论文部分内容阅读
摘 要：微小井眼钻井技术（Micro hole drilling technology）是近几年内国内外迅速发展的新的钻井技术，它具有成本低，安全环保，它适用于恶劣环境下作业等优点。由于井眼小，因此钻井成本高也相应的减小，因此其应用前景是十分广泛的。本文从微小井眼的发展着手，介绍微小井眼的钻井技术的一些基本概念，分析其关键技术，并对其前景作出了分析。
关键词：微小井眼 研究现状 应用前景
微小井眼鉆井技术指井眼直径小于88.9mm的钻井技术，目前，正处于试验和研发阶段，由于其成本低，安全环保的特点，使得石油钻井技术低成本化，环保化前进了一步，积极的研究微井眼技术对石油工业的发展有着重要的意义。
一、微井眼钻井技术的研究现状
1.国外微小井眼钻井技术研究现状
目前。微笑井眼技术较为前沿的是美国。微小井眼创立之初是美国罗斯阿拉莫斯国家实室[1]（Los Aromos Nationl laboratory.LANL）提出的基于小型化地震传感器、微型井装置发展和可行性研究行为，在1994年LANL成功的实施了0.53m和0.72m的钻井试验。
1997年LANL提出微小井眼技术的概念，1999年，受到了美国能源部（DOE）的重视，尤其资助，多家研究院所及生产单位合作进行的微笑井眼连续油管钻井技术研究课题,取得了较大成果。2004年美国能源部又资助了6个微小井眼项目，总投资560万美元[2]。
2005年，美国一独立的专业组织，对这种钻井方式的益处，以及钻井工业界对此钻井方法的兴趣进行了广泛的调查。另外LANL等机构所判定的目标方案，给以改进可实现钻出1524m深的微孔井眼所需的现有方案指明了方向[3]。
2.国内微小井眼跟进技术研究现状
目前，国内现形投入的研究力量较为薄弱。在该领域，中国石油大学（北京）的李根生教授和西南石油大学的刘清友教授进行相关的基础理论研究工作。另外，一些油田为了提高采收率，可以利用微井眼开窗侧钻对其进行侧钻来进行二次增产，相对于目前的现状来说，是一个相对较成熟的技术，值得借鉴。
二、微小井眼钻井技术的优点
1.环保性好，微小井眼钻井技术地面设备小，处理液少，噪音低，从很大程度上减小了对环境的影响。
2.节省成本和时间，微型钻井技术 整体的连续油管钻井技术，发挥了连续钻井技术优点：停钻次数减小，钻井效率提高，节省了时间和成本。
3.适用于恶劣环境下作业，随着微小井眼尺寸减小，对人力、物力、生产资料和起下钻系统的要求大大降低。钻机比传统钻机更小、更轻，井场占地小，地面条件要求低，可快速组装和搬送，适用地面条件多限制的区域，如海上平台采油。
三、微小井眼钻井技术的缺点
由于井眼较小，使得钻柱尺寸和环空尺寸都很小，现有的井下工具是不适用于该种钻井工艺的。传统的井上动力钻很难利用到微小井眼钻井中来，同时连续油管不能旋转[4]，钻井液在井眼中清洗的效率降低，各部分的摩擦随之增加，造成钻进难度加大。与此同时，当摩擦过大时，仪器很容易磨损，而且可能会造成无法钻进的情况。
微小井眼的另一个问题就是井控，对于普通的井来说，当钻井液以某一流速向上排出时，是在溢流的范围，但对于微小井眼来说，就达到了井喷的范围。
四、微小井眼钻井技术的应用前景分析
1.微小井眼技术应用的可行性分析
目前，微小井眼技术还处于研究阶段，在和实际相结合的道路上还需要很多工作要做。但是根据美国能源部的意见。通过对现有钻井设备和连续油管技术进行适当的改进就能使微孔井深度达到1524m[5]。现阶段，人们主要在连续油管技术钻浅层微孔井，评价钻深层微孔井的可行性等方面努力。据悉，随着各种相关技术方案的浮现和对用于这类仪器的材料要求的 微小井眼技术钻井所能达到的深度还将随之上升[6]。
2.微小井眼技术的应用前景
根据国家十二·五规划的精神，国家将加大对页岩气方面的投资。由现有的页岩资料来看，我国各时期海相、陆相页岩气分布广泛且具备页岩气成藏条件，开发潜力大[7]。中国沉积盆地的页岩气地质储量达到45 ，可采储量为26 [8]。同时，页岩气相对于常规油气资源而言埋藏浅（国内平均埋深1200m），所以十分适合利用微小井眼技术对其开采的。利用微井眼技术开发页岩气，地面设备占地将明显减小，对于海上平台采油来说是一条很好的解决途径。同时，也使得页岩气的开采过程中减小噪音，污染物溢出少，在减小对环境的影响时大大降低了成本。如果将微小井眼技术和页岩气的开采相结合的话，将对页岩气乃至国家油气产业有着重要的意义。
与此同时，微小井眼还可以利用到煤层气上来，国内煤层气煤层气资源也是相当客观的，且约67%煤层气资源埋藏深度产量比较低，一般小于1500m，应用微小井眼钻井技术对其开发可以实现经济开采。微小井眼有利于井壁稳定[9]，可以有效缓解国内煤层气井壁易坍塌的问题。
五、结论
由于微小井眼技术由于低成本、安全环保的特点，并且其技术可以很好的控制井壁坍塌的一系列问题，如果将其利用到页岩气、煤层气等较新的能源开采上来，将会为低渗油气资源的开采提供了一条新的途径。当然，该技术想要取得关键性的突破，还需要很大的一段路要走，若微小井眼技术能够成功地研究出来，将会引起低渗油气资源开发技术方面的革新。
参考文献
[1]-[2]陈朝伟，周英操，申瑞臣，赵庆，方世良，郭庆丰，王金茹.微小井眼钻井技术概况、应用前景和关键技术[J].石油钻采工艺.2010,32[1]:5-9.
[3]李慧，黄本生，刘清友。微小井眼钻井技术及应用前景[J].钻采工艺。2008,31(2):42-45.
[4]李根生，沈忠厚，苏新亮.微小井眼连续油管钻井技术及其前景展望[C].“石油工程学会钻井工作部2005年年会暨第五届石油钻井院所长会议”征文.
[5]DOE,DOE to Support “Small Footprint”Technolgies for Oil and Gas Fields。2004，www.fossil.energy.gov.
[6]申健龙.唯恐钻井技术漫谈.中油网.2006,11,30.
[7]吕连鹏，周承富，陈辉，苟景峰，官德栋.连续油管技术在页岩气勘探开发中应用前景[J].石油矿场机械.2012.41(2):67-70.
[8]潘仁芳，黄晓松.页岩气及国内勘探前景展望[J].中国石油勘探.2009，22（6）：2-5.
[9]陈朝伟，周英操，申瑞臣等.考虑岩石尺寸效应的井壁稳定性分析[J] .石油钻采工艺,2009,37[3]:38-41.
作者简介：余昭艳（1990-），男，湖北省黄冈市人，长江大学石油工程学院，本科，主要从事石油工程钻井方面的研究。
关键词：微小井眼 研究现状 应用前景
微小井眼鉆井技术指井眼直径小于88.9mm的钻井技术，目前，正处于试验和研发阶段，由于其成本低，安全环保的特点，使得石油钻井技术低成本化，环保化前进了一步，积极的研究微井眼技术对石油工业的发展有着重要的意义。
一、微井眼钻井技术的研究现状
1.国外微小井眼钻井技术研究现状
目前。微笑井眼技术较为前沿的是美国。微小井眼创立之初是美国罗斯阿拉莫斯国家实室[1]（Los Aromos Nationl laboratory.LANL）提出的基于小型化地震传感器、微型井装置发展和可行性研究行为，在1994年LANL成功的实施了0.53m和0.72m的钻井试验。
1997年LANL提出微小井眼技术的概念，1999年，受到了美国能源部（DOE）的重视，尤其资助，多家研究院所及生产单位合作进行的微笑井眼连续油管钻井技术研究课题,取得了较大成果。2004年美国能源部又资助了6个微小井眼项目，总投资560万美元[2]。
2005年，美国一独立的专业组织，对这种钻井方式的益处，以及钻井工业界对此钻井方法的兴趣进行了广泛的调查。另外LANL等机构所判定的目标方案，给以改进可实现钻出1524m深的微孔井眼所需的现有方案指明了方向[3]。
2.国内微小井眼跟进技术研究现状
目前，国内现形投入的研究力量较为薄弱。在该领域，中国石油大学（北京）的李根生教授和西南石油大学的刘清友教授进行相关的基础理论研究工作。另外，一些油田为了提高采收率，可以利用微井眼开窗侧钻对其进行侧钻来进行二次增产，相对于目前的现状来说，是一个相对较成熟的技术，值得借鉴。
二、微小井眼钻井技术的优点
1.环保性好，微小井眼钻井技术地面设备小，处理液少，噪音低，从很大程度上减小了对环境的影响。
2.节省成本和时间，微型钻井技术 整体的连续油管钻井技术，发挥了连续钻井技术优点：停钻次数减小，钻井效率提高，节省了时间和成本。
3.适用于恶劣环境下作业，随着微小井眼尺寸减小，对人力、物力、生产资料和起下钻系统的要求大大降低。钻机比传统钻机更小、更轻，井场占地小，地面条件要求低，可快速组装和搬送，适用地面条件多限制的区域，如海上平台采油。
三、微小井眼钻井技术的缺点
由于井眼较小，使得钻柱尺寸和环空尺寸都很小，现有的井下工具是不适用于该种钻井工艺的。传统的井上动力钻很难利用到微小井眼钻井中来，同时连续油管不能旋转[4]，钻井液在井眼中清洗的效率降低，各部分的摩擦随之增加，造成钻进难度加大。与此同时，当摩擦过大时，仪器很容易磨损，而且可能会造成无法钻进的情况。
微小井眼的另一个问题就是井控，对于普通的井来说，当钻井液以某一流速向上排出时，是在溢流的范围，但对于微小井眼来说，就达到了井喷的范围。
四、微小井眼钻井技术的应用前景分析
1.微小井眼技术应用的可行性分析
目前，微小井眼技术还处于研究阶段，在和实际相结合的道路上还需要很多工作要做。但是根据美国能源部的意见。通过对现有钻井设备和连续油管技术进行适当的改进就能使微孔井深度达到1524m[5]。现阶段，人们主要在连续油管技术钻浅层微孔井，评价钻深层微孔井的可行性等方面努力。据悉，随着各种相关技术方案的浮现和对用于这类仪器的材料要求的 微小井眼技术钻井所能达到的深度还将随之上升[6]。
2.微小井眼技术的应用前景
根据国家十二·五规划的精神，国家将加大对页岩气方面的投资。由现有的页岩资料来看，我国各时期海相、陆相页岩气分布广泛且具备页岩气成藏条件，开发潜力大[7]。中国沉积盆地的页岩气地质储量达到45 ，可采储量为26 [8]。同时，页岩气相对于常规油气资源而言埋藏浅（国内平均埋深1200m），所以十分适合利用微小井眼技术对其开采的。利用微井眼技术开发页岩气，地面设备占地将明显减小，对于海上平台采油来说是一条很好的解决途径。同时，也使得页岩气的开采过程中减小噪音，污染物溢出少，在减小对环境的影响时大大降低了成本。如果将微小井眼技术和页岩气的开采相结合的话，将对页岩气乃至国家油气产业有着重要的意义。
与此同时，微小井眼还可以利用到煤层气上来，国内煤层气煤层气资源也是相当客观的，且约67%煤层气资源埋藏深度产量比较低，一般小于1500m，应用微小井眼钻井技术对其开发可以实现经济开采。微小井眼有利于井壁稳定[9]，可以有效缓解国内煤层气井壁易坍塌的问题。
五、结论
由于微小井眼技术由于低成本、安全环保的特点，并且其技术可以很好的控制井壁坍塌的一系列问题，如果将其利用到页岩气、煤层气等较新的能源开采上来，将会为低渗油气资源的开采提供了一条新的途径。当然，该技术想要取得关键性的突破，还需要很大的一段路要走，若微小井眼技术能够成功地研究出来，将会引起低渗油气资源开发技术方面的革新。
参考文献
[1]-[2]陈朝伟，周英操，申瑞臣，赵庆，方世良，郭庆丰，王金茹.微小井眼钻井技术概况、应用前景和关键技术[J].石油钻采工艺.2010,32[1]:5-9.
[3]李慧，黄本生，刘清友。微小井眼钻井技术及应用前景[J].钻采工艺。2008,31(2):42-45.
[4]李根生，沈忠厚，苏新亮.微小井眼连续油管钻井技术及其前景展望[C].“石油工程学会钻井工作部2005年年会暨第五届石油钻井院所长会议”征文.
[5]DOE,DOE to Support “Small Footprint”Technolgies for Oil and Gas Fields。2004，www.fossil.energy.gov.
[6]申健龙.唯恐钻井技术漫谈.中油网.2006,11,30.
[7]吕连鹏，周承富，陈辉，苟景峰，官德栋.连续油管技术在页岩气勘探开发中应用前景[J].石油矿场机械.2012.41(2):67-70.
[8]潘仁芳，黄晓松.页岩气及国内勘探前景展望[J].中国石油勘探.2009，22（6）：2-5.
[9]陈朝伟，周英操，申瑞臣等.考虑岩石尺寸效应的井壁稳定性分析[J] .石油钻采工艺,2009,37[3]:38-41.
作者简介：余昭艳（1990-），男，湖北省黄冈市人，长江大学石油工程学院，本科，主要从事石油工程钻井方面的研究。