關(guān)于石油鉆井工藝技術(shù)研究進(jìn)展的分析

陳東

（長(zhǎng)城鉆探鉆井二公司，遼寧盤(pán)錦124000）

關(guān)于石油鉆井工藝技術(shù)研究進(jìn)展的分析

陳東

（長(zhǎng)城鉆探鉆井二公司，遼寧盤(pán)錦124000）

石油資源是國(guó)際戰(zhàn)略資源，其開(kāi)采效率和質(zhì)量直接關(guān)系到我國(guó)戰(zhàn)略能源的儲(chǔ)備。石油鉆井工藝技術(shù)是開(kāi)采石油資源的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈的形勢(shì)下，深入分析石油鉆井工藝技術(shù)研究進(jìn)展具有積極的意義。圍繞我國(guó)石油鉆井技術(shù)的研究進(jìn)展，分析了先進(jìn)鉆井技術(shù)的應(yīng)用以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，以供參考和借鑒。

石油鉆井；工藝技術(shù)；研究進(jìn)展

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.091

1 我國(guó)石油鉆井技術(shù)的研究進(jìn)展

目前，我國(guó)在投入大量人力、物力、財(cái)力的條件下已逐步形成了相對(duì)完整的鉆井技術(shù)體系，主要包括以下技術(shù)類(lèi)型。

1.1 鉆井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與處理技術(shù)

旋轉(zhuǎn)式鉆井方式是我國(guó)石油鉆井的主流方式，經(jīng)實(shí)際的工程實(shí)踐顯示，該鉆井方式受巖層、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等條件的影響明顯，造成鉆頭入孔后橫向轉(zhuǎn)動(dòng)，加劇了鉆頭的磨損。[1]為了有效解決此類(lèi)問(wèn)題，積極研發(fā)并推廣應(yīng)用了微電子與傳感檢測(cè)2種技術(shù)，其主要是充分利用鉆井動(dòng)態(tài)傳感檢測(cè)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控鉆頭，并且實(shí)時(shí)、高效地采集相關(guān)數(shù)據(jù)及進(jìn)行故障診斷，使鉆井作業(yè)在有力的技術(shù)支撐下能夠順利地開(kāi)展。

1.2 大位移鉆井與水平井技術(shù)

水平井技術(shù)相較于直井鉆井技術(shù)，具有提升產(chǎn)量、降低投入成本的特點(diǎn)。另一種大位移鉆井技術(shù)的斜井段相對(duì)較長(zhǎng)，增大了鉆柱摩擦阻力，進(jìn)而增加了井內(nèi)鉆屑的清理難度，但這一問(wèn)題隨著變徑穩(wěn)定器與可控偏心器的應(yīng)用逐漸得到了有效解決，目前已廣泛應(yīng)用到我國(guó)各大油田的開(kāi)采工程中。[2]

1.3 多分支鉆井技術(shù)

多分支鉆井技術(shù)的原理是在井眼底部鉆出分支井眼，在此基礎(chǔ)上根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和巖層情況再次分支，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單井多靶的立體式開(kāi)采，極大地增加了油井產(chǎn)量。

1.4 小井眼鉆井技術(shù)

小井眼鉆井技術(shù)的應(yīng)用有效解決了鉆頭尺寸過(guò)大以及鉆井成本過(guò)高的問(wèn)題，在鉆井工藝技術(shù)不斷完善的基礎(chǔ)上，賦予了該技術(shù)新的定義，使得小井眼鉆井技術(shù)得到了更為廣泛的應(yīng)用。

2 先進(jìn)石油鉆井技術(shù)的應(yīng)用

2.1 智能化鉆井技術(shù)

2.1.1 智能專(zhuān)家系統(tǒng)

智能專(zhuān)家系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為依托，以鉆井行業(yè)專(zhuān)家的數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，完成鉆井各相關(guān)數(shù)據(jù)的收集、統(tǒng)計(jì)、分析及傳輸?shù)裙δ埽瑸閷?shí)時(shí)、準(zhǔn)確分析井下作業(yè)提供參考依據(jù)。[3]智能專(zhuān)家系統(tǒng)需要在井下裝設(shè)傳感器，以有效采集相關(guān)數(shù)據(jù)，后經(jīng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析與處理，進(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作反應(yīng)，當(dāng)數(shù)據(jù)超出系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)范圍時(shí)會(huì)將該數(shù)據(jù)傳至網(wǎng)上的專(zhuān)家，經(jīng)具體分析后制定相應(yīng)的解決方案和措施，極大地提高了鉆井的速度和安全性以及鉆井行為的規(guī)范化。

2.1.2 智能通信網(wǎng)絡(luò)

智能通信網(wǎng)絡(luò)涵蓋了信息技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)包括實(shí)現(xiàn)了鉆井信息在控制中心與現(xiàn)場(chǎng)控制平臺(tái)之間的雙向傳遞，為鉆井信息的遠(yuǎn)程控制及共享提供了技術(shù)保障。還有就是其具有強(qiáng)大的存儲(chǔ)與快速傳輸能力、高穩(wěn)定性等。該技術(shù)的高效利用支持了井下與地面的良好交流。

2.2 鉆井污染控制技術(shù)

石油開(kāi)采會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染，需要無(wú)害化加工處理鉆井產(chǎn)生的廢氣、廢液及廢渣。現(xiàn)階段鉆井污染控制技術(shù)包括2種。（1）油基鉆井液技術(shù)，該技術(shù)是針對(duì)海洋石油鉆井污染控制的新型合成基鉆井液技術(shù)，基液的主要構(gòu)成部分包括醚、酯、線形石蠟、內(nèi)烯烴、α-烯烴等，能夠滿(mǎn)足鉆井所需的各種性能。（2）多功能鉆井液技術(shù)，其具備固井液和鉆井液的雙重功能，固化處理鉆井液的廢漿，降低鉆井作業(yè)產(chǎn)生的廢漿量，有效提高固井質(zhì)量，進(jìn)而提升了石油鉆井的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。

2.3 3G視頻監(jiān)控技術(shù)

3G視頻監(jiān)控技術(shù)具有覆蓋范圍廣、成本低、視頻監(jiān)控點(diǎn)操作便捷、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，石油企業(yè)應(yīng)充分利用3G視頻監(jiān)控技術(shù)構(gòu)建小型遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)，在井下安裝傳感器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和安全監(jiān)管鉆井作業(yè)的實(shí)際情況，確保鉆井作業(yè)的具體情況始終處于可控狀態(tài)。

3 石油鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 自動(dòng)化鉆井設(shè)備

國(guó)外自動(dòng)化石油鉆井設(shè)備的應(yīng)用大幅度提升了鉆井的作業(yè)效率。例如具備同樣鉆深能力的鉆機(jī)，絞車(chē)功率提高約1.5倍馬力，每臺(tái)泵的輸入功率提高約1.6倍馬力；為了滿(mǎn)足大位移井的作業(yè)需要，必須大力研發(fā)和應(yīng)用機(jī)、電、液一體化的鉆井技術(shù)，提高鉆井設(shè)備的性能。

3.2 連續(xù)管鉆井技術(shù)

連續(xù)管鉆井技術(shù)具有操作便捷、安全、污染少、占地面積小等優(yōu)勢(shì)，減少了鉆井作業(yè)人數(shù)，提高了鉆井作業(yè)水平，該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在鉆機(jī)空間受限制時(shí)尤為明顯。另外，該技術(shù)使用的鉆井液較少，降低了鉆井對(duì)地層的損害，有效提升了石油儲(chǔ)層的產(chǎn)量。

【1】璟師，吳萍，羅坤.我國(guó)石油鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)初探[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2012(8):161-162.

【2】于亮.淺談石油鉆井工藝技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012(6):116.

【3】鄧博文.對(duì)目前石油鉆井技術(shù)的研究與分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015(7):104-105.

圖2 蓄熱式燃燒器工作原理圖

以某一注汽鍋爐為例：燃料為天然氣，熱值為36357kJ/m3，空氣消耗系數(shù)1.2，空氣預(yù)熱溫度150℃；采用2種蓄熱燃燒系統(tǒng)，一種是不改變?nèi)剂?，將空氣預(yù)熱至600℃～1000℃甚至更高。一種是采用低熱值燃料，如氣化爐煤氣，將煤氣和空氣均進(jìn)行預(yù)熱。改造前后爐膛結(jié)構(gòu)不變，爐溫水平不變，爐膛出口煙氣溫度1000℃,以20℃為計(jì)算基準(zhǔn),計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 蓄熱燃燒與常規(guī)燃燒情況對(duì)比

4 結(jié)語(yǔ)

注汽鍋爐在我國(guó)華北地區(qū)的油田開(kāi)采應(yīng)用比較廣泛，已得到了油田工作人員的普遍認(rèn)可，并給開(kāi)采工作創(chuàng)造了可觀的效益。注汽鍋爐在油田主要用于采集站，分布式的采油機(jī)將原油輸送到采油站，通過(guò)管路輸送將原油及天然氣等進(jìn)行收集處理。隨著注汽鍋爐在我國(guó)大慶油田、勝利油田、長(zhǎng)慶油田、遼河油田等地區(qū)的廣泛使用，必將使我國(guó)的油田開(kāi)采工作步入新的飛速發(fā)展時(shí)代。

【參考文獻(xiàn)】

【1】孫國(guó)成,繆遠(yuǎn)晴,錢(qián)振斌.過(guò)熱注汽鍋爐在稠油熱采工程中的應(yīng)用[J].石油工程建設(shè)，2011(6):23-25.

【2】康志恒.油田注汽鍋爐在稠油開(kāi)采中安全運(yùn)行探討[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012(13):104-105.

【收稿日期】2016-07-08

The Analysis of the Research Progress on Oil Drilling Technology

CHEN Dong
(The Great Wall Drilling No.2Company,Panjin 124000,China)

Oil is the international strategic resource,and its production efficiency and quality in our country have a close relationship with strategic energy reserves.Oil drilling technology is a key technology of the oil exploitation.In the intense international market competition,in-depth analysis of oil drilling technology progress has positive significance.This article states the progress of drilling technology in China,and analyzes the application and future development trend of advanced drilling technology,in order to offer reference.

oild rilling;technology;research progress

TE28

A

1007-9467（2016）08-0167-02

2016-07-25

陳東（1982～），男，遼寧盤(pán)錦人，從事石油工程研究。