智能化石油鉆井技術(shù)的發(fā)展前景

趙永斌（勝利油田黃河鉆井三公司 山東 東營 257000）

前言：

石油鉆井技術(shù)的智能化發(fā)展對于一些石油開采難度較高的地區(qū)具有十分重要的意義，實現(xiàn)智能化石油鉆井能夠?qū)崿F(xiàn)石油開采的專業(yè)化，對鉆井質(zhì)量、開采效率有促進作用，同時事故發(fā)生平率以及勞動強度都有所降低，還能一定程度的降低生產(chǎn)成本。智能化石油鉆井技術(shù)需要不斷引進先進技術(shù)，也是一個國家經(jīng)濟及科技水平的見證和標(biāo)志。

一、智能化石油鉆井技術(shù)的特點

智能化石油鉆井技術(shù)的特點主要表現(xiàn)為以下幾個方面：第一，勞動強度大幅降低，機械操作代替人工體力操作，在降低勞動強度和勞動成本的前提下，提高了勞動人員的安全性；第二，智能化石油鉆井技術(shù)能提高安全系數(shù)，通過智能化鉆井平臺，對相關(guān)信息和數(shù)據(jù)進行更精密的分析，將鉆井過程中事故發(fā)生頻率大大降低，對員工的生命財產(chǎn)安全提供更有利的保障；第三，智能化石油鉆井技術(shù)能夠根據(jù)實際的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境，提供相應(yīng)的技術(shù)措施和技術(shù)規(guī)范，在一些地形較為復(fù)雜的地區(qū)，石油鉆井難度較高，而使用智能化機械就能有效解決這一問題；第四，鉆井速度和開采周期都有大幅度提升，這也是智能化石油鉆井技術(shù)的最大優(yōu)勢，利用計算機技術(shù)對數(shù)據(jù)搜集、整理、分析并處理，還能對鉆井的整個過程進行監(jiān)控，保證施工質(zhì)量和施工安全，將開采時間降到最低從而提高鉆井效率；第五，智能化石油鉆井技術(shù)能夠提高鉆井質(zhì)量和鉆井速度，利用監(jiān)視器和傳感器對井段壓力情況進行監(jiān)測，可以將鉆頭動態(tài)及軌道精度保證沒有任何誤差；第六，智能化石油鉆井技術(shù)的發(fā)展帶動其他領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展和進步，推動了石油鉆采設(shè)備及技術(shù)的發(fā)展。

二、我國石油鉆井技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

根據(jù)我國目前的石油鉆井技術(shù)來看，套管質(zhì)量不同會對石油井造成不同程度的影響，甚至可能導(dǎo)致石油井報廢，根據(jù)目前發(fā)展情況來看，這種可能性是存在的。而且套管自身質(zhì)量如果不好還會引起更嚴(yán)重的損壞，在實際應(yīng)用中由于檢驗方法不當(dāng)或技術(shù)應(yīng)用錯誤等原因，都會使套管損壞。全液壓鉆機技術(shù)優(yōu)勢較多，最明顯的優(yōu)勢是性能穩(wěn)定，在尺寸和重量相對適度時，與傳統(tǒng)鉆機相比使用價值更高。使用成本有所降低，同時自動化程度也相應(yīng)提高。

三、現(xiàn)代鉆井技術(shù)主要進展

現(xiàn)代鉆井技術(shù)發(fā)展已經(jīng)比較成熟，具體有水平井及大位移井鉆井技術(shù)、井下鉆井動態(tài)數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)等。水平井鉆井技術(shù)與直井技術(shù)相比，成本更低、產(chǎn)量更高，而且綜合發(fā)展方向較好，大位移井鉆井技術(shù)和水平井的主要區(qū)別是斜井段更長，鉆柱摩阻增生以及井內(nèi)鉆屑問題解決后，其使用范圍更加廣泛；井下鉆井?dāng)?shù)據(jù)采集、處理及應(yīng)用技術(shù)：大多采用旋轉(zhuǎn)鉆井，鉆頭進入到鉆孔內(nèi)后會受到地層結(jié)構(gòu)影響，發(fā)生橫向或轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動，鉆頭會受到一定程度磨損。但引入微電子及傳感檢測技術(shù)后，動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測和處理體系將鉆頭作業(yè)實時監(jiān)測成為現(xiàn)實；欠平衡壓力鉆井技術(shù)：此概念在很早以前就已經(jīng)提出，但是受到技術(shù)水平的限制始終在實踐中沒有得到認可，當(dāng)井控設(shè)備及技術(shù)研發(fā)成功后，欠平衡壓力鉆井技術(shù)也開始擴大應(yīng)用。

四、對石油鉆井技術(shù)智能化的發(fā)展前景

石油鉆井技術(shù)必然向智能化、信息化和自動化的方向發(fā)展，其中智能化石油鉆井技術(shù)必然占據(jù)石油鉆井技術(shù)的主導(dǎo)地位，實現(xiàn)智能化石油鉆井技術(shù)就要實現(xiàn)井下智能工具、計算機智能系統(tǒng)、智能通訊和智能供電等系統(tǒng)。

1.智能化鉆井供電裝置

井下石油智能化采集過程中，所使用的各種測量設(shè)備和儀器耗電量很大，因此，供電系統(tǒng)的高效化和智能化是必然的發(fā)展方向。目前主要的供電措施有三種：井下渦輪發(fā)電機、高性能電池和導(dǎo)線傳輸。高性能電池在日后會向大容量、微型化和高穩(wěn)定性的方向發(fā)展，電力系統(tǒng)通常是由應(yīng)急發(fā)電機和柴油發(fā)電機構(gòu)成，智能化鉆井供電裝置體系要對所有崗位用電進行實時管理，監(jiān)控所有環(huán)節(jié)的用電情況并給予保護。

2.智能化通訊體系應(yīng)用技術(shù)

智能化通訊體系通常由網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和通信技術(shù)三個部分組成。智能化通訊體系是智能化石油鉆井技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在鉆井過程的作用十分重要。主要體現(xiàn)為鉆井控制中心及現(xiàn)場智能化管理控制平臺之間的互相傳輸上，將鉆井信息及控制情況進行共享。主要優(yōu)勢是傳輸速度快、儲存能力強大、交互功能方便、穩(wěn)定性高等。通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對石油鉆井技術(shù)具有輔助決策和分析的作用，實現(xiàn)了地面與井下的通訊，做到地面指令與井下信息的快速互動和溝通。

3.智能化計算機體系應(yīng)用

智能化石油鉆井技術(shù)的計算機體系中，安裝了由專家編寫的數(shù)據(jù)庫信息，對數(shù)據(jù)的接收、分析和指令的發(fā)布等任務(wù)進行執(zhí)行，對井下數(shù)據(jù)快速精準(zhǔn)的分析。智能化計算機體系運行流程：首先由井下傳感器將鉆井?dāng)?shù)據(jù)發(fā)送到地面，智能化計算機體系對數(shù)據(jù)自動做出相應(yīng)研究和分析，從而做出相應(yīng)的反映，主要優(yōu)勢是當(dāng)分析結(jié)果在數(shù)據(jù)庫所允許的范圍內(nèi)，計算機將自動將指令發(fā)布到井下，而分析結(jié)果在數(shù)據(jù)庫范圍以外，會向井下發(fā)布一個參考指令，并將超出的范圍也同時發(fā)送到井下，同時將該情況發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中的智能專家以盡快找到解決措施。在專家體系向井下發(fā)送指令時，會對數(shù)據(jù)信息迅速補充到數(shù)據(jù)庫中，從而形成一個逐步完善的數(shù)據(jù)庫和智能化平臺。

4.井下智能化鉆井工具的使用

井下智能化鉆井工具的使用在石油鉆井過程中非常重要，可以檢測數(shù)據(jù)并執(zhí)行指令，使石油鉆井更加方便快捷。石油鉆井技術(shù)在未來的發(fā)展過程中，要在保證高性能的前提下，向微型化方向發(fā)展，井下智能化鉆井工具主要是在通井、檢測、修井等工藝方面。井下使用金鉆頭參數(shù)測量技術(shù)，通過傳感器對鉆頭工作狀態(tài)實時監(jiān)控以保證鉆井的效率和安全性。

結(jié)束語

石油鉆井技術(shù)向智能化方向發(fā)展，不僅能夠大幅度降低鉆井所需成本和事故發(fā)生頻率，還能提高鉆井效率和鉆井質(zhì)量，為未來的石油鉆井技術(shù)指明了方向。

[1]蔡斌華.智能化石油鉆井技術(shù)的發(fā)展前景.科技傳播.2012.(19).

[2]殷平水.王贏.王炎飚.智能化石油鉆井技術(shù)的發(fā)展前景.石油和化工設(shè)備.2012.(03).

[3]張揚.我國石油鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢初探.河南科技.2013.(21).