關于自動化智能化鉆井新技術的應用發(fā)展研究

姜大巍

摘 要：在油田生產過程中，鉆井是一個重要的環(huán)節(jié)，考慮到地質條件以及鉆井技術對鉆井過程的重要影響，只有不斷升級鉆井技術，才能滿足油田鉆井生產需要。結合當前鉆井新技術的發(fā)展來看，隨著鉆井新設備的不斷應用，自動化智能化鉆井新技術成為了鉆井技術的重要發(fā)展方向，并在鉆井過程中得到了重要應用?；谶@一認識，我們不但要對自動化智能化鉆井新技術引起足夠的重視，還要對其應用及發(fā)展過程進行深入研究，推動自動化智能化鉆進新技術的應用，推動鉆井技術的快速發(fā)展和升級。

關鍵詞：自動化 智能化 鉆井新技術 應用及發(fā)展

中圖分類號：TE24 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（c）-0069-01

從當前油田生產來看，鉆井技術的發(fā)展是關系到油田生產效率的關鍵因素。結合當前鉆井技術的應用和發(fā)展現(xiàn)狀，自動化智能化鉆井新技術得到了快速發(fā)展和應用，并對鉆井過程和油田生產帶來了良好的促進作用。為此，我們不但要對自動化智能化鉆井新技術引起足夠的重視，還要對自動化智能化鉆井關鍵技術進行認真分析，并對自動化智能化鉆井新技術的分類和應用有清醒認識，同時還要掌握自動化智能化鉆井新技術的發(fā)展趨勢，為自動化智能化鉆井技術的發(fā)展提供有力支持，保證自動化智能化鉆井新技術取得積極的應用效果。

1 自動化智能化鉆井關鍵技術分析

自動化智能鉆井關鍵技術—閉環(huán)鉆井系統(tǒng)主要由地面監(jiān)控系統(tǒng)、雙向通訊系統(tǒng)、井下工具系統(tǒng)、精細測量系統(tǒng)及短程通訊系統(tǒng)等組成，其特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）井下測量系統(tǒng)通過隨鉆測量鉆井工程參數(shù)，如鉆頭鉆壓、扭矩、鉆柱內外的壓力變化等可以實現(xiàn)對井下工具工作狀態(tài)的實時監(jiān)測。

在自動化智能化鉆井關鍵技術中，井下測量系統(tǒng)是重要組成部分。通過井下測量系統(tǒng)，實現(xiàn)了對井下鉆井數(shù)據(jù)的測量，并將數(shù)據(jù)及時反饋到控制系統(tǒng)中，為下一步操作提供了基礎數(shù)據(jù)和依據(jù)，保證鉆井作業(yè)取得積極效果。

（2）井下隨鉆井系統(tǒng)和隨鉆地震系統(tǒng)通過隨鉆測量所鉆地層的地質參數(shù)以及隨鉆預測鉆頭前方的地層特性。

井下隨鉆系統(tǒng)，是自動化智能化鉆井關鍵技術的重要組成部分，對獲取地質參數(shù)以及分析地層特性有著重要的促進作用。這一系統(tǒng)的出現(xiàn)，代表自動化智能化鉆井關鍵技術在獲取地層數(shù)據(jù)上有了重要工具。

（3）地面監(jiān)控分析系統(tǒng)通過隨鉆測量的工程參數(shù)及地質參數(shù)可以實時判斷井下工具的工作狀態(tài)。

對地質參數(shù)的實時監(jiān)測和判斷，是自動化智能化鉆井技術的突出優(yōu)勢，對提高鉆井數(shù)據(jù)分析質量和滿足鉆井數(shù)據(jù)分析需要具有重要作用。基于這一優(yōu)勢，地面監(jiān)控分析系統(tǒng)在鉆井作業(yè)中得到了重要應用。

2 自動化智能化鉆井新技術的分類及應用

結合當前自動化智能化技術的發(fā)展，自動化智能化鉆井新技術主要分為三類，并在鉆井作業(yè)中得到了重要應用。其分類和應用主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 旋轉導向鉆井技術

旋轉導向鉆井技術是20世紀末國際鉆井界發(fā)展起來的鉆井新技術。旋轉導向鉆井技術作為幾何導向鉆井的最高階段，以設計井眼軌道為最終控制目標。

該技術通過設計專用的井眼軌道，為鉆頭確定了固定的軌跡，使鉆頭在鉆進過程中軌跡得到了有效控制，對提高鉆井效果和提高鉆頭軌跡控制質量具有重要作用。結合當前鉆井作業(yè)實際，旋轉導向鉆井技術得到了重要應用。

2.2 旋轉導向鉆井系統(tǒng)

旋轉導向鉆井系統(tǒng)的核心是井下旋轉導向鉆井工具系統(tǒng)。其中導向方式主要分為推靠式和指向式。

在這一系統(tǒng)中，對鉆頭的鉆進方向進行了指定，并保證了鉆井的整體效果?；谶@一優(yōu)勢，旋轉導向鉆井系統(tǒng)在鉆井作業(yè)中的應用范圍較為廣泛，目前已經在多數(shù)油田的水平井和大井斜大位移的中深井鉆井作業(yè)中得到了不同程度的應用。

2.3 地質導向鉆井技術

地質導向鉆井技術是隨鉆測井技術日益成熟的基礎上發(fā)展起來的，以所開發(fā)的油氣層為最終控制目標。

地質導向鉆井技術的優(yōu)勢在于鉆井能夠根據(jù)地層數(shù)據(jù)自行選擇鉆井軌跡，并對鉆井軌跡合理優(yōu)化，最終達到縮短鉆井深度，提高鉆井效率的目的。以最快的速度鉆達油氣層，使鉆井效果得到全面提升。

3 自動化智能化鉆井新技術的發(fā)展

從上述技術可知，自動化智能化鉆井新技術在油田鉆井作業(yè)中得到了重要應用。隨著自動化智能化技術的發(fā)展，基于自動化智能化技術的鉆井技術水平將得到大幅提高。結合當前自動化智能化鉆井新技術應用實際，鉆井新技術的發(fā)展將朝著以下方向發(fā)展。

3.1 隨鉆地震技術

隨鉆地震技術是地震勘探技術與是有鉆井工程相結合的產物?？紤]到鉆井過程中的地震勘探的重要性，隨鉆地震技術不但能夠實現(xiàn)在鉆井過程中進行地震實驗并獲得地層數(shù)據(jù)，還能將鉆井技術與地震技術結合在一起，提高鉆井技術的實用性。因此，隨鉆地震技術將成為未來自動化智能化鉆井技術的重要發(fā)展方向。

3.2 近鉆頭參數(shù)測量技術

在現(xiàn)代石油鉆井中，對鉆頭參數(shù)的測量關系到鉆井過程的優(yōu)化?；谶@一現(xiàn)實需要，近鉆頭參數(shù)測量技術應運而生。這種技術主要是在鉆頭內部安裝傳感裝置，將鉆頭近地層中的地質數(shù)據(jù)傳給控制單元，從而對鉆頭地層進行有效分析，最終達到優(yōu)化鉆井路徑的目的。

3.3 智能鉆桿技術

智能鉆桿技術可解決鉆井過程中實時數(shù)據(jù)傳輸速率低的瓶頸問題，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，可以實現(xiàn)鉆井信息實時分析。利用這一技術，可以有效解決鉆井數(shù)據(jù)傳輸問題，并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼w速率和傳輸穩(wěn)定性，為提高鉆井數(shù)據(jù)分析能力，滿足鉆井數(shù)據(jù)分析提供有力支持，保證鉆井數(shù)據(jù)能夠取得實效。為此，智能鉆桿技術將會在未來得到重要應用。

4 結論

通過文中的分析可知，在未來發(fā)展中，自動化智能化鉆井新技術將成為鉆井作業(yè)的主要技術，不但能夠解決鉆井作業(yè)中的速率和數(shù)據(jù)分析及傳輸問題，同時也能提高鉆井工作效果。為此，我們只有對自動化智能化鉆井新技術引起足夠的重視，并積極應用自動化智能化鉆井新技術，才能保證油田鉆井作業(yè)取得積極效果。

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