【摘要】隨著油田的深入開發(fā)，鉆井技術有了質(zhì)的發(fā)展，鉆井工藝技術研究、破巖機理研究、固控技術研究、鉆井儀表技術研究、保護油氣層鉆井完井液技術研究以及三次采油鉆井技術等都取得了科研成果，施工技術逐漸多樣化，目前已在水平井、徑向水平井、小井眼鉆井、套管開窗側鉆井、欠平衡壓力鉆井等方面獲得了突破。一些先進的鉆井技術走出國門，走向世界，如：計算機控制下套管技術、套管試壓技術、隨鉆測斜技術、密閉取心技術、固控裝備、鉆井儀表、鉆井液監(jiān)測技術、MTC固井技術及化學堵漏技術等，本文就國內(nèi)鉆井技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進行分析。

【關鍵詞】鉆井技術；發(fā)展趨勢；油田開發(fā)

引言

通過鉆井技術及管理人員的不懈努力，鉆井硬件設施已經(jīng)比較完善，很多鉆井公司配備了先進的鉆井工藝實驗室、固控設備實驗室、鉆井儀表實驗室、油田化學實驗室、高分子材料試驗車間、全尺寸科學實驗井等，這些硬件設施滿足了各種鉆井工程技術開發(fā)與應用的需要。鉆井技術也有了長足發(fā)展，具備了世界先進水平，鉆井技術的進步為油田科技事業(yè)的發(fā)展做出了積極的貢獻，并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，如TZC系列鉆井參數(shù)儀作為技術產(chǎn)品曾多次參與國內(nèi)重點探井及涉外鉆井工程技術服務，并受到外方的認可。多年來，由于不斷進行技術攻關研究與新技術的推廣應用，水平井鉆井技術迅速提高。水平鉆進技術是在定向井技術基礎上發(fā)展起來的一項鉆進新技術，其特點是能擴大油氣層裸露面積、顯著提高油氣采收率及單井油氣產(chǎn)量。對于薄油層高壓低滲油藏以及井間剩余油等特殊油氣藏，水平井技術更具有明顯的優(yōu)勢。

1、鉆井技術發(fā)展現(xiàn)狀

從世界能源消耗趨勢看，還是以油氣為主，在未來能源消耗趨勢中，天然氣的消耗增加較快，但是在我國仍然以石油、煤炭作為主要能源。盡管如此，我國的油氣缺口仍然很大，供需矛盾很突出，60%石油需要進口，從鉆井的歷史看，我國古代鉆井創(chuàng)造了輝煌歷史，近代鉆井由領先淪為落后，現(xiàn)代鉆井奮起直追，逐步縮小差距，21世紀鉆井技術有希望第二次走向輝煌。隨著鉆進區(qū)域的不斷擴大及鉆井難度的不斷增加，各種新的鉆井技術不斷出現(xiàn)，目前，水平井鉆井技術逐漸成為提高油氣勘探開發(fā)最有效的手段之一。各種先進的鉆井技術在油田開發(fā)中顯示出了其優(yōu)越性，新技術、新工藝日益得到重視和推廣應用。例如：旋轉(zhuǎn)鉆井技術，是目前世界上主要的鉆井技術，旋轉(zhuǎn)鉆井方式有以下幾種：轉(zhuǎn)盤（或頂驅(qū)）驅(qū)動旋轉(zhuǎn)鉆井方式、井下動力與鉆柱復合驅(qū)動旋轉(zhuǎn)鉆井方式（雙驅(qū)）、井下動力鉆具旋轉(zhuǎn)鉆井方式、特殊工藝旋轉(zhuǎn)鉆井方式：欠平衡鉆井、套管鉆井、連續(xù)管鉆井、膨脹管鉆井等、沖旋鉆井方式（空氣錘鉆井等）。其中，沖擊旋轉(zhuǎn)鉆井就是在普通旋轉(zhuǎn)鉆井鉆頭上部接一個沖擊器。沖擊器（有液動沖擊器，氣動錘等）是一種井底動力機械，依靠高壓鉆井流體，推動其活塞沖錘上下運動，撞擊鐵砧，并通過滑接套傳遞給鉆頭，鉆頭在沖擊動載和靜壓回轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用下破碎巖石。沖擊力不同于靜壓力，它是一種加載速度極大的動載荷，作用時間極短，巖石中的接觸應力瞬時可達最大值并引起應力集中，巖石不易產(chǎn)生塑性變形，表現(xiàn)為脆性增加，巖石易形成大體積破碎，提高鉆井速度。從破巖機理來看，空氣錘鉆井主要依靠空氣錘活塞對鉆頭的高頻沖擊作用破巖，而不需要采用大鉆壓迫使鉆頭吃入地層破巖。因此，鉆井作業(yè)中，空氣錘鉆井技術是采用低轉(zhuǎn)速（20～30rpm）、小鉆壓（5～10kN）及高頻震擊破巖方式的鉆進技術，既能有效滿足井斜控制要求，又能大幅度提高機械鉆速，是一種比較理想的防斜打快鉆井技術。

2、與鉆井技術相關難題分析

（1）針對我國復雜深井和超深井鉆井工程中面臨的嚴重井斜和低效率等技術難題，應積極組織優(yōu)勢力量，從客觀（地層各向異性）和主觀（垂鉆系統(tǒng)）兩個方面進行技術攻關研究，以期盡快獲得具有自主知識產(chǎn)權的先進控制工具、科學計算軟件及智能鉆井系統(tǒng)等。隨著材料、信息、測量與控制等相關學科領域的發(fā)展，鉆井與油氣井工程技術不斷朝著信息化、智能化及自動化的方向發(fā)展，如旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)、智能完井等。應積極發(fā)展膨脹管技術，以便徹底革新井身結構，推動油氣井工程的技術革命。這不僅能夠大幅度提高石油工程效率和效益，而且能夠為不斷創(chuàng)造人類“入地、下?！钡男录o錄提供高技術支持。

（2）復雜結構井、深井超深井、高危氣井及特殊工藝鉆井等技術系列，在20世紀90年代已得到迅速發(fā)展與應用。進入21世紀后，這些技術系列仍是油氣資源勘探與開發(fā)所需要的關鍵技術系列，并將得到進一步發(fā)展與提高。與國外先進水平相比，我國在這些技術方面整體上仍存在較大的差距。國外先進的自動垂鉆系統(tǒng)，雖然可以在昂貴的復雜深井和超深井垂直鉆井工程中發(fā)揮有效作用，但目前的技術水平仍在使用條件上具有一定的局限性，在實際工作中應注意對其進行科學評估與合理選用。

（3）鉆井逐漸與錄井、測井及地震等信息技術融為一體，以有效地解決鉆井過程中的不確定性問題，從而可提高油氣鉆探與開發(fā)的效果和效益，如LWD和SWD等技術即為典型例證。

3、油氣鉆井技術發(fā)展趨勢

油氣井包括普通結構井和復雜結構井。復雜結構井包括多分支井、大位移井、水平井、復雜地條件下的深井超深井、高危氣井、高溫高壓氣井等。地下環(huán)境的復雜性及其不確定性（地應力、地層壓力、各向異性、可鉆性、理化特性、不穩(wěn)定性等地層特性十分復雜和異常）給油氣鉆探造成極大困難：鉆井事故多、速度慢、質(zhì)量差、效益低（成本高），嚴重制約了油氣勘探開發(fā)的步伐。目前，鉆井復雜深井油氣鉆探難度很大，鉆井技術正在根據(jù)實際需求，不斷攻克難關，未來鉆井技術的發(fā)展趨勢：大位移井技術在我國逐步應用，采用大位移井技術已經(jīng)開發(fā)了南海西江24-1油田和流花11-1油田；欠平衡鉆井技術正在各大油田推廣應用；國外已經(jīng)成熟的CTD（連續(xù)管鉆井）技術，我國也逐漸開始常識應用；膨脹管鉆井技術和套管鉆井技術也有了實質(zhì)性發(fā)展；旋轉(zhuǎn)導向鉆井技術正在研制中；鉆井向地球的更深處鉆探、井身結構有重大革新、挑戰(zhàn)大位移井延伸極限、鉆井的信息化與智能化發(fā)展、井下測量與可視化計算。

結束語

經(jīng)過歷代鉆井人員的努力，國內(nèi)各油田鉆井隊伍不斷壯大，鉆井裝備水平逐漸提高，生產(chǎn)管理水平實現(xiàn)現(xiàn)代化，眾多先進鉆井技術已經(jīng)達到世界先進水平。但是，隨著油田開發(fā)的不斷深入，油田開采難度逐漸加大，勘探開發(fā)有了更高的要求，這給鉆井技術帶來了新的挑戰(zhàn)，鉆井難度不斷加大。相信在鉆井人員在苦難面前一定能夠正確面對，一定能夠不斷的進行技術創(chuàng)新和技術進步，一定能夠不斷解決世界性難題，為油田勘探開發(fā)打下良好的基礎作用。

參考文獻

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