石油鉆井的鉆頭選擇及鉆井液確定

1.前言
　　在開采石油的鉆井期間，鉆頭通常用作于擊碎巖石后的井眼之一，其自身的質(zhì)量與其和巖石性質(zhì)的適應與否，對鉆井的施工工藝十分關鍵[1]。從以往開采石油鉆井的實踐表明，鉆頭的質(zhì)量好壞和鉆井的開采質(zhì)量、速度存在密切聯(lián)系，對鉆井的開采成本起關鍵性作用。而鉆井液往往適用于鉆井井底的清洗工作中，其能將巖石擊碎后形成的巖屑成功帶出井底，確保了石油鉆井開采工程的順利進行。
　　2.石油鉆頭的分類和選擇
　　在開采鉆井期間，鉆頭通常用作于擊碎巖石后的井眼之一。鉆頭的質(zhì)量好壞與其和巖石性質(zhì)的適應與否，對鉆井施工工藝的選擇其關鍵性作用，尤其是鉆井的開采質(zhì)量、速度與鉆井的開采成本存在重要影響。現(xiàn)階段石油鉆頭的類型繁多，按鉆井方法可分金剛石的鉆頭、牙輪鉆頭以及刮刀鉆頭等三種，其中牙輪鉆頭在開采石油鉆井中的應用最多，其應用的程度也較為深刻。而刮刀鉆頭的應用卻相對減少，其的應用范圍最小。以下對金剛石鉆頭與牙輪鉆頭的基本概況及選擇進行介紹。
　　2.1金剛石鉆頭的基本概況與選擇
　　所謂金剛石的鉆頭，是利用金剛石材料制作成切削刃的鉆具。按鉆頭地層的適應性可分為聚晶金剛石的復合片鉆頭與一般的金剛石鉆頭兩種。首先，聚晶金剛石的復合片鉆頭應用較為廣泛，通常適用于硬、中、軟質(zhì)的地層，而一般的金剛石鉆頭僅適用于研磨性高、地質(zhì)偏硬的地層[2]。兩者間的差異關鍵在于刀片的不同，其中聚晶金剛石的復合片鉆頭通常由金剛石的復合片、鉆頭體以及噴嘴等部分組成，而一般的金剛石鉆頭大多由金剛石顆粒、鉆頭體、噴嘴等組成。在選擇金剛石刀片的過程中，基于其具備優(yōu)良的切割性能，可選擇鉆速較快、深度較大的方法進行。但在使用時需注意金剛石鉆頭的質(zhì)地較為脆弱，抗沖擊性不強，對此，在使用期間應嚴格依照規(guī)范流程操作。此外，金剛石鉆頭的穩(wěn)定性具有相對限額，施工時應確保鉆頭的冷卻性能及清洗狀況，加上金剛石的價格較為昂貴，操作時需更加謹慎。
　　2.2牙輪鉆頭的基本概況與選擇
　　根據(jù)牙輪鉆頭的構造可分為鉆頭體、軸承、巴掌、牙輪以及水眼等5個部分，有時還包括儲油的補償系統(tǒng)。牙輪鉆頭的結構分布主要是：鉆頭上方裝有螺紋，將其和鉆柱相互連接；鉆頭下方附帶牙輪，其上部裝有3個巴掌；將牙輪裝在鉆頭的牙軸上面，其中各牙輪和牙軸間裝有軸承，牙輪可通過切削齒破碎巖石。將水眼作為鉆頭鉆井液的流通渠道，在開采作業(yè)期間，牙輪可通過鉆井實施過程中的橫向剪切和縱向振動作用擊碎巖石，以提高鉆井的開采速度[3]。另外，在選擇牙輪開采鉆井時，需要比較相鄰鉆井地層的地質(zhì)資料，根據(jù)鉆井本身的地層條件和鉆井設備的實際情況進行選擇。通常需要注意的問題有：同個鉆井中井段鉆進的深度大??；鉆進地層中有無軟硬地質(zhì)交錯的情況；鉆井地質(zhì)的可研磨性與地層的軟硬程度；鉆井期間是否需要鉆進斜地層的防斜等。這些均是選擇鉆井鉆頭時需要考慮的因素。
　　3.確定欠平衡鉆井液的密度
　　當前石油鉆井的鉆井技術種類繁多，欠平衡的鉆井技術作為其中的一種，其的實踐效果令人較為滿意，是近些年來發(fā)展較為迅速的技術之一。由于欠平衡鉆井技術所調(diào)配出鉆井液的質(zhì)量好壞，在一定程度上直接對其密切的確定造成影響，進而鉆井液密度的確定，已成為保障該技術的關鍵性因素。通常確定石油鉆井液密度的步驟包括以下幾點：環(huán)空壓耗、地層細縫的壓力確定以及密度計算等。以下就此一一介紹。
　　3.1環(huán)空壓耗
　　在具體的鉆井實踐中，環(huán)空壓耗與石油鉆井液密度的確定緊密相連。偏平衡或者過于平衡的鉆井油泵排量，通常是嚴格依照鉆井的噴射情況，加以設計并安裝鉆頭的最大功率。位于這種條件下，鉆井液的循環(huán)流動大體能保持在穩(wěn)定的狀態(tài)下進行。但對于欠平衡的鉆井技術，其并不適用于這種條件。對此，在具體的鉆井作業(yè)中，適當增加井控的可靠性，能有效避免由于穩(wěn)定流動而導致油氣層被沖刷的情況發(fā)生。
　　3.2確定鉆井地層縫隙的壓力
　　在開采石油鉆井時，由于用來測試地層壓力方法的不同，得出的測試結果也有所不同，有時得出的數(shù)值差異甚至高達10%以上。此外，該種現(xiàn)象在進行深井鉆井的過程中表現(xiàn)更為突出，經(jīng)過仔細的測算后，發(fā)現(xiàn)其的差值已遠遠超出其負壓的差值。對此，不難看出，在石油鉆井液密度的確定期間，通過聲波時差法進行監(jiān)測鉆井地層的壓力，其出現(xiàn)的誤差值較大，進而其所確定出的鉆井液密度也就不存任何意義。在勘探油井地質(zhì)的過程中，地層縫隙的壓力通常包括鉆桿測試壓與試油靜壓兩種。而在確定不同鉆井壓力時，特別要注意依照油層的深度大小給予適當調(diào)整。在進行探井測試時，可通過計算及分析鉆井測試出的數(shù)據(jù)，獲取石油鉆井地層的縫隙壓力[4]。
　　結束語
　　石油鉆井的鉆頭選擇與其鉆井的效率、質(zhì)量存在重大聯(lián)系，在選擇時應依據(jù)鉆井地層的實際情況進行。石油鉆井液密度的確定，是確保鉆井順利開采的有力保障，特別是欠平衡井鉆井液的密度確定，可結合地層的實際情況加以計算。