初探我國(guó)鉆井技術(shù)發(fā)展情況及趨勢(shì)

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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(lái)，我國(guó)石油鉆井技術(shù)科研工作處于一種跟隨模仿?tīng)顟B(tài)，在沒(méi)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?lái)看，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(lái)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(guò)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(kāi)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(wèn)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(guò)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(lái)，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(lái)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(kāi)發(fā)的“龍頭”，鉆井的投資實(shí)際上占整個(gè)勘探開(kāi)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(kāi)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(kāi)始成為尋找油氣藏、高效開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)發(fā)出有利于開(kāi)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(kāi)發(fā)方面，東部老區(qū)由于進(jìn)入開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(shuō)，鉆井工程技術(shù)已經(jīng)成為勘探開(kāi)發(fā)的先頭“攻城”部隊(duì)。高陡構(gòu)造防斜技術(shù)沒(méi)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(kāi)發(fā)的不斷推進(jìn)，逆掩推覆體的防斜問(wèn)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?？煽貜澖宇^、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(lái)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(lái)越靠近鉆頭，傳感器從原來(lái)距離鉆頭12～20m縮短到距離鉆頭只有1～2m的距離。

四.結(jié)語(yǔ)

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(kāi)發(fā)方面，東部老區(qū)由于進(jìn)入開(kāi)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(kāi)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(guò)程中特殊案例的及時(shí)判斷，中國(guó)石油大港油田勘探開(kāi)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，