許玲彬
[摘 ?要]由于我國(guó)是石油資源極其匱乏的國(guó)家,所以工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中受到諸多限制。面對(duì)如此嚴(yán)峻形勢(shì),提高石油鉆井技術(shù)的水平使油氣開發(fā)利用達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展尤為重要。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展,國(guó)家對(duì)石油能源的需求量日益攀升。石油鉆井智能化技術(shù)必將成為我國(guó)石油鉆井技術(shù)的主流技術(shù),鉆井技術(shù)也必定是今后的發(fā)展趨勢(shì)。
[關(guān)鍵詞]石油鉆井 ?鉆井技術(shù) ?綜述 ?智能化
中圖分類號(hào):TE24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)27-0040-01
引言
石油鉆井工程已成為我國(guó)積極尋找汽油藏,高效開采油氣最有效的手段。尤其是欠平衡、水平井等鉆井技術(shù)已成為當(dāng)代油氣勘探開發(fā)的重要手段,對(duì)提高國(guó)內(nèi)石油采收率十分重要。發(fā)展至今取得了令人矚目的成就,但相對(duì)西方發(fā)達(dá)國(guó)家而言還需繼續(xù)努力。
一、我國(guó)石油鉆井技術(shù)情況
一直以來,我國(guó)石油鉆井技術(shù)科研工作處于一種跟隨模仿狀態(tài),在沒有充分結(jié)合自身狀況的情境下,盲目學(xué)習(xí)趕超國(guó)外先進(jìn)技術(shù)以努力發(fā)展鉆井技術(shù)并使之國(guó)產(chǎn)化??偟膩砜?,我國(guó)石油鉆井技術(shù)水平同國(guó)外先進(jìn)鉆井水平有著5年~10年的差距。經(jīng)歷整個(gè)60年代蘇聯(lián)技術(shù)引進(jìn)期后,在70年代初期迎來了第一股自主創(chuàng)新熱潮,具有代表性的是東風(fēng)2井在勝利油田超過5000?m鉆井成功。此后由于石油禁運(yùn)事件的爆發(fā),我國(guó)自主研發(fā)進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)期,特別是進(jìn)入70年代末期,隨著國(guó)外鉆井技術(shù)的大量引進(jìn),國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的鉆井技術(shù)逐步開始尋求突破,并形成了以“噴射鉆井、優(yōu)質(zhì)輕鉆井液、高效鉆頭”為核心的三大鉆井技術(shù),以及由此衍生而成的噴射鉆井技術(shù)也廣泛運(yùn)用。
雖然我國(guó)在鉆井技術(shù)上取得了一些成就,但是隨著我國(guó)鉆井地域及井深的不斷變化,現(xiàn)有的鉆井技術(shù)出現(xiàn)了一些難度,特別是在深口井鉆井技術(shù)上。這一鉆井技術(shù)是在五十年代才逐漸成型的,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是有一定的差距的。這種鉆井技術(shù)是代表著一個(gè)國(guó)家鉆井技術(shù)水平,是鉆井技術(shù)的標(biāo)志。這種鉆井技術(shù)是極為復(fù)雜的,其適用性及配套方面的問題,影響著可持續(xù)發(fā)展,同時(shí)其也是制約著我國(guó)鉆井技術(shù)發(fā)展的限制性條件。但經(jīng)過國(guó)內(nèi)中石油鉆井院蘇義腦院士多年努力,我們終于成功研制出近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)并成為世界上第四個(gè)已擁有該項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家。
二、我國(guó)石油鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
近年來,我國(guó)鉆井工程技術(shù)得到快速發(fā)展,鉆井工程的規(guī)模實(shí)力和鉆井工程的整體水平得到顯著提高,但未來國(guó)內(nèi)外鉆井技術(shù)將遇到哪些難點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)?鉆井是石油勘探開發(fā)的“龍頭”,鉆井的投資實(shí)際上占整個(gè)勘探開發(fā)投資的50%以上。鉆井工程技術(shù)水平直接關(guān)系到石油勘探開發(fā)的成敗,決定著石油上游業(yè)務(wù)的發(fā)展?jié)摿透?jìng)爭(zhēng)能力。目前,鉆井工程已開始成為尋找油氣藏、高效開發(fā)油氣田最有效的手段,特別是欠平衡、水平井等技術(shù)已成為現(xiàn)代油氣勘探開發(fā)的重要手段,對(duì)增儲(chǔ)上產(chǎn)和提高采收率十分重要。但石油需求量卻與日俱增,且油價(jià)節(jié)節(jié)攀升。在此背景下,世界各大石油能源公司加大科研投入,格外關(guān)注開發(fā)新油氣藏及提高原油采收率。在大力發(fā)展信息化智能化鉆井技術(shù)的基礎(chǔ)上,石油鉆井界及相關(guān)石油服務(wù)公司又開發(fā)出有利于開采新油氣藏和提高原油采收率的新型鉆井技術(shù)。
三、我國(guó)目前石油鉆井技術(shù)存在的難題
就鉆井工程而言,地層的勘探面臨著地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壓力層系多、井下高溫等難題;在西部和南方海相地區(qū),面臨著超深井鉆探、地質(zhì)構(gòu)造斜度大、地層壓力復(fù)雜多變等難題;在海外,面臨著地質(zhì)資料不全、超長(zhǎng)段鹽層下的勘探難題,這些都是目前鉆井工程技術(shù)面臨的緊迫的攻關(guān)任務(wù)。在開發(fā)方面,東部老區(qū)由于進(jìn)入開發(fā)中后期,邊際油藏、薄油層及特殊巖性油藏和低滲透油藏開發(fā)成為主攻方向,鉆井工程技術(shù)舉足輕重。西部新區(qū)降低噸油成本、提高開發(fā)效益的要求,對(duì)鉆井工程技術(shù)和保護(hù)油氣層提出了許多新的課題。可以說,鉆井工程技術(shù)已經(jīng)成為勘探開發(fā)的先頭“攻城”部隊(duì)。高陡構(gòu)造防斜技術(shù)沒有完全突破。常規(guī)鐘擺鉆具防斜由于加不上鉆壓,影響了機(jī)械鉆速;偏軸結(jié)構(gòu)應(yīng)用在大尺寸井眼的井斜方面取得了一定的效果,但需進(jìn)一步加強(qiáng)研究。隨著勘探開發(fā)的不斷推進(jìn),逆掩推覆體的防斜問題成了困擾鉆井的瓶頸。
在水平井專用工具方面:大扭矩、低轉(zhuǎn)速多級(jí)馬達(dá)、可控彎接頭,可控穩(wěn)定器、水力加壓器、隨鉆擴(kuò)孔工具、以及高效PDC鉆頭等廣泛在水平井中的應(yīng)用。用連續(xù)油管鉆水平井也應(yīng)用的比較廣泛。大扭矩、低轉(zhuǎn)速多級(jí)馬達(dá)較普通動(dòng)力馬達(dá)的輸出扭矩高出2倍以上,提高了機(jī)械鉆速。其中閉式軸承的動(dòng)力馬達(dá)工作在300個(gè)小時(shí)以內(nèi)不用檢修,降低了工具成本和鉆井成本。可控彎接頭、可控穩(wěn)定器和水力加壓器等實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)控制,確保井眼軌跡達(dá)到設(shè)計(jì)要求,減少了起下鉆次數(shù),同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了安全鉆井。
在水平井儀器方面:隨鉆測(cè)量?jī)?nèi)容越來越豐富,現(xiàn)有的MWD儀器不僅能夠測(cè)量井斜、方位及工具面等參數(shù),而且對(duì)鉆頭處鉆壓、扭矩、井底溫度及井下振動(dòng)等力學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)還能夠?qū)Φ貙拥淖匀毁が?、密度、電阻率及孔隙度等地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,已發(fā)展成為具有隨鉆測(cè)量(簡(jiǎn)稱LWD)和隨鉆地震(簡(jiǎn)稱SWD)的功能。測(cè)量傳感器的位置也越來越靠近鉆頭,傳感器從原來距離鉆頭12~20m縮短到距離鉆頭只有1~2m的距離。
四.結(jié)語
鉆探、地質(zhì)構(gòu)造斜度大、地層壓力復(fù)雜多變等難題;在海外,面臨著地質(zhì)資料不全、超長(zhǎng)段鹽層下的勘探難題,這些都是目前鉆井工程技術(shù)面臨的緊迫的攻關(guān)任務(wù)。在開發(fā)方面,東部老區(qū)由于進(jìn)入開發(fā)中后期,邊際油藏、薄油層及特殊巖性油藏和低滲透油藏開發(fā)成為主攻方向,鉆井工程技術(shù)舉足輕重。
參考文獻(xiàn)
[1]汪海閣,鄭新權(quán).中石油深井鉆井技術(shù)現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)[J].石油鉆采工藝.2005.
[2]孫振純.水平井技術(shù)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展及應(yīng)用.
[3]王建富,時(shí)云珠,劉天鶴,楊喜柱.21水平鉆井過程中特殊案例的及時(shí)判斷,中國(guó)石油大港油田勘探開發(fā)研究院,天津大港,300280.
[4]侯璐.我國(guó)水平井鉆井技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)探討,長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院,