石油鉆井工程技術(shù)優(yōu)化的必要性及措施

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摘要：在全球油氣需求量不斷增加的今天，油氣開(kāi)采質(zhì)量和能力成為了受大眾密切關(guān)注的問(wèn)題。與此同時(shí)油氣勘探技術(shù)在不斷地發(fā)展，鉆井工程與超深層油氣開(kāi)采技術(shù)全部成為了油氣資源開(kāi)采的重要支持。上述技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)我國(guó)油氣資源的開(kāi)發(fā)有著很積極的作用?，F(xiàn)本文簡(jiǎn)要分析國(guó)內(nèi)常用鉆井工程技術(shù)以及其應(yīng)用的必要性，分析石油鉆井工程技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和策略，希望能夠?yàn)槲覈?guó)石油行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：石油工程;鉆井工程技術(shù);鉆機(jī)技術(shù);必要性;策略

結(jié)合近些年我國(guó)的油氣勘探狀況來(lái)看，國(guó)內(nèi)的油氣開(kāi)發(fā)正由常規(guī)面向非常規(guī)、陸地向海洋、淺層向深層方向發(fā)展。在國(guó)內(nèi)能源結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整以及經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，石油資源已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展重要資源，社會(huì)對(duì)石油需求量提出了更高的要求。因此我國(guó)對(duì)油氣資源開(kāi)采技術(shù)以及石油項(xiàng)目的投資于近幾年也在不斷地增加。據(jù)資料顯示，油井鉆井項(xiàng)目投資約占石油工程投資50%。在國(guó)內(nèi)表層油氣資源漸漸枯竭的今天，我國(guó)石油開(kāi)采也正朝著非常規(guī)與超深層油氣開(kāi)采方向發(fā)展，這些都對(duì)鉆井技術(shù)提出了極高的要求。

1國(guó)內(nèi)石油鉆井工程技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與必要性

1.1水平井。這種技術(shù)采用了世界最先進(jìn)的、效果最顯著的一些碎鉆測(cè)量設(shè)備和特殊井底動(dòng)力裝置。能夠在鉆井過(guò)程中，將井斜角鉆出86°以上，屬于定向鉆井類技術(shù)[1]。從全球范圍來(lái)看，我國(guó)為第三個(gè)能夠熟練應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家。這項(xiàng)技術(shù)不僅技術(shù)成熟，同時(shí)發(fā)展與出現(xiàn)的也比較早，在國(guó)內(nèi)已有多年的應(yīng)用實(shí)踐。在多年的發(fā)展和改進(jìn)下，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)形成了動(dòng)態(tài)監(jiān)控、注意短起、上下調(diào)整、多開(kāi)轉(zhuǎn)盤(pán)、鉆具穩(wěn)平的特點(diǎn)。其中的動(dòng)態(tài)監(jiān)控可以對(duì)鉆井段做全面、詳細(xì)的計(jì)算，并對(duì)鉆具的組合導(dǎo)向與定向狀態(tài)做詳盡的評(píng)價(jià)，分析并調(diào)整帶鉆井眼。注意短起是指短程起鉆，保障井壁質(zhì)量，防止出現(xiàn)鉆井問(wèn)題。上下調(diào)整是指對(duì)鉆井的井斜角與鉛垂位置調(diào)整。多開(kāi)轉(zhuǎn)盤(pán)的目的在于減少鉆井過(guò)程中出現(xiàn)的摩擦阻力，進(jìn)而提高鉆井設(shè)備的轉(zhuǎn)速，一般來(lái)說(shuō)水平段鉆盤(pán)進(jìn)尺為總進(jìn)尺75%。鉆具穩(wěn)平即強(qiáng)調(diào)鉆具穩(wěn)定性，注重鉆具的合理組合設(shè)計(jì)與選型。1.2大位移井。這種技術(shù)目前在全球范圍內(nèi)都屬于高精尖技術(shù)，這種技術(shù)結(jié)合了定位井技術(shù)與水平井技術(shù)，是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程。這項(xiàng)技術(shù)自身存在許多的技術(shù)難點(diǎn)需要攻克，不過(guò)在多年的發(fā)展與理論優(yōu)化過(guò)程中，國(guó)內(nèi)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用和配套技術(shù)發(fā)展的研究獲得了較為喜人的進(jìn)步，已完成了初步的研究和運(yùn)用，許多的技術(shù)難題和技術(shù)要點(diǎn)相繼被攻克。國(guó)內(nèi)前海油田已可以將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在油井的開(kāi)發(fā)，獲得了令人滿意的成績(jī)。1.3地質(zhì)導(dǎo)向。這種技術(shù)是由導(dǎo)向工具以及地質(zhì)導(dǎo)向設(shè)備組成形成的，事實(shí)上這項(xiàng)技術(shù)建立在導(dǎo)向鉆井這項(xiàng)技術(shù)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了鉆井技術(shù)、測(cè)井技術(shù)、油藏工程的統(tǒng)一，能夠達(dá)到隨鉆控制的目的。由于這項(xiàng)技術(shù)有著電阻率地質(zhì)參數(shù)、輔助參數(shù)等支持，因此這項(xiàng)技術(shù)不僅擁有鉆頭軌跡控制、地層構(gòu)造判斷、儲(chǔ)層特征分析能力，同時(shí)還可以大幅度提高鉆井成功率與采收率，進(jìn)而降低鉆井作業(yè)成本。1.4套管及連續(xù)管。國(guó)內(nèi)在應(yīng)用連續(xù)管鉆井這項(xiàng)技術(shù)的過(guò)程中，結(jié)合我國(guó)國(guó)情實(shí)際需求，對(duì)其進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，于防噴器安裝環(huán)形橡膠，密閉的環(huán)空設(shè)計(jì)，為欠平衡壓力鉆井創(chuàng)造了有利的條件。這種技術(shù)可以有效減少鉆井過(guò)程中對(duì)地層造成的傷害[2]。不僅確保了欠平衡鉆井作業(yè)順利的開(kāi)展，同時(shí)也保護(hù)了油氣層。這種技術(shù)在應(yīng)用時(shí)候可以連續(xù)循環(huán)，無(wú)需停泵，消除了接單管造成的井噴事故，適合老井的側(cè)鉆、小眼井鉆井、加深應(yīng)用。因需要的設(shè)備較少，且不需要占用過(guò)多的地面面積，因此常用于無(wú)法滿足環(huán)境需要的地面作業(yè)或海上平臺(tái)。事實(shí)上套管鉆井就是將鉆井與下套管合并到一起，形成完整的作業(yè)過(guò)程。既避免了常規(guī)井下鉆井作業(yè)帶來(lái)的不利影響，同時(shí)還能夠改善清晰井筒與水力參數(shù)問(wèn)題，大大提高了環(huán)控上反的速度。

2石油鉆井工程技術(shù)未來(lái)發(fā)展策略

石油鉆井技術(shù)目前正朝向更清潔、更經(jīng)濟(jì)、更安全、更快、更深方向發(fā)展，許多國(guó)外有代表的石油企業(yè)均十分關(guān)注深井鉆井、非常規(guī)鉆井、鉆井自動(dòng)化等技術(shù)。同時(shí)鉆井井下作業(yè)一體化、精通配套、井下監(jiān)測(cè)、井下震動(dòng)等技術(shù)也被予以了高度的支持。許多在國(guó)際上有著較大影響力的企業(yè)對(duì)于石油鉆井技術(shù)的發(fā)展的看法都是務(wù)必要堅(jiān)持推行高質(zhì)量、高水準(zhǔn)的服務(wù)開(kāi)發(fā)。對(duì)主營(yíng)業(yè)務(wù)試圖尋求海洋油氣、超深層、非常規(guī)油氣資源開(kāi)發(fā)技術(shù)瓶頸，以此來(lái)提升石油鉆井技術(shù)的業(yè)務(wù)能力與企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。2.1鉆井設(shè)備。對(duì)比全球石油企業(yè)來(lái)看，我國(guó)石油行業(yè)起步較晚，但憑借著業(yè)內(nèi)共同的努力，在近些年追趕上了發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步。不過(guò)由于發(fā)展時(shí)間短，因此高端鉆井設(shè)備以及有關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā)與研究仍然是我們需要重點(diǎn)關(guān)注的。只有不斷完善與創(chuàng)新鉆井設(shè)備的開(kāi)發(fā)，配備質(zhì)量、性能更加穩(wěn)定的鉆井設(shè)備，才能夠真正意義實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井項(xiàng)目的有效控制。此外還要掌握世界鉆井技術(shù)最新的動(dòng)向與變更，研究NDS鉆井、隨鉆地震、隨鉆導(dǎo)航、井下數(shù)據(jù)快速測(cè)傳、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向井、水平井、氣體鉆井、精細(xì)控壓井、MRC鉆井、多分支井、多參數(shù)LWD、自動(dòng)垂直、地質(zhì)導(dǎo)向、高效破巖等技術(shù)，并將這些技術(shù)逐步應(yīng)用到我國(guó)的鉆井工程，發(fā)揮這些技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值與優(yōu)勢(shì)。2.2鉆井液。即將鉆井液技術(shù)和廣譜屏蔽暫堵油保護(hù)技術(shù)融合，根據(jù)油層孔喉特點(diǎn)，選取合適李靜的油保添加劑。適當(dāng)調(diào)整鉆井液固相粒度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)油層孔喉的有效封堵。利用成膜劑膜結(jié)構(gòu)特征參與封堵油層孔喉，提高封堵質(zhì)量。提高地層承壓能力，擴(kuò)大安全密度窗口[3]。2.3井眼軌道自控。這一技術(shù)的研究與應(yīng)用目的是為了能夠準(zhǔn)確、快速的進(jìn)入油儲(chǔ)層。這種技術(shù)能夠與井下地質(zhì)條件相匹配，運(yùn)用特殊的工藝控制井方位與井斜，可以解決高陡坡結(jié)構(gòu)的大地層傾角井斜瓶頸，是與軌道設(shè)計(jì)保持一致的技術(shù)，能夠大大提高定向井中靶率和鉆井效率。2.4井下風(fēng)險(xiǎn)控制。鉆井過(guò)程中會(huì)遇到許多的風(fēng)險(xiǎn)包括井縮徑、斜、塌、漏以及井?dāng)唷⒖?、噴的?wèn)題。做好驚嚇風(fēng)險(xiǎn)控制的研究不僅能夠減少鉆井的周期和鉆井費(fèi)用，同時(shí)還能夠切實(shí)保障鉆井與油氣開(kāi)采的安全生產(chǎn)。在國(guó)內(nèi)油氣勘探項(xiàng)目不斷深入發(fā)展的今天，儲(chǔ)藏多、易開(kāi)發(fā)、油層淺的資源證在慢慢變少。國(guó)內(nèi)油氣的勘探如今正朝向海洋深水、復(fù)雜地層、超深部、低滲透方向發(fā)展。鉆井工程面臨著海、難、深、低的技術(shù)難題。在鉆井技術(shù)服務(wù)的領(lǐng)域越來(lái)越廣、服務(wù)對(duì)象越來(lái)越復(fù)雜且工程的開(kāi)采難度越來(lái)越大的同時(shí)，為適應(yīng)國(guó)內(nèi)能源發(fā)展需要，提高鉆井工程的技術(shù)問(wèn)題，解決超深層、非常規(guī)油層開(kāi)發(fā)技術(shù)難題已成最大的事物。國(guó)內(nèi)石油勘探必須著眼于油層保護(hù)鉆井液、井眼軌道自控系統(tǒng)、井下風(fēng)險(xiǎn)控制的應(yīng)用于研究。在社會(huì)局勢(shì)不斷發(fā)展，國(guó)外鉆井創(chuàng)新能力與科研能力不斷加強(qiáng)的今天，我國(guó)石油鉆井技術(shù)發(fā)展是較為穩(wěn)定的。保障能源供需平衡，維持足量的石油資源是我國(guó)最為重視的焦點(diǎn)問(wèn)題?？梢哉f(shuō)石油鉆井技術(shù)的應(yīng)用于進(jìn)步，不僅可以減少國(guó)內(nèi)油氣資源緊張的矛盾，同時(shí)還可以提高油氣開(kāi)采效果，創(chuàng)造更大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

3結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合了國(guó)內(nèi)當(dāng)前石油鉆井工程技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及國(guó)內(nèi)對(duì)油氣開(kāi)采、石油鉆井工程技術(shù)的需求必要性出發(fā)，分析了常用的集中石油鉆井工程技術(shù)，明確了石油鉆井技術(shù)的發(fā)展歷程和作用優(yōu)勢(shì)。根據(jù)未來(lái)社會(huì)對(duì)油氣資源的需要，嘗試性提出今后的石油鉆井工程技術(shù)的發(fā)展策略，只有不斷提高自動(dòng)化水平，最終達(dá)到智能化的鉆探，才可以真正意義上實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的油井鉆井項(xiàng)目，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)添磚加瓦。

參考文獻(xiàn):

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作者:胡劍川 單位:中石化中原石油工程公司