淺談我國鉆井技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

王磊

【摘要】石油工程技術(shù)不僅關(guān)系到鉆井施工的速度與成本，也關(guān)系到勘探開發(fā)的水平與效益。鉆井技術(shù)如何適應油田勘探開發(fā)新形勢，為老油田穩(wěn)產(chǎn)作貢獻？應在關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)勢技術(shù)上尋求突破，在提高老油田采收率上作好文章，要不斷拓寬石油鉆井工程技術(shù)的支撐領(lǐng)域。近幾年由于世界油氣價格暴漲，全球的鉆井活動猛增鉆機供應吃緊和某些地區(qū)鉆機的日租金猛增。世界各國服務公司除千方百計地增加鉆機外，也在不斷地開發(fā)新技術(shù)以滿足鉆井的需求。本文探討了當今鉆井技術(shù)及出現(xiàn)的問題和未來的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】石油鉆井 機械

1 引言

目前鉆井工程技術(shù)的攻關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)十分廣泛，早已達到僅僅從鉆井施工提供技術(shù)的支撐，發(fā)展為了勘探開發(fā)服務。 在以往的發(fā)展階段，我們都是為鉆井施工提供實用新型的工藝技術(shù)和裝備，目的是提高鉆井速度、降低鉆井成本。鉆井公司作為施工方，是油公司的乙方，為油公司提供優(yōu)質(zhì)服務，并獲得最大的經(jīng)濟效益是鉆井公司的追求。對于目前占絕大多數(shù)的常規(guī)探井、開發(fā)井來說，不是能不能打成的問題，而是如何打快、打好，創(chuàng)造更大效益的問題。因此，一些實用、先進的鉆井工藝技術(shù)和裝備就成為提高鉆井速度、降低鉆井成本的重要手段，而這正是鉆井工程技術(shù)傳統(tǒng)的攻關(guān)方向。在這方面，一些先進的鉆井工藝技術(shù)研究已經(jīng)取得了突破并正在推廣應用，如優(yōu)快鉆井技術(shù)的實施，將鉆井完井周期縮短了40%以上；新型PDC鉆頭的推廣應用，將過去幾只鉆頭打一口井變成一只鉆頭打幾口井。這些技術(shù)，對提高鉆井質(zhì)量、加快鉆井速度、降低鉆井成本起到了很大的推動作用。然而，這些技術(shù)和裝備還遠遠不能滿足現(xiàn)場需求，還有許多新的課題需要繼續(xù)攻關(guān)。

2 目前鉆井的現(xiàn)狀及存在問題

抽油機是油田有桿抽油系統(tǒng)的地面驅(qū)動設(shè)備，在石油開采中經(jīng)常運用該設(shè)備進行開采工作，抽油機是一種地面動力傳動設(shè)備，并帶有桿抽油系統(tǒng)，在原油生產(chǎn)井中，地下石油的抽取就是通過抽油機的油管來完成。在油田生產(chǎn)所花的費用中，電能消耗占到三分之一為，在這些消耗的電能中，80%是由抽油機產(chǎn)生的，所以，通過改造抽油機的機械系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)可以節(jié)約油田生產(chǎn)的成本。在人類石油開采歷史上，抽油機已經(jīng)使用了一百多年。在現(xiàn)在的社會，抽油機發(fā)展出來的種類主要有兩種，即：游梁式抽油機和無游梁式抽油機。這兩類抽油機中，仍在各個產(chǎn)油國里廣泛使用是是游梁式抽油機。這是因為游梁式抽油機的諸多優(yōu)點受到人們的青睞，例如該中抽油機結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，可靠性高，操作維護方便，適應現(xiàn)場工況，使用壽命長并且一次性投資少，我們可以預計，在未來抽油機的選取上，人們依然會選取游梁式抽油機。游梁式抽油機雖然有上述諸多優(yōu)點，但是它也有很多的缺點。例如由于常規(guī)的游梁式抽油機自身的結(jié)構(gòu)特征，使得它的平衡曲柄凈扭矩脈動大，存在負扭矩，載荷率低，工作效率低，能耗也較大。在油田開發(fā)的中后期，石油的生產(chǎn)成本會因油井含水量的上升而越來越高，所以在未來，常規(guī)的游梁抽油機將不能夠達到人們的要求，所以研究新型節(jié)能抽油機就是必然趨勢，只有這樣才能達到人們的需求。最近十幾年里，人們已經(jīng)研究出了很多種新型抽油機，其中研究出的無梁式抽油機解決了很多常規(guī)機所不能解決的難題。縱觀所研究出來的新型抽油機，可以得出它們的一些特點：抽油機的適應性、可靠性、經(jīng)濟性和先進性得到了提高；抽油機性能得到改善，從而提高了抽油效率；抽油機的平衡效果也大為改觀，擴寬了抽油機的使用范圍，抽油機的體積和質(zhì)量不斷降低，抽油機也越來越趨于自動化和智能化。因此，對新型抽油機的研究是個迫在眉睫的課題。

目前，有桿泵抽油機是油田的主要采油設(shè)備，其不但使用數(shù)量大，用電量大， 而且系統(tǒng)效率低，節(jié)電潛力巨大，雖然也有很多節(jié)能型抽油機用于油田，也確實起到了一定的節(jié)能效果，但由于多方面原因，大部分節(jié)能機不能很好的適應油田的生產(chǎn)，具體有以下 5 種原因：

（1）部分新型機的易損件不是通用件，壞了之后不便維修。

（2）部分新型機造價太高，油田投資巨大。

（3）目前各種新型抽油機，傳動元件的使用壽命尚不理想。實踐證明，新型抽油機的可靠性是決定抽油機成敗的關(guān)鍵。

（4）油田工人一時很難熟悉一些新型機，日常維護困難。

（5）一些新型機雖然節(jié)能但維修費用高，入不敷出。

3 鉆井工具的發(fā)展及節(jié)能

面對這些新要求，石油工程技術(shù)需要調(diào)整科技創(chuàng)新和科研攻關(guān)方向的重點，突破關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)這一難題。要綜合分析世界前沿的新技術(shù)，不斷提高鉆井速度、降低鉆井成本，在研究新技術(shù)的同時，還有分析鉆井速度緩慢的影響因素，研究的重點是鉆井工藝、井下測量儀器、井下實用工具、新型鉆井液、先進的鉆井完井等技術(shù)，要深入研究，爭取攻克，從而為提高鉆井效率作出一定的貢獻，最根本的是降低石油生產(chǎn)的成本。

縱觀當前的研究狀況，抽油機主要向下列幾個方向發(fā)展：

（1）大型化方向。在油田開發(fā)的中后期，石油的生產(chǎn)成本會因油井含水量的上升而越來越高，所以無論是大泵提液采油工藝還是稠油開采稠油，只有大型抽油機才能完成。

4 結(jié)語

鉆井技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)過了起步的時期向著高速發(fā)展的階段進步。中國石化有一個廣闊的平臺那就是新的鉆井工程技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略。旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)和鉆空氣鉆井技術(shù)、套管技術(shù)和膨脹管的制造技術(shù)以及隨鉆技術(shù)等一些世界領(lǐng)先的新技術(shù)是攻關(guān)重點。要實現(xiàn)強化自主創(chuàng)新和自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)的發(fā)展必須以引進、消化為基礎(chǔ)才可以增加提高鉆井技術(shù)，這就是促進石油工程技術(shù)邁入發(fā)展新階段的要求。