及決策系統 鉆井輔助決策平臺的核心就是一個綜合的實時決策系統，在鉆井實時監測系統的基礎 上，由專家診斷系統、鉆井輔助設計系統、鉆井生產指揮系統和事故與復雜情況處理系統等 軟件構成。3 石油鉆井工程參數數據庫的未來發展趨勢 上面講到國內數據分析系統即各種計算機分析軟件的開發是短板，因此未來的發展方向 是工程技術人員與計算機工程技術人員的協作，開發不同的數據分析系統即各種計算機分析 軟件。1）鉆井綜合數據庫的整合 目前物探、地質、鉆井、泥漿、固井、測井、井下作業等公司還各自為戰，必須將數據 庫進行整合，實現數據共享，才能使各方面專家集思廣益，發揮數據庫綜合實時決策系統平臺的作用。2）油氣鉆井設計軟件 開發新的設計軟件，采用部頒標準數據庫格式及《鉆井手冊（甲方）》中所提供的設計 方法，與地質資料數據庫及區塊井史數據庫聯網，形成高質量的鉆井工程設計書，其功能包 括：直井/定向井設計、軌跡剖面設計、實鉆數據處理及待鉆井眼軌跡設計、叢式井防碰掃 描計算及繪圖、根據油氣層進行鉆井液設計等。3）軌跡控制分析系統軟件的開發 軌跡控制分析系統軟件是根據地質資料數據庫數據，用計算機分析軟件結合計算機動畫 技術開發而成，可以使鉆井和油藏地質人員通過仿真及 CAD 圖像顯示我們無法看到的油氣 層，清晰顯示油氣層、油水邊界等等；特別是打定向井時，應用三維可視化仿真技術模擬油 氣層，使井眼盡量長的在油氣層中穿過，保證鉆頭自如地追蹤并鉆達有效的油藏目標，以提 高油田開發效率，降低勘探和開發成本。隨著無線隨鉆測量儀器 MWD 的推廣使用，為了控制井眼軌跡，使實鉆井眼軌跡與設計 井眼軌跡相吻合，需要將井眼軌跡以及其他有關的鉆井參數用圖形和數據三維可視化地顯示 出來，便于現場工程技術人員直觀地掌握和分析鉆頭所在位置以及井下導向工具對井眼軌 跡的控制情況，需研制高精度的地面監控和井眼軌跡仿真 CAD 三維系統軟件，該系統是旋 轉導向鉆井系

系統的指揮中心。能實時監控井下導向工具，控制井眼軌跡按設計的軌跡逼近靶 區并中靶。在導入設計數據和實時采集 MWD 上傳的實鉆數據的基礎上能進行設計井眼和 實鉆井眼的軌跡描述、軌跡偏差分析和軌跡修正設計、進而計算出井下導向馬達軌跡控制 參數及相應的發出控制指令。4）隨鉆分析系統軟件的開發 隨鉆技術(隨鉆測量、隨鉆測井、隨鉆壓力和溫度預測、隨鉆地震等)在我國的引入，尤 其是近鉆頭地質測量系統的研制成功和推廣應用，隨之數據分析系統即各種計算機分析軟件 的開發迫在眉睫。4 結束語 目前國內還沒有形成全國聯網的鉆井綜合數據庫，缺乏對數據的更深層次分析處理、綜 合利用能力，以及對鉆井全過程的協同管理與指揮功能，鉆井數據的自動采集率低、實時性

差，雖然鉆井實時監測系統已經研究成功，但推廣到大部分鉆井隊尚需時日，因此鉆井的智 能化程度還很低。此外，在設計方面，國內鉆井設計軟件主要從歐美各大公司進口，幾乎沒 有自己的仿真三維 CAD 軟件。因此，與國外鉆井信息系統相比還存在很大差距，與國內鉆 井行業的自身要求仍然不相適應，任重道遠，同志尚需努力。

參考文獻： [1] 張海平。鉆井工程數據庫[J]。石油鉆采工藝，1987 年 06 期：60-67。[2] <鉆井手冊(甲方)>編寫組。鉆井手冊(甲方)[M]。石油工業出版社，1990 年。[3] 石油勘探開發研究院鉆井工藝研究所，西南石油學院開發系，江漢石油管理局鉆井處，大港油田管理局鉆井處。SY/T 5705-1995 石油鉆井工程數據庫文件格式[S]。石油工業出版 社，1995 年。[4] 錢浩東，龔俊，彭軾，張帆。國內鉆井數據庫現狀及發展應用前景[J]。鉆采工藝，2010 年 01 期：25-28.

第三篇：石油鉆井參數數據庫的建設和應用系列二

石油鉆井工程數據庫的建設與應用系列二

宋鍇

（山東理工大學 山東淄博）

摘要：世界石油勘探開發的發展趨勢，是以自動化、信息化、實時化、集成化、智能化為特點，向數字化方向全面發展，目的是增加產量、降低成本、提高經濟效益。數字化的基礎是數據庫的建設及應用。

關鍵詞：石油鉆井 數字化 數據庫建設

中圖分類號：文獻標識碼：

Series 2: The construction and application of petroleum drilling

engineering parameter database

SongKai

(Shandong University of technology，china)

Abstract: Nowadays, the development trends of the petroleum exploration and development are based on automation, informatization, real-time, integration and intelligentization.It develops towards the direction of digitalization which plays an important role for oil companies increasing production, reducing the costs and improving the benefit.It is obvious that the digitalization is built on the database construction.Keywords: Petroleum Drilling;Digitalization;Database Construction前言

上期《石油鉆井數據庫的建設與應用系列一》講述了石油鉆井工程參數數據庫建設的重要性和石油鉆井參數數據庫建設的基本框架，本期講述數據采集的方式方法。

第一個層面是數據實時采集系統，把鉆井過程中產生的工程數據、鉆井液、地質數據，采集到PLC，或手工錄入數據，第二個層面是由數傳模塊將數據無線傳輸給井隊值班房計算機，經過數據處理以圖表的形式在計算機上顯示出來，然后通過網絡傳輸到鉆井公司及總公司的數據庫，即可實現鉆井參數的實時監測和數據共享；第三個層面是數據分析系統，采集得到的大量數據需要在數據庫下通過各種軟件進行分析、處理、對比；分析得到的結果供決策中心的專家參考，鉆井、地質等不同領域的專家結合各自的經驗，以實時分析得到的結果為基礎，提出最終的決策意見，通過遠程在線診斷系統解決現場發生的問題。石油鉆井參數數據庫有關參數的采集

鉆井隊原來主要通過資料員每天手工錄入工程數據，隨著科學技術的發展和計算機技術的升級換代，自動化、信息化、實時化、集成化、智能化的鉆井隊將逐步實現，今后大部分工程數據將通過鉆井實時監測系統采集，通過PLC將安裝在各關鍵部位的監測儀器和多種傳感器連接起來，再由數傳模塊將數據無線傳輸給井隊值班房計算機，經過數據處理以圖表的形式在計算機上顯示出來，然后通過網絡傳輸到鉆井公司及總公司，即可實現鉆井參數的實時監測和數據共享。收稿日期：2013-10-18

作者簡介：宋鍇，女，1977年9月出生，2010年畢業于山東大學經濟學專業，碩士。現就職于山東理工大學圖書館，主要從事數據庫的研究。單位地址：淄博市張周路12號。郵箱：255049.E-mail:hwf001757@sina.com，聯系電話：***.大學圖書館，主要從事數據庫的研究。單位地址：淄博市張周路 12 號。郵箱： 255049.E-mail:hwf001757@sina.com，聯系電話：***.

鉆井隊的工程參數主要分為工程參數、鉆井液參數、地質錄井參數、測井參數、管理參 數幾個部分。有的通過儀器實現了數據的實時采集，還有一些需要手工錄入。工程參數部分由鉆時、鉆壓、懸重、立管壓力、轉盤扭矩、轉速、鉆速、大鉤負荷等測 量儀器組成，大部分數據現在已經通過傳感器實現實時監測。地質錄井現場監測部分由綜合錄井儀等現場測量儀器組成，如果解決巖屑錄井自動定量 采集、定量熒光等，即可實現實時監測。鉆井液是保證井壁穩定和井眼暢通的關鍵因素。此前鉆井液參數需要通過人工取樣到實 驗室分析化驗、測量，鉆井液資料由人工抄寫，既不便于查詢和統計，又耗費了大量的人力 和物力，給鉆井液管理帶來很多不便，更重要的是不能實時監測，無法實現實時決策，成為 制約泥漿技術發展和服務的難點。目前鉆井實時監測系統已經研究成功，實現了大部分鉆井 液參數的在線實時采集。鉆井液數據庫是一個高度集成的鉆井、完井液數據庫管理系統，由兩個分系統組成，單 井數據庫系統主要是面向鉆井隊現場使用，用于全面實時采集、儲存鉆井、完井液相關數據，并且提供鉆井液技術、事故和單井成本分析功能，完成日報表、班報表和完井報告編寫等功 能；公司數據庫系統是一個以 Oracle 數據庫為基礎，面向網絡和鉆井液技術人員的分析系 統，包含油田區塊單井數據庫系統和各種報告，區塊地質概況、地層礦物組分與理化性能、儲層特性、地層壓力系數、試油簡況等信息，可提供鉆井、完井液區塊信息查詢、統計分析，和鉆井液設計等。鉆井隊采用移動電話通信系統或衛星通信系統實時報送數據，并在完井后 通過 U 盤或移動硬盤儲存和報送數據庫文件，公司數據庫使用大型計算機處理和保存。數據庫需要手工錄入的是鉆井現場施工工程與管理數據的錄入、維護和統計。這些數據 包括日常管理數據、鉆井設備數據、鉆井隊伍數據等。(1)常用鉆具統計查詢，即鉆頭、鉆 桿的使用情況，（2）取芯情況(起始井深、終止井深、巖心長度、取心率等)及匯總查詢(巖心 總長度、總鉆進時間、平均時效、總進尺等)。(3)生產施工時效分析報表，能夠方便地對 生產施工情況按井統計。（4）測井參數，包括油層厚度，層數，滲透率等。(5)井史數據錄 入和查詢功能。數據庫系統主要功能包括：數據管理（即對井史數據的錄入、編輯和數據管 理等）、查詢統計（提供了鉆井時效

效統計分析、井下事故統計分析等十幾項井史數據庫的應 用功能）、報表生成（可自動生成完井總結、材料消耗、成本統計等各種報表及用于生產管 理的各種日報、月報、年報等）、系統維護（包括檔案管理、口令管理、數據轉儲、代碼維 護等）、打印輸出（提供了對查詢統計結果、各種報表、單項井史以及整本井史的打印輸出 功能）。

3 鉆井隊的配套設施
3.1 鉆井隊的硬件設施（1）數據采集儀器 數據采集儀器是鉆井實時監測系統，包括工程參數、鉆井液參數、地質錄井參數等多種 監測儀器、傳感器、PLC 及無線數傳模塊等。（2）計算機及網絡設備 鉆井隊在井場組建一個小型的局域網絡。局域網由一臺主電腦和若干客戶機組成，實現 隊長值班室，鉆井平臺，錄井值班室，泥漿值班室等的數據共享。計算機的連接方式采用無 線數傳模式。主機與公司通過移動電話網絡或衛星通信系統連接。3.2 鉆井隊的配套軟件（1）實時數據采集、處理軟件

本系統的數據主要來源于鉆井實時監測系統實時采集的數據，包括鉆井液、地質、鉆井 工程參數。數十個信號全部轉換為 4-20mA 的標準信號，采集到 PLC 然后通過無線數傳模塊 發送到計算機。（2）鉆井過程實時監測和遠程傳輸軟件 無線數傳模塊客戶端計算機接收的信號通過軟件的處理轉換成圖表，方便現場工程技術 人員的實時監控。井場與基地間的數據傳輸可以采用不同的通訊形式，目前經濟簡便的通訊方式為 GPRS 移動通訊網，其次是衛星通訊。本軟件可實現以上集中網絡的靈活選用。（3）工程數據手工錄入維護軟件 需要手工錄入的鉆井現場施工工程與管理數據的錄入、維護和統計。4 結束語 數據庫的建設是數據分析系統的基礎，數字化鉆井隊主要通過數據采集計算機將安裝在 各關鍵部位的監測儀器、傳感器連接起來，再由井場局域網絡將數據采集計算機、數據處理 與傳輸計算機、現場監控及其他應用計算機、現場攝像監控解碼器等設備連接起來，然后通 過部署在這些機器上的軟件系統完成數據的自動采集、數據人工錄入、數據轉換、數據傳輸、現場工況監測等工作，完成鉆井參數數據庫的建設。參考文獻： [1] 張海平。鉆井工程數據庫[J]。石油鉆采工藝，1987 年 06 期：60-67。[2] <鉆井手冊(甲方)>編寫組。鉆井手冊(甲方)[M]。石油工業出版社，1990 年。[3] 石油勘探開發研究院鉆井工藝研究所，西南石油學院開發系，江漢石油管理局鉆井處，大港油田管理局鉆井處。SY/T 5705-1995 石油鉆井工程數據庫文件格式[S]。石油工業出版 社，1995 年。[4] 錢浩東，龔俊，彭軾，張帆

第四篇：優化石油鉆井工程技術應用的措施探討（范文模版）

優化石油鉆井工程技術應用的措施探討

[摘 要]隨著科學技術的發展，我國石油鉆井工程技術水平也不斷提高。由于石油鉆井工程是一項復雜的系統性工程，如何選取合適的鉆井工藝和鉆井技術非常重要。本文主要從我國石油鉆井工程的發展歷程出發，分析我國石油鉆井工程技術的發展現狀，結合國際石油鉆井工程技術的特點，展望我國石油鉆井工程技術的未來發展情況。

[關鍵詞]石油開采；鉆井技術

中圖分類號：R284 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）28-0072-01

一、石油鉆井技術發展現狀

（一）機械裝備

伴隨著我國科技技術的不斷發展，我國石油行業的勘探技術也呈現了不斷增長的趨勢，當前石油鉆井裝備在不斷更新換代，并且我國科研能力的提升也讓石油鉆井裝備逐漸國產化，這些年來，我國石油鉆井設備也開始向國外學習，或是引用先進的鉆井設備如電動鉆機或電動鉆井泵等。我國現在在石油開采中已經熟練掌握了鉆井設備的運用，隨著自主研發力度的不斷增強，我國在大型鉆井和相應配套設備上也開始走上了世界先進水平，并且，一些氣體鉆井設備以及井下操作設備都已經逐漸用上了國產設備，實現了國產化。

（二）井下自動化技術

伴隨著科學技術的不斷發展，我國當前已經掌握了很多井下自動化技術，比如深度測量、能源信息傳輸以及安全控制等技術，隨著我國石油鉆井工程技術的不斷提升，以及我國石油工程行業對技術提升需求的不斷增長，我國油氣勘探開采行業中使用井下測量和傳輸的地位越來越凸顯，井下自動化開采技術將成為未來我國石油鉆井技術的核心。我國已經隨著辛苦的自主研發攻破了許多技術難題，并且現在已經成功擁有了有線和無線兩種鉆井測量儀，以及電磁波勘探技術，在不斷克服技術難題的同時，我國擁有了自動化鉆井技術的知識產權，也是現在世界上第三個運用CGDS―1近鉆頭的先進石油勘測開采國家。

（三）小井眼鉆井技術

對于小井眼鉆井技術來說，我國現在大部分石油公司都已經掌握了此項技術，并且也研制出了更小和質量更高的鉆頭，如金剛石類鉆頭，和TSD以及PDC?@頭，而鉆井液的研發，能起到充分保護鉆頭的作用，并根據井下的實際構造選擇合適的鉆頭，并起到保護油氣層的作用。此外，我國現在已經有很多學者對鉆井技術上有學術研究，比如小井眼噴涌監測技術，水利學技術，以及早期預警技術等，并且在逐漸將這些研究付諸到實踐中去，我國大慶油田和勝利油田這兩個油田在技術上的應用就是很好的例子，并且取得了十分顯著的成果。

二、石油鉆井工程技術的發展方向

（一）隨鉆測量與風險控制

在當前石油鉆井工程技術的發展過程中，隨鉆測量和風險控制對于鉆井技術的發展是非常重要的，隨鉆測量技術作為鉆井技術的基礎，能夠充分收集井下信息，對于地質情況作出分析，并將信息從后期研究轉成實時研究，然后從中提取出壓力數據來。在經歷技術的不斷發展后，鉆井工程對于套管下井深度已經可以準確測量，并能讓鉆井液保持最合理的密度，大大提升了鉆井平臺以及各個設備之間的運作效率，有效控制了石油鉆井工程過程中的各種風險，降低了鉆井工程的成本。除此之外，我們要充分認識到鉆井工程開展過程中可能會存在的各種風險，主要有以下幾個方面：第一，井下情況，比如可能遇到的崩塌、傾斜、跑漏等情況，第二，井下可以能遇到的各種事故，比如卡、斷裂，以及噴涌的情況，不論哪種井下風險出現，都會造成經濟損失和平臺安全性沒有保障，因此控制井下風險，對于減少鉆井費用、縮短鉆井周期有十分積極的作用。

（二）油氣層保護鉆井液技術

在石油鉆井工程技術中，將超低滲透鉆井液技術和廣譜型屏蔽暫堵保護油氣層技術相互融合，從而形成了環境友好油層保護鉆井液技術。該技術在性能上與普通鉆井技術相比有一定的優越性，它能夠依據石油儲層孔喉分布的特點，篩選出合

適粒徑的油氣層保護添加劑，并且不斷調整鉆井液固定相粒度的分布，使得鉆井液能夠與油氣孔喉直徑分布相匹配，從而實現有效的暫堵功能。此外，為了提高油層孔喉的封堵效果，需要利用成膜劑膜的結構調整，使其參與油孔封堵，擴大安全密度窗口，保護油氣層。在深水鉆井中，需要的科技含量更加高，由于深水鉆井項目是一項高投入且高風險的工作，在鉆井技術上不易掌握，需要噴射下導管技術、動態壓井鉆井技術以及隨鉆環空壓力監測等技術的支持。

（三）石油鉆井技術的智能化

石油鉆井技術的智能化，即工作人員能夠通過操作設備完成鉆井工作，在設備操作室根據設備的相關操作流程完成鉆井操作，不用通過自身大量的體力勞動進行資源開采，能夠大大降低工人的勞動強度，降低工作的危險程度，逐步達到智能化。

通過不斷的實踐與探索研究，當前我國在石油鉆井方面已推出了具有世界先進水平的鉆機，今年7月，我國自主研發的管柱處理系統。其自動化、智能化程度在國內領先，有創新、有特色，是我國鉆井作業能力提高的一個標志性成果。有著我國自身知識產權，并以此不斷加強研究，力圖將石油鉆井技術的每個工作流程均轉變為智能化，使我國石油鉆井的整體水平得到較大的提高。

（四）自動化發展趨勢

由于傳統的石油開采主要是依靠工作人員進行，工作效率較低，為了提高石油的開采效率，進一步拓寬石油的開采范圍，提高采油數量，我國加強對石油開采相關的技術進行研究，集合多種的新技術致力于研發一項新型高、高校的技術，推動石油鉆井技術向自動化的方向發展。對于石油鉆井技術的研究，能夠實現多學科的有機結合，既有利于提高石油開發效率，也推動著特殊油氣開采的突破。在各種新型鉆井技術不斷涌現，并逐漸普及應用的背景下，相關的自動化設備也得到了不斷改進與完善，為深海地區、地層深部的石油開發奠定了堅實的基礎。就現階段的情況來看，我國石油鉆井技術、石油鉆井設備正在逐漸朝著大型化、自動化的方向發展，以便于在未來更好地適應高難度的石油開發作業。

（五）加強與海外石油公司的合作

為了促進石油鉆井技術更好地發展，我國石油企業應該響應“走出去”號召，通過與發達國家的海外石油公司互相合作的方式，提升石油鉆井技術水平，進而提高我國在世界石油市場的競爭力。同時我國的石油企業還需要與發展中國家的石油企業進行合作，例如沙特阿拉伯，其石油產量豐富，有自身的優勢，對作業環境比較熟悉，信息渠道暢通，但是技術和經驗不足。我國通過與這些國家的合作，能夠借鑒其優勢，提升我國石油開采市場競爭中的地位，同時能更好的了解這些國家的政策、法律以及商業慣例等，為以后石油市場的拓展奠定基礎。此外，也使我國的鉆井工程技術通過不斷的試驗，得到更好的發展。

我國石油鉆井工程經歷了漫長的發展時期，石油作為重要的能源資源，在經濟建設中有重要作用。當前，國際競爭日益激烈，如何提高石油開采的效率，加強石油鉆井工程技術的創新，為我國經濟建設提供充足的能源，是我國經濟建設中應重視的問題。我國石油鉆井工程技術發展較早，雖然經歷了漫長的停滯時期，但在社會主義建設中取得了長足發展。自改革開放以來，我國石油鉆井技術進入高速發展時期，智能化自動化的石油鉆井工程技術成為當前石油開采的重要發展方向。我國石油鉆井工程技術的發展，應立足自身優勢，結合我國石油資源的現狀，注重自主知識產權的保護，實現我國石油鉆井工程技術的可持續發展。

參考文獻

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第五篇：水力加壓技術在石油鉆井中的應用

水力加壓技術在石油鉆井中的應用

山東偉創石油技術有限公司

概 述

水力加壓技術是一項廣泛應用于工業生產及其產品中的實用技術。根據其液壓能轉化為機械能的原理研制的水力加壓裝置，應用于石油天然氣鉆井作業中，可以在不消耗額外能量、不需要其它特殊設備的情況下，利用循環鉆井液產生的液壓力給鉆頭加壓，從而為鉆頭提供一個穩定的鉆壓，有效地改變下部鉆具的受力狀態，改善鉆頭和鉆具的工作條件，達到加 快鉆井速度、延長鉆頭、鉆具的使用壽命、減少井下事故、保證井身質量、減輕司鉆勞動強度的目的。常規鉆井是靠鉆頭上部的鉆鋌重量給鉆頭加壓，為了獲得穩定的鉆壓，需要司鉆小心翼翼地精心操作，均勻送鉆。采用液力加壓技術給鉆頭加壓，不但可使鉆頭獲得穩定的鉆壓，而且還能起到吸震防跳、保護鉆頭鉆具、實現自動送鉆、保證井身質量等作用。是石油鉆井中一項投入小、效果明顯、容易操作的實用技術，值得推廣應用。在20 世紀90 年代國外首先將液力加壓技術應用于石油鉆井中。國內應用此項技術是在1996 年塔里木油田所鉆的和4井，在深部φ104.65mm小井眼中使用了美國貝克—休斯公司生產的85.73mm水力推進器。隨后國內西南石油學院、山東偉創石油技術有限公司等也開始研制相應工具，現場試驗均取得了一定的效果。但是由于多數現場技術人員對此項技術了解較少，對其工作原理及井下鉆具受力情況仍有不同認識，現場試驗應用的范圍有限等，因而使得該項優越的技術不能廣泛推廣。下面結合試驗水力加壓裝置的現場實踐，論述液力加壓裝置的工作原理，分析其使用前后鉆具在井下的受力狀態，總結其所起的作用，回答使用該裝置時人們可能存在的一些疑問，提出現場應用的幾種鉆具組合。旨在為推廣應用此項技術提供理論依據和技術支持。

一、結構與工作原理

1、基本結構

如圖1-1所示：根據水力加壓原理研制的水力加壓裝置（單級）由上接頭、缸體（外筒）、活塞、心軸（花鍵軸）、花鍵體、下接頭等組成。其基本結構簡單，加工制造容易。

2、工作原理

水力加壓器在使用時連接在靠近鉆頭的下部鉆具中（上接鉆鋌，下接鉆頭）。鉆進（工作）時，開泵循環鉆井液，鉆具內高壓流體直接作用于活塞端面上，產生推力推動活塞下行，下接頭 花鍵軸 傳動軸 低壓腔 活塞 缸套 高壓腔 上接頭

通過與活塞相連的心軸（花鍵軸）傳遞推力給鉆頭，此推力即為鉆進時所需鉆壓。

3、液壓力計算

鉆井液從鉆井泵→地面管匯→高壓立管→水龍帶→水龍頭→鉆具內→鉆頭（噴嘴）→環 1 空→地面鉆井液罐→鉆井泵，形成一個循環系統，從而泵壓為：泵壓＝所有地面管匯壓耗＋鉆具內壓耗＋鉆頭噴嘴壓降＋環空壓耗當井身結構、鉆具組合、鉆頭噴嘴、鉆井液密度、排量等一定時，鉆具內某一點處的液體壓力是可以計算出來的。那么，在水力加壓裝置活塞上面（高壓腔內）的液體壓力也是可以求出的。即：液體壓力P＝鉆頭噴嘴壓降Pb＋加壓裝置以下鉆具內壓耗PL又當液力加壓裝置加工成后，其基本尺寸一定，通過計算即可求出當量面積S（或廠家給出計算面積）。

4、鉆壓計算

由上述分析可知：施加在鉆頭上的鉆壓的大小，與作用于活塞上的液體壓力、活塞有效面積以及液力加壓裝置以下鉆具、鉆頭的重量成正比。即

W=F+G1+G2+G3 式中：W——施加在鉆頭上的鉆壓，kN

G1——傳壓桿及接頭重量，kN

G2——液力加壓裝置以下鉆具重量，kN

G3——鉆頭重量，kN 如果水力加壓器直接接在鉆頭上，在鉆井實踐中可以忽略其他重量及裝置壓耗，那么液體壓力可近似等于鉆頭壓降，即：

P≈Pb

W≈0.1PbS

二、水力加壓器井下工作狀態分析

現場使用水力加壓器，應懂得其工作原理，了解其結構，會計算推力的大小，而明白其在井下工作狀態、受力情況更是使用好工具的關鍵。

1、工作行程

水力加壓器的工作行程即為活塞在缸體內移動的距離。此行程由研制者設計，加工成后，該行程也就固定了。此節主要說明在使用中如何觀察判斷。

使用液力加壓裝置鉆進前，鉆頭提離井底先開泵，此時活塞在下止點，行程全部打開，指重表顯示鉆壓為“0”。下放鉆具鉆頭接觸井底后，鉆壓很快升到計算值，在下放鉆具一個行程的距離，鉆壓保持不變，活塞到達上止點，此時停止送鉆，工具會保持一定鉆壓鉆進。當鉆壓顯示值減小時，活塞到達下止點，即完成一個工作行程。再次下放鉆具送鉆，開始下一

個行程的鉆進。此即為自動（在有效行程范圍內）送鉆功能。

2、受力分析

水力加壓器在井下怎樣工作，受力狀態如何，怎樣傳遞壓力，如何判斷壓力大小，常規使用鉆鋌加壓所稱“中和點”的概念還有沒有等，都是需要解決的問題，也有部分技術人員對此懷有疑問。筆者試圖通過液力加壓裝置在井下工作時受力情況的分析解決這些問題。（1）鉆壓顯示的分析

如圖2-1所示，液力加壓裝置可以看作是一個倒置的注射器。

圖中G為鉆具重量、G′為大鉤的承載力、F為高壓液體作用于活塞處的推力（向下）、F′為向上的液壓力、W′及W為地層巖石對鉆頭的反作用力。水力加壓器在井下有四種工況：

圖a為不工作（未鉆進）或液壓力大于實際鉆壓時，活塞位于工具的下止點（行程全打開）； 圖b為鉆頭接觸井底，液體推力F等于鉆壓W時，活塞在缸筒內處于浮動狀態（正常工作狀態）； 圖c所示為鉆頭接觸井底、液體推力F小于鉆壓W時，活塞位于上止點（行程關閉）時的情況。

中和點

圖 2-1 圖 2-2 圖 2-3 無論哪種情況，整個系統的受力可以簡化為: 大鉤的承載力G′、鉆具的重量G、向下的液壓力F、向上的液壓力F′、地層巖石向上的反作用力W。其關系式為： G′+F′+W = G+F 而 F = F′

則 W = G-G′

我們知道，“G-G′”

即為鉆壓，所以使用水力加壓器可像常規鉆井一樣，直接通過指重表觀察鉆壓的大小。（2）下部鉆具受力情況分析 就一般情況講，使用液力加壓裝置仍需要加入鉆鋌。但此時鉆鋌的作用不是直接給鉆頭加壓，而是平衡液壓推力的反作用力，以及為保證井身質量而使下部鉆具具有一定的剛性。

圖2-2為常規鉆鋌加壓的情況。為了保證一定的鉆壓，必須加夠一定長度的鉆鋌，使下部鉆 鋌的重量大于可能要施加的最大鉆壓。而靠近鉆頭L長度的鉆鋌的

重量正好等于鉆壓時，L長度處的點（截面）稱為“中和點”。中和點以下鉆鋌受壓力，（鉆具自身重量導致），以上鉆具受拉力。但是由于加壓不穩，井下跳鉆等影響，中和點是上下移動的，中和點處的鉆具所受拉、壓交變應力變化頻繁，因而此處的鉆具極易疲勞破壞。圖2-3為使用液力加壓裝置的情況。

當液推力等于鉆壓時，活塞處于浮動狀態。因為裝置缸筒內徑（活塞直徑D）大于上部鉆鋌內徑（d），則在內徑變化處產生液體上頂力（F′），鉆鋌的主要作用之一是平衡此上頂力。顯然，F′小于鉆壓W，因而需要平衡, F′的鉆鋌的重量或長度也小于常規鉆鋌加壓所需要的重量或長度。

又因常規鉆鋌（加壓部分鉆鋌）的長度（中和點的位置）取決于加壓的大小，而使用液力加壓裝置所需鉆鋌的長度由液力加壓裝置的結構及上部所接鉆鋌的內徑決定（當然也和鉆壓有關），而且使用水力加壓器中和點的位置是固定的，且已不是原來中和點的意義了。

三、水力加壓器主要功能

在石油鉆井作業中應用水力加壓技術，其優越性是在不需增加額外設備、不消耗額外能量的情況下，只接入一個液力加壓裝置即可改變常規鉆井靠鉆鋌加壓的模式，使鉆頭與鉆鋌由剛性聯結變為柔性聯結，由給予鉆頭的硬性、變化的鉆壓變為穩定、柔性的加壓，大大改善了鉆頭和鉆鋌的工作條件。理論分析和現場實踐均表明，使用液力加壓裝置可以起到以下幾 個主要作用。

1、平穩、恒定的加壓功能，有利于加快鉆井速度

眾所周知，鉆井作業中加壓鉆進，最忌忽高忽低，加壓不穩。而常規鉆井靠司鉆操作，下放鉆具加壓，不但鉆壓傳遞滯后，也不可能保持恒定的鉆壓。加之鉆頭跳鉆、井斜鉆具托壓 3 等原因，更會使實際鉆壓不穩。而采用水力加壓器會得到均衡、穩定的鉆壓，因而有利于提高鉆井速度。

2、有效的吸震、防跳作用，能夠保護鉆頭和鉆具

常規鉆井中為了防止跳鉆，要使用減震器。減震器一般有機械式（彈簧減震）和液壓式（液壓有吸震）兩種。機械式易損壞，液壓式由于工具空間的限制，所加液壓油有限。而液力加壓裝置活塞上部是敞開的，整個鉆具內的上千米液體（鉆井液）均為吸震液體，從而能夠有效地吸震防跳，延長鉆頭和鉆具的使用壽命。

3、用于定向井、小井眼中，可提供穩定、真實的鉆壓

在定向井中，由于鉆具摩阻力的影響，使鉆壓的傳遞滯后且極不穩定，忽大忽小，容易出現“假鉆壓”現象。而且為了防止鉆具粘卡，一般要求司鉆“點送”鉆，這更加劇了鉆壓的不穩定性。使用液力加壓裝置，在有效行程內，司鉆可以點送且送鉆下放的幅度大，不但能有效地克服摩阻力，還可保證鉆壓真實穩定。小井眼使用小鉆具，由于柔性大、鉆具彎曲貼靠 井壁，同樣使加壓不穩，出現假象。使用液力加壓裝置可在一定程度上克服此種現象的發生。

4、在行程范圍內實現自動連續送鉆，減輕司鉆的勞動強度

常規鉆進時要求司鉆精力集中，連續送鉆，此時司鉆就要不停地抬、壓剎把，稍有不慎，就會出現溜鉆現象，司鉆的勞動強度較大。而使用液力加壓裝置司鉆可以“點送”，即間歇送鉆就可保持一定鉆壓鉆進。如裝置設計行程為0.3米，天車、游車為5×6繩系，則絞車滾筒外緣轉動3米相當于鉆具下放0.3米。那么司鉆一次下放0.3米即可煞住剎把，讓工具自動送鉆。這樣，不但便于司鉆觀察情況，也大大緩解了其精神緊張的壓力，降低了勞動強度。

5、增強了下部鉆具的剛性，有利于防斜打直，保證井身質量

下部鉆具的彎曲是導致井斜的一個重要原因。為了保證下部鉆具的“直”，技術人員采取加大鉆具直徑、設計不彎鉆鋌等辦法。而采用液力加壓裝置即可增加下部“直”鉆具段的長度，相當于增強了下部鉆具的剛性。在常規鉆井中，下部鉆具由于自重而引起彎曲，其產生彎曲（一次彎曲）的長度（重量）與施加的鉆壓密切相關。為了不使鉆具彎曲就要控制鉆壓。而使用液力加壓裝置后使鉆具彎曲的長度（重量）只與該裝置與上部所連接鉆具的臺階處產生的上頂力有關，顯然，該上頂力小于鉆壓，因而增加下部“直”鉆具段的長度。如在φ215.9mm井眼中使用φ158.75mm、內徑為φ71.44mm的鉆鋌，鉆井液密度為1.2g/cm3，經過計算可知，鉆鋌長度達到38.9 m時就發生彎曲（一次彎曲）。為保證井身質量，可施加的鉆壓不能超過40.14kN。若使用φ165mm液力加壓裝置，鉆壓可控制在55.483 kN，提高了 38.22%。這樣，在可比常規鉆具組合加壓大的情況下，還能保持鉆具不發生彎曲，相當于增強了鉆柱的剛度。

6、配以適當的鉆具組合，可以起到良好的降斜作用

前已述及，平穩加壓、保證鉆具的剛性，是防止井斜、保證井身質量的重要因素。而在需要降斜時，采用液力加壓裝置配以適當的鉆具組合，可以提高鉆具穩定器的位置，增大鐘擺降斜力，從而起到較好的降斜作用。

四、注意問題

現場使用水力加壓器，有幾個問題需要注意。

1、鉆壓的調節

在鉆進中，由于情況的變化需要調節鉆壓。在設計水力加壓器時，均考慮了現場實際情況，根據不同鉆具組合及鉆頭尺寸設計了不同尺寸、不同級別（單級、雙級、多級）的工具。同時還可設計截流塞用于調節鉆壓的大小。現場可根據需要選擇不同規格、不同級別的液力加壓裝置。并根據實際組配鉆頭噴嘴，以使其產生所需要的壓降。另外，由于目前鉆井所用鉆 4 井泵，其功率、排量都較大，有調節的余地，可在鉆進時適當調節滿足鉆壓需要。在上述都調節不成時，水力加壓器允許在關閉或打開狀態下鉆進，即超過或小于液推力的情況下鉆進，只是減震等效果稍差。

2、如何防止鉆鋌彎曲

通過前面分析，為了平衡液壓推力的反作用力，需要加入一定數量的鉆鋌。而在一定情況下，即反推力達到一定值后，鉆鋌也會彎曲。如在3.5所舉實例中，要施加70—80 kN的鉆壓，那么噴嘴壓降要達到70 MPa，此時產生的上頂力為50.057kN，超過了使鉆鋌產生彎曲最低壓力40.14 kN，鉆鋌自然會彎曲。解決的辦法：一是根據實際優選、設計好水力參數，調節好鉆壓值，盡量不使上部鉆具彎曲；二是可在水力加壓器下面接少量鉆鋌調節鉆壓;三是在液力加壓裝置上面使用大水眼鉆鋌，通過減少大、小水眼過度臺階處的環形面積來減小反推力，以保證整個鉆具的不彎曲。

3、水力加壓器安放位置

從工具本身講，水力加壓器可以安放在鉆柱組合中的任何位置。但要使其有效發揮作用，原則是越靠近鉆頭效果越好。一般距離鉆頭不要超過3根鉆鋌的長度。

4、水力加壓器的使用技術

現場使用技術，是一項新工藝、新技術成功并取得較好效果的關鍵，特別是對于還未推廣開的技術，更要講究使用操作。液力加壓技術的推廣，不但要靠設計人員研制可靠、實用的工具，更要依賴于現場推廣技術人員的辛勤工作。在此不再贅述。

五、推薦鉆具組合

根據筆者參與水力加壓器現場應用的體會，結合理論分析，推薦現場使用水力加壓器的幾種鉆具組合如下。

1、鉆頭+水力加壓器+鉆鋌

此種組合是常用組合。可以有效的防止跳鉆，施加穩定的鉆壓。下部鉆具的剛性較強，有利于保證井身質量。若使用PDC鉆頭，因其所用鉆壓較小，因而更容易操作，使用效果更明顯。

2、鉆頭+水力加壓器+鉆鋌18—23m+穩定器+鉆鋌

此種組合為鐘擺鉆具組合，有利于防斜打直。特別適合于糾斜、降斜時使用。因穩定器以下鉆具均處于不彎狀態，且比常規組合長（重），降斜力增大，可適當增大鉆壓，在達到降斜效果的情況下，加快鉆井速度。

3、鉆頭+鉆鋌2根+水力加壓器+鉆鋌

這種組合一方面可調節由于現場條件的限制（如壓降有限），液壓推力不夠的情況，另一方面更增加了下部鉆具的剛性（鉆鋌少不易彎曲），能起到一定的穩斜效果。

4、鉆頭+穩定器+水力加壓器+穩定器+鉆鋌1根+穩定器+鉆鋌

在這種滿眼鉆具組合中，水力加壓器相當于短鉆鋌的位置，可以在穩斜鉆進中使用。但近鉆頭穩定器最好加兩個，以保證穩斜效果。上述是推薦使用的液力加壓裝置的幾種常用鉆具 組合。現場使用液力加壓裝置時，不只限于這幾種組合。應根據鉆井實際，結合工具的結構尺寸合理搭配鉆具，以使其發揮更好的作用。

六、水力加壓器應用實例

由山東偉創石油技術有限公司研制的不同規格的水力加壓裝置，已在勝利、西部鉆探、川東北、長慶、吉林、華北、塔里木等油田的數百口井使用，技術經濟效果明顯，典型實例如下:

1、華北油田S50井 該井是一口重點探井，? 311mm鉆頭鉆至館陶底地層時跳鉆嚴重，為防止跳鉆使用水力加壓裝置（H437鉆頭），從井深2069.76米鉆至2307.70米，進尺237.94米，純鉆時間78.16小時，平均機械鉆速3.14米/小時。鉆進中鉆頭工作平穩，綜合錄井儀顯示大鉤負荷、鉆壓、扭矩曲線平滑，明顯優于上、下未使用水力加壓裝置時鉆頭工作曲線。且起出鉆頭新度較高（綜合評定75%），無一斷掉齒現象。與未使用水力加壓裝置的鄰井同井段相比，平均機械鉆速提 高28%，起到了很好的防跳、延長鉆頭壽命、提高機械鉆速的效果。其鉆具組合為： 1/2 ″HA517+6 1/2 ″水力加壓裝置+6 1/4 ″NDC×1根+6 1/4 ″DC×1根+Φ214扶正器+6 1/4 ″DC×19根+5″DP

2、塔里木油田TZ1井

該井吉迪克組上部地層的蘭灰色泥巖，巖性致密堅硬，可鉆性差。用? 444.5mm大鉆頭鉆進時，跳鉆極為嚴重，加之該地區地層傾角大，易井斜，無奈采用輕壓（80-100kN）、低轉（45rpm）的措施勉強鉆進。此種情況下使用了水力加壓裝置，采用150-180 kN鉆壓、95rpm的轉速鉆進，不但有效地避免了跳鉆現象，加快了鉆井速度，而且還保證了井身質量，起到了較好的防跳、防斜、加快鉆速的作用。平均機械鉆速比同井上部井段未使用水力加壓裝置時提高了25%;單只鉆頭進尺明顯高于相鄰兩口井同井段、同型號鉆頭，平均機械鉆速分別提高75.4%和132%;使用液力加壓裝置前的最大井斜為3.7°/358米，使用后最大井斜2°/844米。

3、華北油田WG2井

WG2井是一口重點預探井，設計井深5400 m。二開? 311.1mm鉆頭鉆到2500 m時井斜已達7.5°，只好采用小鉆壓吊打糾斜，待井斜降下來以后，加大鉆壓鉆進又斜了出去，這樣反復多次，不但降斜效果不明顯，而且嚴重影響了鉆井速度，不得已又采用螺桿鉆具＋彎接頭反摳降斜，到3100 m時井斜降至2.5°。為保證井身質量，又加快鉆速，下入SJ229B水力加壓裝置。該裝置入井后采用正常參數鉆進，鉆壓180-240 kN，鉆到井深3224 m時，井斜降為 0.5°。以后又連續兩次入井，最后鉆到3453 m中完井深后起出。該裝置累計入井3次共450.5 h，純鉆226.5 h，進尺353 m，平均機速1.56 m/h（最快時4-5 m/h，錄井人員怕漏撈砂樣不允許鉆速太快），比上部600 m機械鉆速提高二、三倍（鉆上部600 m用了兩個月時間，平均每天10 m左右），同比WG1井機械鉆速提高51%。鉆頭壽命也有明顯提高，無崩斷齒現象。其鉆具組合為：

φ 311 鉆頭＋水力加壓裝置＋φ203NDC ＋φ203短DC＋φ308F＋φ203DC＋φ178DC＋ φ127DP

4、塔里木油田KL204井

該井位于山前構造帶，地層傾角大（45°?55°），極易井斜，為防井身質量超標，通常采用鐘擺鉆具結構，小鉆壓吊打的方式鉆進，以犧牲機械鉆速來保井身質量。KL204井以防斜、加快鉆速為目的，在二開第二只鉆頭下入SJ203B水力加壓裝置，使用井段為592?818 m，鉆壓為120-200 kN，既解放了鉆壓，又控制了井斜，在保證井身質量的前提下機械鉆速比 上下兩只鉆頭分別提高70.3%和145.74%，比鄰井KL201井提高77.25%，起出鉆頭新度為60%。

結 論

水力加壓技術是一項投入小、見效快、操作簡便、經濟有效的實用技術。理論分析和現場實踐都表明，使用液力加壓裝置能夠有效地起到平穩、恒定加壓、吸震、防跳、保護鉆頭、鉆具，延長其使用壽命、加快鉆井速度、保證井身質量、減輕司鉆勞動強度等作用，值得大力推廣應用。由于液力加壓技術還是一項沒有被現場人員普遍認識、接受的新技術，因此推廣應用此項技術，還需要科技人員大力宣傳其優越性，需要研制人員和現場技術人員緊密結合，6 共同制定符合現場實際的使用措施，用實際使用的對比效果來表明其有效作用。科研人員要不斷完善液力加壓技術，研制使用范圍更廣、更加適合于現場調節的工具，以不斷拓展其 功能，使其發揮更大的作用。