石油鉆井工程技術的應用現狀及發展趨勢

鄧波(中石化西南石油工程有限公司重慶鉆井分公司，重慶 400000)

0 引言

研究表明，由國際石油組織所開展油氣勘探作業的開發模式與以往不同，說明全新開發模式大有取代常規開發模式之勢，加之隨著經濟的發展，國內對石油所提出需求量較過去有所增多，對石油鉆井所用技術進行升級自然成為相關行業的工作重點。結合實際情況可知，國內現有鉆井技術與發達國家間仍然存在著較為明顯的差距，要想使石油行業得到持續發展，關鍵是要明確鉆井技術應用情況，從實際出發對現有技術進行優化升級，為鉆井作業的有序推進奠基。

1 石油鉆井技術應用情況

1.1 欠平衡技術

該技術可被拆分成氮氣鉆井和空氣鉆井兩部分，配合應用不壓井起下鉆等技術，使鉆井效率達到預期水平。結合實踐所積累經驗不難看出，對該技術加以應用，可有效解決平衡鉆井作業所面臨的能量消耗及其他常見問題，隨著欠平衡技術投入應用，井筒往往能夠做到長時間保持欠平衡狀態，鉆井液所投入資金自然有所降低[1]。但要注意一點，在應用該技術進行鉆井作業期間，工作人員應加大井控管理力度，以此來降低井噴或其他事故發生的概率，使鉆井施工得到有序推進。

1.2 水平井鉆井

在水平井數量持續增多的大環境下，開始有越來越多石油企業選擇以水平井特點為依據，對相應的鉆井技術加以應用，這樣做可確保井眼軌跡與設計標準相符，以確保水平井質量得到顯著提升為前提，通過對薄差油層所具有油流進行科學鉆井的方式，使剩余油得到充分利用，保證油田所具有最終采收率達到預期水平。對水平井進行鉆井時，只有確保所應用鉆具組合科學，才能使各井段所呈現出鉆井質量達到理想水平，在實際施工環節，工作人員應以現場情況為依據，對鉆井液加以選擇，確保穩斜井段、水平井段、垂直井段以及造斜井段得到科學且高效的鉆探。結合各井段所表現出特點，對鉆井作業所使用工具組合進行調整，將鉆井事故發生率降至最低，使各井段對應井眼軌跡達到設計標準。

1.3 超深井鉆井

現階段，國內大部分石油企業在超深井鉆井方面均已積累了十分豐富的經驗，通過大力研發超深井鉆井所適用機械設備的方式，將鉆井事故發生概率降至最低。其中，最具代表性的技術為井眼軌跡控制，該技術能夠確保鉆井經驗與設計標準高度契合，使井筒運行更加可靠且安全。

1.4 地質導向鉆井

目前，國內油田開發已進入后期階段，加密井數量較之前有所增多，鉆井速度和效果均受到了不同程度的影響，只有對配套技術進行科學應用，才能使鉆井質量得到顯著提高。具體來說，就是以加大鉆井機械設備研發力度為前提，配合應用現有自動化技術，使地質導向鉆井的設想成為現實。該技術需要應用到地質導向儀及導向工具，在開展石油鉆井作業時，該技術往往要配合油藏技術加以運用，這樣做既能夠使其優勢得到充分發揮，又可以降低工作人員判斷地質結構的難度，確保所選用鉆井液與實際需求相符，通過對鉆井設備進行實時控制的方式，在保證鉆井效率及安全性的基礎上，對鉆井成本進行降低，由此來達到使企業效益得到顯著提高的目的[2]。

1.5 井涌控制技術

該技術所強調重點為壓力控制，簡單來說，就是利用現有方式實時控制底層壓力，為鉆井專業打造良好的施工條件。現階段，國內石油企業普遍已掌握井涌控制的方法和技巧，通過大力研發控制設備與井口裝置的方式，朝著國際化的方向前進，其中，油井滅火技術已達到領先水平。當然，國內對相關技術的研究及應用仍與發達國家存在差距，要想使該技術所具有價值得到充分實現，未來工作的重心應落在改造工具設施上，確保工具可變得更加智能，這點需要引起重視。

1.6 大位移井鉆井

該技術是以定位井、水平井所應用鉆井技術為基礎，結合先進技術所研發出的全新技術，目前，該技術尚未得到大范圍推廣與應用。但在經濟持續發展的背景下，隨著理論研究的不斷深入，該技術已趨于完善，多數石油企業均已掌握對該技術加以應用的規律，以期可借助該技術對鉆井專業所遇到問題進行快速且有效的解決。例如，在現有鉆井設備的幫助下，將各類障礙物所帶來阻礙問題加以解決，保證大位移井能夠鉆穿對應儲層，通過對剩余油進行充分開采的方式，使最終采收率得到顯著提高。

1.7 配套技術應用

以持續優化鉆井液技術為前提，根據各井段對鉆井施工所提出技術要求，對鉆井液體系加以確定，確保鉆井施工質量和經濟效益均可達到預期。目前，得到廣泛應用的鉆井液體系及特點如下：其一，水基鉆井液可使黏土礦物出現水化膨脹現象的概率降至最低，有效解決井壁坍塌問題，使機械鉆速得到顯著提高。其二，油基鉆井液往往被用來對超深井、深井進行鉆井，油基鉆井液所具有優點主要體現在兩個方面，分別是熱穩定性良好、封堵效果良好，可降低鉆井施工環節出現井噴事故的概率，在保證施工安全且可靠的基礎上，使施工成本得到有效控制。其三，防漏鉆井液可被用來預防井筒坍塌或類似情況出現，在降低井漏問題發生概率的前提下，確保鉆井液始終處于正常循環狀態，通過冷卻鉆頭并攜帶巖屑的方式，使機械鉆速得到顯著提高，鉆井效率自然更加理想。

2 石油鉆井技術發展探究

2.1 提高人員素質

施工人員往往決定著鉆井效率和最終成果，換言之，要想使鉆井水平及效率得到顯著提高，關鍵是要加大對專業人員的培訓力度，通過對人員綜合素質還有專業能力進行提升的方式，為企業乃至整個行業的發展助力。具體來說，就是定期組織施工人員參加培訓，在幫助其夯實理論基礎的前提下，使人員專業水準達到預期，通過對其安全意識、責任意識進行培養的方式，將人為失誤導致安全事故發生的概率降至最低。

2.2 實現規模化鉆井

隨著社會各界石油需求量的不斷增加，如何提高石油鉆井效率自然成為人們關注的焦點。要想使常規鉆井技術所存在不足得到有效彌補，關鍵是要準確掌握鉆井管理未來發展趨勢，通過對工作效率進行提高的方式，使石油能源得到更加充分的開采。在此過程中，現有鉆井設備將朝著規模化、自動化方向前進，這就要求有關人員以自動化管理為落腳點，借助現有工具對工藝形式進行優化，以確保鉆井作業具備良好穩定性與高效性為前提，使海洋開采、深層開發的設想成為現實。

2.3 大力應用深層技術

現階段，常規鉆井技術所能發揮作用十分有限，由此帶來的問題主要是國內石油資源儲量不斷減少，少數油田陷入能源枯竭的困境，無法使自身價值得到實現。另外，作為無法再生的能源，石油儲量逐年減少的情況難以避免，對條件嚴格、環境惡劣的油田進行開采成為大勢所趨，在開采此類油田時，石油企業應對相關設備與技術進行升級，視情況對鉆井方案和策略加以調整。結合實踐所積累經驗可知，要想使石油能源持有量達到預期，關鍵是要對深層工程進行落實，以升級鉆井技術與設備為前提，借助智能化以及自動化技術，為鉆井作業乃至整個行業的發展提供強大的動力支持[3]。

2.4 提高鉆井信息化、智能化水平

2.4.1 信息化鉆井

現階段，國內石油企業所掌握鉆井技術已達到較高水平，具體表現在能夠結合地質條件對鉆井方案進行制定，通過減少浪費和提升效率的方式，獲取更為可觀的經濟效益。由發展規律可知，石油鉆井成本與效益間存在密切聯系，因此，即使鉆井技術在國內得到了飛速發展，但考慮到各石油企業所投入成本普遍較高，最終盈利水平仍然無法達到預期。要想通過降低鉆井成本的方式，使企業所獲得經濟效益得到提高，關鍵是要對鉆井設備和技術進行升級，真正做到既減少成本投入，又可使設備實用性得到保證。

在信息技術持續發展的背景下，計算機開始被廣泛應用于諸多領域，其中便包括石油行業。隨著計算機的加入，石油行業展現出了較過去更為迅猛的發展勢頭，石油企業可選擇利用信息技術對鉆井設備所具有自動化、信息化水平進行提高，借助計算機、互聯網技術，對鉆井效率進行提升，在遠程控制設備運行狀態的基礎上，實時監管工程推進情況，使工作人員對現場環境有更加全面且準確的了解，基于此所制定的鉆井方案通常與現場情況高度契合，對該方案加以應用，不僅能夠提高野外作業所具有安全性，資源浪費問題也可以得到有效解決。

2.4.2 智能化鉆井

要想使石油行業具備持續發展的條件，關鍵是要對鉆井設備所具有智能化以及自動化水平進行提升。石油鉆井是一項收益和風險并存的工作，對鉆井技術進行智能改造，可將安全風險出現的概率降至最低，以保證鉆井效率為前提，使作業強度及成本費用得到顯著降低。智能化技術和常規鉆井技術的區別，主要是前者可使鉆井作業的經濟與時間成本得到大幅降低，為鉆井質量提供有力保障。考慮到石油鉆井所應用技術往往覆蓋較多領域，要想使智能化技術所具有優勢得到充分發揮，關鍵是要確保各領域形成合力，因此，雖然國內對相關技術的研究已取得一定成果，未來仍然需要加大研究力度，確保石油鉆井所應用技術朝著更加智能化的方向前進。

3 結語

石油產業對經濟發展具有重要意義，要想使石油產業發揮出應有作用，關鍵是要有科學且可靠的鉆井技術作為基礎，在避免安全風險的前提下，為鉆井效率以及質量提供保障。由此可見，對鉆井技術進行創新很有必要，這樣做既能夠推動石油產業的發展，還會給經濟建設帶來積極影響。