什么是以“点”带“面”的丛式钻井?
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发布时间：2022-05-16 18:01
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时间：2023-11-12 21:01
20世纪70年代之前近百年的现代石油工业发展中，人们虽经多次革新工艺，但一直沿用每次在原地打一口钻井的传统方式钻探各种探井、油井、注水井等，到了70年代中期，一项新型钻井工艺终于崭露头角——丛式钻井。这种钻井工艺是在海上一个钻井平台或者陆地上一个井场打多口井，井口距离仅有2～5米，打下去的钻井如同丛林一般。
丛式钻井一般仅打少量直井，多为定向斜井（图36）。开始钻井时，先打一段垂直井段，钻到一定深度时，按照工程设计，井段开始倾斜，利用特制的斜向器或其他造斜工具产生斜向力，使钻井斜向下钻，钻到一定深度后井底就可以与原来的垂直井段成较大距离的位移了。丛式钻井使沿用几十年的转盘旋转钻井工艺发展到一个新的水平。
图36 定向钻井的作用
丛式钻井一出现就具备了明显的优点：第一，它使得油田钻井工艺更加完善。在油田勘探中，一旦发生重大的井下落钻具等重大事故或者井喷起火事故，就会延误工期甚至造成钻进中的井报废，导致极大的浪费。丛式钻井就可以充当处理事故的救援井和补充井的角色。大庆油田勘探中曾有一口油井发生井喷，多次处理仍无法*。工程技术人员就以这口井为中心，在相距几十米远的两条对角线顶点上又打了四口定向斜井，使其钻穿的地层与井喷的地层连通，然后在这四口井中同时用高压打入水泥浆，最后终于压住了井喷。
在钻井勘探中，往往会遇到地下有良好的储油构造的地表是河流、湖泊或良田的情况，或者在老油田钻加密井遇到地面有建筑物时都可以采用打丛式井的办法来节省资金、提高效率。
第二，可以有效地节省钻井成本、加快油田勘探开发速度。在打丛式钻井时，原来的井场布置并不需要做大的改动，只需移动钻台底座，调整部分传动设备，就可以快速安装，迅速开钻。这样就可极大地提高钻机的利用率，尤其是在海上油气勘探开发的钻井中，这种节约效果更加明显。而且，老井的钻井液可以重复使用，又可节约钻井液材料的成本。第三，丛式钻井便于完井后油井的集中管理，减少集输流程，大大节省人力、物力和财力的投入。所以丛式钻井所产生的经济效益是十分可视的。
丛式钻井工艺对钻井设备的要求，除了普通钻井工艺所具有的提升、旋转、钻井液循环三大功能之外，还特别要求钻机的传动设备布局灵活、安装标准化、零配件具互换性，机房和泵房动力设备各自独立，井架与钻台能够快速组装，高效能的井底动力钻具、造斜工具和特殊钻钻头，精确而可靠的井底定向测斜仪器，配备大于常规钻机20%功率的动力设备。所以丛式钻井工艺也是一项十分复杂的系统工程，对钻机设备与操作人员的素质都有很高的要求。
目前，世界上钻丛式井技术较高的是美国，美国工程技术人员曾在加利福尼亚州圣巴巴拉海峡的一艘钻井船式平台上向四周打了96口井（图37），原苏联在陆地油田一个井场上也曾创下向四周打出30口丛式井的记录。
图37 钻井船
我国从20世纪50年代末期开始了定向斜井的研究，四川、中原、大港、胜利等油田都先后打成过最大井斜达90°、水平位移达1914.52米的定向斜井，为丛式钻井工艺积累了丰富的经验。从20世纪80年代中后期开始，我国大多数油田都能开展丛式钻井工艺。在海上油气勘探开发中，应用得更多。渤海石油钻井平台在渤中13井井位创下了向四周钻出12口丛式井的国内海上丛式钻井记录（图38）。胜利油田在河50断块设计了一组43口井的丛式钻井组，创下了我国丛式井数之最。
图38 海洋钻井
属于我国辽河油田的沈阳油田含油面积达92.5平方千米，地质储量1.9亿吨，油质极好，是我国最大的高凝油田，也是第一个全部采用丛式钻井开发的油田。该油田共建了105个丛式钻井平台，其中“七五”国家重点科技攻关项目——安12块10号平台创下了向四周钻出17口井的记录。由于投资大大减少，该油田当年建设、当年投产，1987年底日产即达到了6800多吨。
在沈阳油田的开发中，工程技术人员经过精密计算，采用优选完井方法、优选参数钻井技术，结果发现，钻一口2300米深的斜井要比钻一口同样深度的直井平均每米成本增加13.7元（20世纪80年代中期的费用），但一个同时钻6口井的丛式钻井平台建设总费用可以减少151万元，即平均每口井的费用可减少22万元。而且，油井投产后，对丛式油田更易于集中供热、供电，大量减少了地面管线的铺设，相应的也就减少了热能损失且便于管理，经济效益是相当可观的。据初步测算，沈阳油田仅采用丛式井整体开发一项就减少1632亩土地的占用，节省油田建设总投资3753.2万元。所以说，丛式钻井这项新工艺具有极大的社会经济效益。
