陳東

（長城鉆探鉆井二公司，遼寧盤錦124000）

關(guān)于石油鉆井工藝技術(shù)研究進展的分析

陳東

（長城鉆探鉆井二公司，遼寧盤錦124000）

石油資源是國際戰(zhàn)略資源，其開采效率和質(zhì)量直接關(guān)系到我國戰(zhàn)略能源的儲備。石油鉆井工藝技術(shù)是開采石油資源的一項關(guān)鍵技術(shù)，在國際市場競爭愈演愈烈的形勢下，深入分析石油鉆井工藝技術(shù)研究進展具有積極的意義。圍繞我國石油鉆井技術(shù)的研究進展，分析了先進鉆井技術(shù)的應(yīng)用以及未來發(fā)展趨勢，以供參考和借鑒。

石油鉆井；工藝技術(shù)；研究進展

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

1 我國石油鉆井技術(shù)的研究進展

目前，我國在投入大量人力、物力、財力的條件下已逐步形成了相對完整的鉆井技術(shù)體系，主要包括以下技術(shù)類型。

1.1 鉆井?dāng)?shù)據(jù)實時采集與處理技術(shù)

旋轉(zhuǎn)式鉆井方式是我國石油鉆井的主流方式，經(jīng)實際的工程實踐顯示，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，加劇了鉆頭的磨損。[1]為了有效解決此類問題，積極研發(fā)并推廣應(yīng)用了微電子與傳感檢測2種技術(shù)，其主要是充分利用鉆井動態(tài)傳感檢測系統(tǒng)，遠程監(jiān)控鉆頭，并且實時、高效地采集相關(guān)數(shù)據(jù)及進行故障診斷，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。另一種大位移鉆井技術(shù)的斜井段相對較長，增大了鉆柱摩擦阻力，進而增加了井內(nèi)鉆屑的清理難度，但這一問題隨著變徑穩(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)用到我國各大油田的開采工程中。[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，進而實現(xiàn)單井多靶的立體式開采，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大以及鉆井成本過高的問題，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 智能專家系統(tǒng)

智能專家系統(tǒng)以計算機為依托，以鉆井行業(yè)專家的數(shù)據(jù)庫為核心，完成鉆井各相關(guān)數(shù)據(jù)的收集、統(tǒng)計、分析及傳輸?shù)裙δ?，為實時、準確分析井下作業(yè)提供參考依據(jù)。[3]智能專家系統(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)計算機系統(tǒng)對接收到的數(shù)據(jù)進行自動分析與處理，進而進行相應(yīng)的動作反應(yīng)，當(dāng)數(shù)據(jù)超出系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫范圍時會將該數(shù)據(jù)傳至網(wǎng)上的專家，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)勢包括實現(xiàn)了鉆井信息在控制中心與現(xiàn)場控制平臺之間的雙向傳遞，為鉆井信息的遠程控制及共享提供了技術(shù)保障。還有就是其具有強大的存儲與快速傳輸能力、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)

石油開采會對環(huán)境造成一定的污染，需要無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，進而提升了石油鉆井的經(jīng)濟效益與環(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)控點操作便捷、抗干擾能力強等特點，石油企業(yè)應(yīng)充分利用3G視頻監(jiān)控技術(shù)構(gòu)建小型遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)，在井下安裝傳感器，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和安全監(jiān)管鉆井作業(yè)的實際情況，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

3.1 自動化鉆井設(shè)備

國外自動化石油鉆井設(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，絞車功率提高約1.5倍馬力，每臺泵的輸入功率提高約1.6倍馬力；為了滿足大位移井的作業(yè)需要，必須大力研發(fā)和應(yīng)用機、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，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)勢在鉆機空間受限制時尤為明顯。另外，該技術(shù)使用的鉆井液較少，降低了鉆井對地層的損害，有效提升了石油儲層的產(chǎn)量。

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

【2】于亮.淺談石油鉆井工藝技術(shù)研究進展[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2012(6):116.

【3】鄧博文.對目前石油鉆井技術(shù)的研究與分析[J].中國新技術(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℃為計算基準,計算結(jié)果如表1所示。

表1 蓄熱燃燒與常規(guī)燃燒情況對比

4 結(jié)語

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

【參考文獻】

【1】孫國成,繆遠晴,錢振斌.過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采中安全運行探討[J].中國石油和化工標準與質(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，遼寧盤錦人，從事石油工程研究。