石油钻井技术现状趋势

【摘 要】随着国民经济的稳定发展,国家对石油能源的需求量日益攀升.文章首先回顾了国内石油钻井技术的发展历程,并简要介绍了现代石油钻井技术的进展,然后结合国内外石油钻井技术的发展现状,指出3G视频监控技术、深海石油钻井技术以及石油钻井智能化技术必将成为我国石油钻井的主流技术,最后明确钻井技术今后的发展趋势.

【关 键 词】石油钻井；钻井技术；综述；智能化

0.引言

近年来,我国钻井工程技术得到快速发展,钻井工程的规模实力和钻井工程的整体水平得到显著提高,但未来国内外钻井技术将遇到哪些难点及发展趋势?钻井是石油勘探开发的“龙头”,钻井的投资实际上占整个勘探开发投资的50%以上.钻井工程技术水平直接关系到石油勘探开发的成败,决定着石油上游业务的发展潜力和竞争能力.目前,钻井工程已开始成为寻找油气藏、高效开发油气田最有效的手段,特别是欠平衡、水平井等技术已成为现代油气勘探开发的重要手段,对增储上产和提高采收率十分重要.

1.国内钻井技术现状

长期以来,我国的石油钻井科研工作一直处于跟随状态,学习和追赶国外先进技术并努力实现先进技术的国产化.总体来看,我国石油钻井技术水平与国外先进水平有5年～10年的差距.近几年,我国钻井工程技术得到快速发展,钻井工程的规模实力和钻井工程的整体水平得到显著提高.但在自动垂直钻井、可膨胀管钻井、深海钻井、陆上深井超深井钻井等高端钻井技术领域,以及综合钻井实力方面,与世界先进水平相比还有一定的差距.国内旋转导向技术几乎还处于空白状态.无论是今后钻大位移井、分支井,还是煤层气鱼骨井,都非常需要这项技术.国内自2000年开始膨胀管技术研究,2003年首次在大庆油田进行了两口井的套管补贴,获得了成功,目前成功补贴已超过200口井.从国际上看,地质导向钻井已是成熟技术,自动垂直钻井系统国外已投入商业应用,欠平衡钻井、气体钻井国外已是常规生产技术,我们还处在研究推广阶段.但国内中石油钻井院苏义脑院士经过多年努力,成功研制出近钻头地质导向系统,成为世界上第四个拥有这项技术的国家.

2.现代石油钻井技术发展趋势

综合当今国际石油工业的发展趋势和钻井技术的发展,不难看出石油钻井技术的发展趋势主要有：

(1)以提高勘探开发的综合效益为目标,向有利于发现新油气藏和提高油田采收率方向发展.

(2)以信息化、智能化为特点,向自动化钻井方向发展.

2.1发展方向-发现新油气藏和提高油田采收率

20世纪末,国际石油产业可持续发展面临严峻挑战,即寻找新的石油资源越来越困难,加之主要产油国家,油田开发多进入中后期,产量迅速递减,而石油需求量却越来越大,且油价攀升,突破60美元/桶.在此背景下,各大石油公司加大科研投入,对寻找新油气藏和提高采收率给予了格外关注.石油钻井界和相关怎么写作公司在发展信息化、智能化钻井技术基础上又开发了有利于发现新油气藏和提高采收率的新钻井技术.如欠平衡压力钻井、水平井及分支水平井钻井、大位移井钻井和多分支井钻井技术,对原有的老井重钻技术、小井眼钻井技术和连续油管钻井技术也给予了新的技术内涵,这些技术最显著的技术目标是以最直接的钻井方式沟通油气藏,以最原始的状态打开和保持油气藏,从而达到最大限度地开采油气藏,获得最好的经济和社会效益.

2.2信息化、智能化为特点,向自动化钻井方向发展

20世纪80年代中期以后,国际石油钻井中使用随钻测量、随钻测井、随钻地震、随钻地层评价、钻井动态信息实时采集处理、地质导向和井下旋转导向闭环钻井等先进技术以来,钻井技术发生了质的变化,其变化特征为：

(1)钻井信息数字化.在钻井过程中,井下地质参数、钻井参数、流体参数和导向工具位置及状态的实时测试、传输、分析、执行、反馈及修正,钻井信息向完全数字化方向发展.越来越脱离人们的经验影响和控制,钻井过程逐步成为可用数字描述的确定性过程.

(2)工具和作业智能化、集成化.当前的导向钻具、测试工具和作业控制都日趋智能化.一项由国际数家公司组成,1990年开始,历时5年,耗资950万美元开发的集成钻井系统(IDS)和集成钻井作业系统(IDO)获得成功,是钻井系统及操作智能化的体现.而近年地面自动控制的导向钻井工具和随钻地层评价测试系统(FEMWD)开发成功,更体现了工具和作业智能化趋势.

3．钻井的未来发展趋势

未来国内外钻井技术发展趋势如何,为人类石油勘探开发带来什么影响?汪海阁认为,钻井是石油工业的龙头.钻井发展总的趋势就是,不断满足勘探开发需要.钻井工程作为油气勘探开发的一个重要环节,一种主要手段,具有资金、技术密集,高投资、高风险的特点.他还说：“近年来,国际钻井技术的发展趋势,已经由传统的建立油气通道发展到采用钻井手段,来实现勘探开发地质目的,提高单井产量和最终采收率.”

我国石油钻井50多年的实践证明,走技术引进与自立开发相结合的道路是技术落后国家走向先进的一条必由之路、正确之道.走完全自主创新的路适应不了形势发展的要求,必须要充分吸收发达国家的先进技术为我所用.但是完全靠技术引进也走不通,因为先进的生产作业线及其产品,发达国家在未充分占领市场前是不会出卖的,引进二流三流产品的作业线,在国际市场上是没有竞争力的,其结果只能是绑在别人的战车上跟着跑,走上“引进—落后—再引进”的恶性循环.

另外,像我们这样钻井规模的国家,先进技术是写不起的,写别人的产品或请外国公司来怎么写作,在几口井上可以,但几百口井、上千口井如何来应用是经济上承受不了的.日本技术发展的成功经验是从模仿创新走向自主创新,值得我们借鉴.在引进国外先进技术,装备的同时,则绝对不能忽视自主开发与自主创新.

结合当前国际石油背景,汪海阁在分析今后钻井技术发展趋势时说,由于国际油价居高不下,引起世界石油勘探开发热潮,对钻井的要求会越来越高,钻井工作量也将大幅上升.“目前,勘探对钻井提出的要求是,深井超深井需要提高钻速；开发对钻井的要求则是提高采收率,提高单井产量,改变增长方式.管理上面临的难题是如何扩大欠平衡钻井应用,如何降低气体钻井的成本,如何广泛使用高压喷射技术”.在勘探上,欠平衡钻井提高了低压、复杂岩性、水敏性、裂缝性等储层的油气发现和保护水平,拓宽了勘探领域.在开发上,欠平衡钻井通过有效地保护储层,提高了单井产量,降低了开发综合成本.在工程方面,欠平衡钻井解决了低压地层漏失问题,提高了机械钻速,减少了压差卡钻,缩短了钻井周期.2007年中石油完成155口欠平衡井,取得了勘探上的重大发现,实现了吐哈三塘湖油田的高效开采,并大幅度提高了研磨性地层的钻速.

“预计今后3年到5年内,需求最突出的钻井技术仍然以水平井、欠平衡井、超深井三大技术为主,重点是要求保护发现油气藏.三种技术相互渗透,相互交融,不断互补,优化发展,并朝着纵深方向快速发展.”汪海阁还透露.未来高度需求、重点发展的钻井技术包括降低每米钻井进尺费用、降低地质旋转导向费用以及提高钻井速度等方面的技术,为中国石油勘探开发目标的实现加油添力.

4.结语

我们坚信,在科学发展观的指导下,抓住机遇,坚持创新,锐意进取,刻苦攻关,我国的钻井技术就会实现可持续发展,我国就会从钻井大国逐步成为钻井强国.　[科]

【参考文献】

［１］邓旭.长城钻探分支井钻、完井四大核心技术[期刊论文].石油科技论坛,2010,(2).

［２］张晓诚,刘亚军,王昆剑,张海.曹阳海上丛式井网整体加密井眼轨迹防碰绕障技术应用[期刊论文].石油科技论坛,2010,(5).

［３］吴萍.我国石油钻井技术现状及发展趋势初探.企业技术开发(中旬刊),2012,(3).