現(xiàn)代石油鉆井技術的新進展及發(fā)展方向

解慶 鐘成旭 林晨 唐思宇 張安磊

（1.航天深拓（北京）科技有限公司，北京 100076；2.中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司頁巖氣研究院，四川成都 610056）

1.研究開發(fā)石油開采技術的重要作用

石油是影響社會生產(chǎn)的特殊能源，是自然億萬年積的寶貴財富。但由于當前開采技術的落后，以及人們對自然礦物資源保護意識的低下，導致石油資源日益稀缺。由于石油資源有限，如果不能有效利用和開發(fā)，資源很快就會被人類消耗掉。為防止石油被浪費，最好的方法之一，就是科學的開發(fā)石油開采技術，提高和改善石油開采率和精煉率。實現(xiàn)石油開發(fā)和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

2.石油開采技術應用現(xiàn)狀

目前，我國的油氣開發(fā)和利用技術還不是很完善。主要是模仿其他發(fā)達國家的技術。近年來，隨著科技的發(fā)展，我國的石油開采技術，在自主研究方面得到巨大提高，相關技術得到長足發(fā)展。但與發(fā)達國家相比仍有些差距。因此，在開發(fā)鉆井技術的同時，工程技術人員要不斷積累施工經(jīng)驗，加大技術發(fā)展的力度。緊跟油氣工業(yè)的發(fā)展，全面促進石油開采技術。同時，由于我國對石油的需求在逐漸增加，僅依靠引進技術，來實現(xiàn)采油工業(yè)的發(fā)展已不再可能。因此，相關工程技術人員必須自主研究相關開采技術，和創(chuàng)新工藝方法，促進石油勘探企業(yè)更好的發(fā)展[1]。

3.現(xiàn)代石油開采相關技術

3.1 轉盤鉆孔施工技術

該技術是利用鉆井作業(yè)人員和設備的有效配合，結合鉆頭相關參數(shù)，利用鉆頭重量和鉆具結構，預測鉆頭傾角以達到鉆孔的目的。這種鉆井技術出現(xiàn)于90年代后期，并為今后的鉆井技術開發(fā)奠定了一定的基礎。在大型石油項目中該技術并不常見。因為其需要鉆井作業(yè)人員工作經(jīng)驗非常豐富，并且應用時也無法預測鉆井數(shù)據(jù)。

3.2 動力驅動軌道技術

Power Drive Orbit 是穩(wěn)定的新型鉆井技術。可以在作業(yè)中穩(wěn)定鉆頭，降低鉆井過程中的打滑風險，減少了鉆井事故率。同時應用這種技術還實現(xiàn)了，在不同方向進行測量和鉆探。并可以計算出的流量狀態(tài)和鉆孔速度等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了鉆井作業(yè)可視化數(shù)據(jù)的操作，保證施工人員的安全和工作效率。

3.3 自動旋轉罐引導系統(tǒng)

在Auto Tank 旋轉導向系統(tǒng)下，工程工作人員，可以根據(jù)不同環(huán)境和區(qū)域重新設計導向板，以有效的提高了施工效率。同時，該技術可以提供井眼軌跡的實時監(jiān)測，在鉆井作業(yè)中具有重要地位。1.8 Pcriscohc HD檢測技術，可以在鉆井過程中檢測邊界和流體地層的各種信息，并結合傳輸系統(tǒng)將信息傳輸給技術人員。應用此技術不僅提高了采油施工效率，而且通過向系統(tǒng)發(fā)送信息，為相關勘探作業(yè)提供有效參考。該檢測技術的射程約6m左右，既有效解決了鉆井路徑問題，又保證了施工的精度[2]。

4.石油工程鉆井技術發(fā)展措施

4.1 優(yōu)化石油鉆井結構設計

鉆井施工設計是石油開采的前提。首先，必須做好前期準備工作，鉆井作業(yè)的安全施工奠定基礎。其鉆井設計優(yōu)化直接關系到施工質量。因此在鉆井技術應用過程中，要不斷優(yōu)化施工設計，確保工程穩(wěn)定進行。在優(yōu)化鉆井施工設計時，應努力提高設計水平，以滿足石油鉆井施工的需要。其次，全面了解施工技術，按照工程標準制定施工流程，并嚴格執(zhí)行，同時在施工中不斷優(yōu)化和改進。最后，要創(chuàng)建節(jié)省施工成本的理念。不管采取什么施工設計方案，都是以贏利為目的。因此，在保證合理的施工前提下，應充分考慮降低施工成本的問題。以上三點是鉆井施工設計的重要組成。在實際應用過程中，要根據(jù)情況進行相應的調整，選擇科學的施工鉆孔工藝。

4.2 充分發(fā)展和培養(yǎng)相人才戰(zhàn)略

在確定人才戰(zhàn)略的過程中，須充分培養(yǎng)相關科研人員，不斷提高技術研發(fā)人員的創(chuàng)新水平。新時代下，技術人才需求量很大，尤其在石油工程行業(yè)。隨著石油市場的競爭，只有企業(yè)具備更多高素質高水平的人才，才能有效提升石油企業(yè)的競爭力。因此，石油工業(yè)中，無論是工程技術應用還是開發(fā)，對技術人才的要求都非常高。石油企業(yè)必須考慮鉆井項目的情況，并合理組織專業(yè)施工人員，定期進行現(xiàn)場檢查。同時組織施工人員進行相關的技術培訓，全面提升工程施工人員的專業(yè)操作水平。有效發(fā)揮鉆井技術在工程中的重要作用。作為現(xiàn)場技術檢查人員，必須監(jiān)測鉆井技術的施工效果，詳細記錄必要的數(shù)據(jù)，優(yōu)化工程鉆井技術水平的依據(jù)。

5.石油開采技術發(fā)展趨勢分析

5.1 智能化發(fā)展趨勢

在石油開采和生產(chǎn)過程中，開采利潤和風險是相互關聯(lián)的。在人工鉆井控制方面，應用智能鉆井施工模式，可以有效避免施工過程中的安全隱患，同時也優(yōu)化采油效率。應用智能化系統(tǒng)，在優(yōu)化施工效率的同時，有效降低了工程人員的勞動強度。目前，已經(jīng)有一些石油開采公司引入了智能鉆井技術和遠程技術。大大提高了鉆井施工效率，簡化了復雜的控制過程。但在鉆井作業(yè)過程，涉及多個工程技術專業(yè)領域。如果要全面地應用智能鉆井技術，還需要技術人員不斷努力和研發(fā)，最終實現(xiàn)智能鉆采技術的普及應用。

5.2 重點發(fā)展深水石油鉆井

從國際石油開采發(fā)展趨勢看，我國石油技術發(fā)展較慢。目前國內石油開發(fā)處于中后期開發(fā)階段，尚未開發(fā)深井鉆探的大型油田。而我國海域面積很大，也已探明許多深水的石油儲量有待開發(fā)。因此，在未來的石油開采中，深海石油資源將成為石油企業(yè)的重點發(fā)展領域。

5.3 石油開采信息化的發(fā)展趨勢

隨著信息技術的發(fā)展，應用范圍也在不斷擴大。目前，在石油勘探開發(fā)領域，也已經(jīng)引入了許多信息技術的應用。與鉆井技術結合，為石油勘探的開展提供了技術支撐。例如，在開采過程中，使用的4G視頻監(jiān)控技術和多媒體信息技術。在石油鉆井現(xiàn)場放置攝像監(jiān)控設備，通過網(wǎng)絡系統(tǒng)對工程進行有效監(jiān)控，提高了工程施工效率。在石油開采現(xiàn)場，應用信息化技術，也為鉆井作業(yè)提供使用方便。大大降低了開采成本，提高了石油開采效率。

5.4 大規(guī)模自動化發(fā)展趨勢

科技的強勁發(fā)展，是企業(yè)利用科技和自動化技術發(fā)展的機遇，對于石油鉆井來說，自動化開采技術的應用，是促進其發(fā)展的重要因素。隨著自動化技術在采油過程中的應用，不斷提高提取油的質量，加快提取效率。有效促進了石油開采技術的發(fā)展。應用自動化技術，可結合各種設備進行獨立調整，以適應各工藝的不同操作要求，提高了采油安全系數(shù)。也成為了行業(yè)發(fā)展的重要保障。

5.5 發(fā)展快速閉環(huán)鉆井技術的應用

如今，許多智能技術被應用到鉆井工程中。其中，閉環(huán)快速鉆井技術仍在發(fā)展當中，該技術在航海領域有重要地位。因此，相關研究人員應著眼于快速閉環(huán)鉆井技術的開發(fā)和應用，為未來石油開采技術的應用奠定基礎。因此，為滿足國家對石油的需求，要有效地開發(fā)各種先進的鉆井技術。其智能化、數(shù)字化作業(yè)的應用必定是未來石油工業(yè)的發(fā)展方向。

6.結語

石油勘探企業(yè)開采技術方面仍需大力研究。要符合發(fā)展趨勢，適應大規(guī)模自動化技術的要求，以及智能化技術在鉆井工程中的應用。由于石油是我國能源形式的重要組成，在經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。為實現(xiàn)社會和經(jīng)濟的健康發(fā)展，需要加強對專業(yè)人才的培訓，同時加大在對采油開采技術方面的相關研究，更好地為石油工業(yè)服務，提高石油鉆井過程的安全績效，降低事故頻率，以保證國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。