世界鉆井技術新進展及發展趨勢分析

楊建云（中石油長城鉆探鉆井技術服務公司，遼寧 盤錦 124010）

目前，鉆井技術已全面進入科學化鉆井的后期階段，其重要標志是智能化、信息化技術已在鉆井工程中得到了廣泛的運用，鉆井技術正朝著全面自動化邁進。隨著能源產業和鉆井技術發展的同時，鉆井技術的重要作用也日益突顯:鉆井技術不再是單純的建立、打通油氣能源開發的通道，業已成為提高油氣井量、提高油氣能源開發效益的重要手段。

1 世界鉆井技術新進展

1.1 復雜結構井鉆井技術

水平井、大位移井和分支井等復雜結構井，通過其獨特的構造可以增大油氣層中石油等能源的裸露面積，同時適用于開采各種地形受限的油氣藏，近年來獲得了廣泛的應用和迅速的發展。

1.2 水平井

水平井是井斜角接近90°，且在井眼在產層內的橫向衍生的油氣井。因水平井的構型獨特，使其可以擴大油氣層裸露面積，便于較薄的油氣層、裂縫性油氣藏、氣頂或底水油藏的開發。自上世紀80年代以來，水平井鉆井技術得到了世界范圍內的廣泛應用。

1.3 大位移井

大位移井屬于定向井，其水平位移通常達到井的垂深的2倍以上，具有較長的穩斜段。采用大位移井技術可以開采各種地形受限的油氣藏，有效提高地層的開采效率。同時，大位移井可將海上分散的油氣藏進行串聯，利用固定平臺的設施進行統一開發，從而極大的節約海上油田的開發費用。

1.4 分支井

分支井指的是從主井眼中鉆出兩個或以上分井眼的井，適合于開采層狀油氣藏和形狀不規則的油氣藏以及鉆井數量受到限制的海上平臺。目前分支井鉆井技術已相對成熟，較好的滿足了油氣藏開發的需求。

魚骨井指的是從主井眼水平段中鉆出多個分支井眼且分支井眼均分布在同一油層中的井，屬于分支井的一種，其井產量高達直井的8至9倍。魚骨井已得到了各國的廣泛使用，同時以魚骨井為基礎的最大存儲接觸（MRC）鉆井也在不斷發展。

1.5 自動化鉆井技術

自動化鉆井是未來鉆井技術的發展方向，自動化鉆井技術可分為地面設備和鉆機機械自動化和井下自動化兩大方面。自動送鉆裝置也得到了不斷的發展，大幅度提高了鉆井效率。

1.6 地面設備和鉆機機械自動化

現代鉆機廣泛采用了PLC控制系統、電子司鉆、頂驅裝置、自動送鉆裝置等數字化技術。通過使用PLC技術，可在鉆臺上集成若干種復雜機械裝置，讓操作控制人員在控制室內對鉆井活動進行遠程監測和控制。而電子司鉆可通過使用計算機、觸摸屏等裝置實時實現對各項鉆井參數的監控和調整，從而及時解決鉆井過程中的遇到的各種異常。頂驅裝置可以使鉆井起鉆時倒劃眼，適宜于開鑿各種復雜結構井。自動送鉆裝置的使用則極大的提高了鉆井效率，同時，通過與數據采集監控自動化系統一起使用，自動送鉆裝置可實現對鉆速、鉆壓、扭矩等鉆井參數的實時監控。

1.7 井下自動化

1.7.1 旋轉導向鉆井

全自動選擇導向鉆井技術的發展和運用，使復雜油層環境中鉆井質量、速度和成功率獲得了較大提升。目前，國際上研制了多種旋轉導向工具和旋轉導向系統。

1.7.2 自動垂直鉆井

為解決在復雜地質條件下垂直鉆井的問題，自動垂直鉆井技術得到了廣泛關注和快速發展，目前已進入商業化應用階段。Power-V垂直鉆井系統由機械、電子控件、輔助裝置組成，在鉆井過程中可實時感應井斜變化并及時對鉆井系統進行調整，以保證垂直鉆井。Verti-Trak系統在鉆井過程中可按照井眼軌跡自動對鉆頭施力，保持井眼垂直。

1.8 隨鉆測量技術

步入新世紀以來，隨鉆測量技術獲得了長足的發展與完善，當今隨鉆測量的參數已超過20種，測量儀器距離鉆頭也越來越近。該技術具有穩定性強、測試性強、可靠性高等特點，可以對油氣層狀態進行較好的評估，并提供相關決策信息以避免井下異常情況的發生，具有較高的市場價值和發展前景。目前，獲得廣泛研究的應用的隨鉆測量技術有隨鉆井底環空壓力測量、電磁波傳輸式隨鉆測量、隨鉆陀螺測試、隨鉆地層測試、井下隨鉆診斷系統等。

2 發展趨勢

2.1 鉆井裝備向自動化、模塊化、一體化發展

近年以來，國外鉆井裝備正向自動化、模塊化、一體化的方向發展，具體體現在鉆機能力不斷增強、鉆機體積不斷增大、鉆機自動化程度進一步提高等方面。

2.2 自動化鉆井技術隨鉆測量技術進一步發展

自動化旋轉導向鉆井技術將會在未來的得到更將廣泛的應用，同時隨著隨鉆測量技術的迅速發展，有望進一步提高測量儀器的環境溫度適宜性、可靠性、維護性和精度，同時提供更多參數的測量功能。

2.3 復雜結構井技術

目前，水平井、大位移井、魚骨井、MRC井等復雜機構井的使用，極大的提高了油氣藏的開采效率、降低了開采成本，獲得了廣泛應用，在今后的發展中，自動化、智能化技術的進一步運用將促進復雜結構井技術的發展，獲得更高的油氣藏開發效益。

2.4 其他技術

膨脹管與連續管技術、套管鉆井技術近年來都獲得了相當大的進展、完成了一系列成功的實驗，有望于應用在鉆井工程中。

[1]張紹槐.現代導向鉆井技術的新進展及發展方向[J].石油學報,2003,24(3):82-85,89.

[2]沈忠厚.現代鉆井技術發展趨勢[J].石油勘探與開發,2005,32(1):89-91.