自動化智能化鉆井新技術的應用發展研究

毋焱

摘 要：石油是我國發展重要依賴能源，對社會經濟發展有著積極促進作用。而鉆井技術的自動化與智能化程度，直接影響著石油開采質量效率與安全程度。本文主要對自動智能鉆井技術與應用展開分析，希望對我國石油鉆井工程發展起有效參照作用。

關鍵詞：智能化;鉆井技術;應用;發展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.079

處于信息時代，新型石油鉆井技術，在石油鉆井工作中的應用越發自如。但我國自動化智能化鉆井技術的應用仍處于摸索性前進階段，對比國外發達國家，在節省生產力、成本等方面仍有較大差距。為切實發揮新鉆井技術的作用，還需加強智能鉆井工具、計算機監控系統等的應用，實現鉆井系統的規范化與自動化程度。

1 落實新鉆井技術的優勢

（1）提高鉆井作業質量。首先在石油鉆井項目中，工作人員能夠將實時數據反饋、導向鉆井等技術融入其中，作業安全程度提高，鉆井井身軌道精確度加強，鉆井質量隨之提高。各種智能化技術的應用，借助智能傳感器，能夠擴大鉆井管控范圍，鉆井運作過程精確掌控，井眼危險事故得以有效規避，鉆井生產成效進一步加強。

（2）鉆井作業更便捷。石油開采危險系數高，傳統鉆井工作需要投入大量的資源，包括人力物力等，工作強度與難度、成本隨之增加。運用各種智能化、自動化技術，作業質量效率將不斷增強，鉆井施工強度、難度隨之降低。

（3）減少作業周期。石油鉆井作業與現代科技結合，可以說是傳遞與掌握數據信息，作業不良問題實現了事前規避，為作業有序展開提供了保障。尤其是技術專家的指導，技術功能與作用最大程度發揮，作業周期得以確保。項目建設成本顯著降低，工程效益隨之提高。

2 自動化智能化鉆井技術類型

（1）旋轉導向鉆井技術。該技術發展于上世紀末，通過井眼軌道明確了鉆頭軌跡，實現了鉆頭軌跡有效控制。關鍵技術在于井下旋轉導向，核心是鉆井工具系統，鉆柱在旋轉鉆進過程中，實現了精確穩斜扭方位、增斜等。井下工具時刻處于旋轉狀態，井眼凈化效果確切，位移延伸能力增強，適用于水平井、分支井與大位移井等。鉆井系統工作機理，主要靠偏置機構的鉆頭或鉆柱產生導向。

（2）地質導向鉆井技術。該技術特征主要體現在以下幾方面;一是將測井技術、鉆井技術、油藏工程技術有效結合，形成帶有電阻率、伽瑪等近鉆頭地質參數，以及井斜角等進鉆頭鉆井參數的短節。二使用無線信號短傳，將參數傳至MWD，再傳至地面控制裝置。三是用地面軟件系統實時做出決策，實現隨鉆控制。該技術在非洲與歐洲等近50口井應用，技術效果與經濟效益顯著，廣泛用于分支井、薄油層水平井、深探井等。

（3）隨鉆地震技術。隨鉆地震技術在國外上世紀90年代取得較大發展，技術研究開展取得了不錯成績。我國在上世紀末才引入該技術，隨后高校研究機構，在噪音壓制、信號檢測等方面取得了不錯成效，在隨鉆系統、專用設備研發方面取得了重要突破。地震勘探技術能夠通過地震實驗，借助地震波傳感器，獲得鉆井中的地震震源等地層數據，借助地震技術、鉆井技術提高鉆井成效。

（4）近鉆頭測量技術。該技術實現了測井、鉆井與油藏工程等技術有效結合，借助隨鉆控制手段，以及工程參數測量、近鉆頭地質等手段，確保井眼準確穿過儲層位置，根據鉆頭傳感裝置獲得的地址特性信息，合理調整井眼軌跡，具有識別與導向的功能。

（5）智能鉆桿技術。該技術應用，提高了數據傳輸速率，數據高速傳輸的同時，實現了鉆井信息實時分析，數據傳輸的穩定性隨之提高。智能鉆桿遙測系統由頂驅轉動短節、井下接口短節、智能鉆桿、信號放大器等組成，具有雙向通訊、大容量、井筒實時監測、適用范圍廣、高速傳輸等功能。今后發展方向主要在提高數據傳輸速率、提高耐溫能力與無纜頂驅轉環短節研發等方面。

3 新鉆井技術發展應用

（1）計算機監控系統。現代科技應用，實現了作業數據實時獲取，資料時效化傳送，實時獲得反饋信息等功能，使得鉆井系統管理與監控同步。借助井下感應器，可將作業中的數據，實時上傳至監控設備，借助計算機監控系統，分析整理收集的數據，當處理結果與數據庫一致，可盡快傳輸至井下，當處理結果不符，需與井下工作人員加強溝通，意見統一后繼續施工。

（2）現代化鉆井工具。鉆井施工環境惡劣，易出現故障問題，需根據項目需要，合理配置設備工具，全面落實數據信息監測與收集等指令，確保鉆井施工有序展開。現代化的鉆井系統，運行機制作用強大，監測項目數據的同時，也是工程通井、修井等必不可少的。除此之外，能夠規避環境產生的負面影響。

（3）鉆井供電體系。鉆井作業對電源要求較高，由于各設備耗電量不同，對此。需要提高供電系統的穩定性。供電系統涉及到應急，以及柴油機發電機組，供電危險系數降低。同時涉及低壓、高壓配電盤等，為鉆井施工提供了穩定電源基礎保障，滿足照明與設備施工等需要。

（4）鉆井通訊網絡。通訊是數據信息傳遞、共享的關鍵要素，鉆井通訊網絡，在調控、共享中心間充當數據信息雙向傳輸作用，通過集成化信息，為鉆井施工人員提供信息資源與參考建議。

4 總結

現代化鉆井技術，在鉆井作用中發揮著不可小覷的作用，但井口自動化程度低，設備與工具依賴進口、設備穩定與安全度低等問題不容忽視。還需加強新技術研發，以提高鉆井成效，實現利益最大化。

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