石油鉆井技術(shù)現(xiàn)狀研究

李民

摘 要：作為一種寶貴的不可再生能源，石油的主要來源是通過鉆井開采而獲得。但是石油鉆井工程是一項(xiàng)相對(duì)復(fù)雜的工程，為此，介紹了我國當(dāng)前的石油鉆井技術(shù)，指出我國石油鉆井技術(shù)的不足，提出促進(jìn)我國石油鉆井技術(shù)提高的方案，并對(duì)未來石油鉆井技術(shù)的發(fā)展做簡要分析。

關(guān)鍵詞：石油鉆井技術(shù)；不足；方案；發(fā)展趨勢

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672 3198.2016.22.097

石油是一種比較珍稀的不可再生資源，在我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及社會(huì)發(fā)展的過程中，石油發(fā)揮了不可替代的作用，但是石油鉆井工程是一項(xiàng)相對(duì)復(fù)雜的工程，在開采過程中，務(wù)必要做到相對(duì)謹(jǐn)慎，以確保最大可能的減少對(duì)油氣資源的破壞。在進(jìn)行油氣資源勘探過程中，相關(guān)勘探技術(shù)人員必須對(duì)油氣層的地質(zhì)情況有一個(gè)比較清楚的了解，之后再利用各類技術(shù)手段對(duì)地下油氣資源構(gòu)造進(jìn)行勘探，對(duì)地下油氣田的含油氣情況以及儲(chǔ)量進(jìn)行估算，最后再由石油開采工作人員將地底的油氣資源從地下有效開采出來。因此，石油鉆井技術(shù)的發(fā)展有助于石油的勘探工作的進(jìn)行，對(duì)于增強(qiáng)我國工業(yè)水平的，提高我國經(jīng)濟(jì)水平以及提升我國綜合國力有著十分重要的意義。

1 石油鉆井工程技術(shù)簡介

1.1 水平井鉆井技術(shù)

水平井鉆井技術(shù)是在上世紀(jì)八十年代迅速發(fā)展起來的一種鉆井技術(shù)，同目前各類鉆井技術(shù)相比較，水平井鉆井技術(shù)具有很多優(yōu)勢，發(fā)展到現(xiàn)在，其逐漸成為比較核心鉆井技術(shù)。隨著一些大型油田的開采已經(jīng)接近尾聲，現(xiàn)需要尋找新的油氣資源，然而目前發(fā)現(xiàn)油田相對(duì)比較分散，針對(duì)這一情況，采用水平井鉆井技術(shù)恰好能夠滿足鉆井工程的需求。作為一種定向鉆井技術(shù)，水平井鉆井技術(shù)的鉆井傾斜角度需要大于86度，且最大為90度左右。并且利用水平井鉆井技術(shù)更適用于特別薄的油氣層鉆井，利用該技術(shù)可以明顯的提高薄油層的裸露程度，能夠很大程度上的提高油氣的產(chǎn)量。此外，針對(duì)縱向薄油層，水平鉆井具有明顯的貫穿效果，由于這方面技術(shù)的突破，可以保證一些薄油層能夠被開采利用。

1.2 大位移鉆井技術(shù)

作為一種新型鉆井技術(shù)，大位移鉆井技術(shù)結(jié)合了深井鉆井技術(shù)與水平井鉆井技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。因此大位移鉆井技術(shù)所具備的技術(shù)含量比較高，具有比較復(fù)雜，比較特殊的性質(zhì)。大位移井指的是水平位移與垂直深度的比值不小于2.0，并且水平位移大于3000米，αmax大于63度。大位移井能夠擴(kuò)大控油面積，提高石油開采效率，此外大位移鉆井技術(shù)還具有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，能夠節(jié)省鉆井平臺(tái)，較少鉆井井?dāng)?shù)；第二，可以用于開發(fā)主油田附近的小油田；第三，對(duì)于海底油田可以采取陸地開采的方法，避免搭建人工島或者海上鉆井平臺(tái)，有利于保護(hù)環(huán)境。

1.3 欠平衡鉆井技術(shù)

欠平衡鉆井技術(shù)是在19世紀(jì)末被人們提出來的，其理論發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)?shù)耐晟?。但是欠平衡鉆井技術(shù)具有較高的要求，需要對(duì)油氣資源地層壓力比較了解，壓力控制比較精確，這樣才可以發(fā)揮欠平衡鉆井技術(shù)的優(yōu)勢，使得鉆井速度加快，鉆井成本降低。不過利用欠平衡鉆井技術(shù)進(jìn)行鉆井施工時(shí)，還是具有很大的風(fēng)險(xiǎn)，由于需要相對(duì)精確的壓力控制，所以鉆井的難度也是相當(dāng)?shù)拇?，尤其是在水平鉆井以及超深鉆井方面，近幾十年來，我國在欠平衡鉆井技術(shù)上投入很大，因此快速地促進(jìn)了欠平衡鉆井技術(shù)的發(fā)展。

1.4 分支鉆井技術(shù)

分支井指的是在一口主井的底部再鉆出兩口或者兩口以上的分支井眼，也稱二級(jí)分支井眼，以進(jìn)入地底油氣藏，甚至還可以再從二級(jí)分支井眼的底部鉆出多個(gè)分支井眼（三級(jí)分支井眼）。其中主井眼可以是直井、定向斜井以及水平井；分支井眼可以是水平井、定向斜井以及波浪式分支井眼。同普通定向井、水平井相比較，分支鉆井技術(shù)有著很大優(yōu)點(diǎn)，在油藏工程上，能夠增大油藏的裸露面積，提高泄油效率，可以采取縱向調(diào)整油藏的開采策略；在鉆井方面，可以減少無效井段，減少鉆井設(shè)備的搬遷運(yùn)輸，節(jié)約套管以及泥漿等的費(fèi)用，此外對(duì)于海底油田，能夠確保海上平臺(tái)井口槽得到充分利用，并且還使得平臺(tái)的建造費(fèi)用降低了。

2 我國石油鉆井技術(shù)的不足

2.1 對(duì)油氣層的保護(hù)不夠

油氣資源是一種不可再生資源，是有限的，近幾十年來，我國在石油鉆井開采方面的技術(shù)發(fā)展迅速，雖然使得開采油田的時(shí)間縮短，使得開采成本降低。但是，卻有一部分鉆井開采技術(shù)對(duì)油氣層產(chǎn)生了永久性的破壞，從長期來看，這是以犧牲油藏為代價(jià)的開采。對(duì)油氣儲(chǔ)層保護(hù)力度不夠，會(huì)導(dǎo)致油氣藏的受到破壞，進(jìn)而浪費(fèi)油氣資源。

2.2 固井質(zhì)量不過關(guān)

固井工程是比較隱蔽性的工程，其施工流程是在井下，由于施工難以直接進(jìn)行觀測，所以其施工質(zhì)量受到很大因素的影響，其中很大程度上取決于預(yù)先設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，并且固井作用的要求高，施工工序繁多，而要求施工時(shí)間短，在這方面我國還存在很大的不足，并且固井作業(yè)的質(zhì)量不合格則很難補(bǔ)救。

2.3 特殊工藝鉆井技術(shù)的缺乏

近幾十年來，我國的大多數(shù)大型油田的開采工作基本已經(jīng)快要結(jié)束了，因此，當(dāng)前的主要任務(wù)是去尋找和發(fā)現(xiàn)新的油田，然而一些新發(fā)現(xiàn)的油氣藏的情況十分復(fù)雜，所以就需要有能夠應(yīng)對(duì)復(fù)雜情況的鉆井技術(shù)，以處理此類特殊的油氣藏。目前，在復(fù)雜鉆井處理方面，我國的鉆井工程技術(shù)還未構(gòu)建出相對(duì)完善的技術(shù)指導(dǎo)和說明，因此，在進(jìn)行石油鉆井時(shí)，施工人員通常是按照以往施工的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行施工，缺乏完善的技術(shù)指導(dǎo)以及規(guī)章制度，所以在這方面我國還有很長的路要走。

3 促進(jìn)我國石油鉆井技術(shù)提高的方案

3.1 結(jié)合國外先進(jìn)技術(shù)，加快自主研發(fā)技術(shù)

當(dāng)前我國的科技水平與科研力量還比較薄弱，同發(fā)達(dá)國家相比我國還存在著一定差距，因此我們應(yīng)當(dāng)借鑒國外的一些先進(jìn)技術(shù)以及經(jīng)驗(yàn)成果，學(xué)習(xí)和消化國外的先進(jìn)技術(shù)，然后努力加快我國石油鉆井技術(shù)的發(fā)展。通過對(duì)國外先進(jìn)的水平井鉆井技術(shù)進(jìn)行研究和分析，可將其運(yùn)用于大多數(shù)類型的油氣田開采的技術(shù)特點(diǎn)，促進(jìn)我國對(duì)這種技術(shù)的研究，使得該項(xiàng)石油鉆井技術(shù)的應(yīng)用范圍得到擴(kuò)大。另外，學(xué)習(xí)和研究國外可以測量鉆井斜度的技術(shù)，通過靈活運(yùn)用，以解決我國的井斜問題，使得鉆井機(jī)械的鉆井速度得到提升，鉆井效率得到提高。同時(shí)，要借鑒國外技術(shù)，加強(qiáng)我國技術(shù)研發(fā)力度，降低復(fù)雜情況下油井開采難度，增加油井的開采效率。

3.2 培養(yǎng)專業(yè)的鉆井技術(shù)人才

由于技術(shù)人員安全意識(shí)以及專業(yè)素質(zhì)不高，極易造成安全事故，所以務(wù)必要加強(qiáng)對(duì)石油鉆井技術(shù)人員的安全教育以及專業(yè)技能培訓(xùn)工作，使得技術(shù)人員的安全施工知識(shí)得到提高，安全生產(chǎn)意識(shí)得到增強(qiáng)。專業(yè)技術(shù)人才是實(shí)施油井開采工作的關(guān)鍵，是促進(jìn)鉆井技術(shù)創(chuàng)新的重要力量，因此對(duì)鉆井技術(shù)的研究加大資金的投入，培養(yǎng)一批具備專業(yè)技術(shù)知識(shí)且具備安全意識(shí)的鉆井技術(shù)人員具有十分重要的意義。技術(shù)人員需要轉(zhuǎn)變原先的錯(cuò)誤觀念，借鑒國外的先進(jìn)技術(shù)，學(xué)習(xí)新知識(shí)新理論，在舊的技術(shù)上善于突破與創(chuàng)新，提出新的想法和思路，然后結(jié)合我國的石油鉆井方面的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，以不斷促進(jìn)我國石油鉆井技術(shù)的革新。

3.3 加強(qiáng)石油鉆井的現(xiàn)場監(jiān)督

為了提高鉆井質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)有效的方法對(duì)石油鉆井工程進(jìn)行監(jiān)督，以保證石油鉆井工作順利開展，減少出現(xiàn)事故的可能性。在進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督時(shí)，應(yīng)當(dāng)投入一定的人力、物力和財(cái)力，奠定石油鉆井現(xiàn)場監(jiān)督工作的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，另外，還應(yīng)該增加監(jiān)督人員的報(bào)酬，對(duì)現(xiàn)場監(jiān)督人員的進(jìn)行培訓(xùn)，培養(yǎng)監(jiān)督人員的責(zé)任感以及使命感，以確保石油鉆井的安全施工，保證施工的順利進(jìn)行。

4 未來石油鉆井技術(shù)的發(fā)展

4.1 智能鉆機(jī)技術(shù)

在近幾年，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來越快，智能化的水平越來越高，因此，在未來開采石油也將越來越智能化。在過去需要施工人員來操縱的壓縮機(jī)、水泥車以及其他大型設(shè)備等，在以后可能就會(huì)由機(jī)器人或者機(jī)械臂來進(jìn)行操縱，利用智能化技術(shù)來實(shí)施石油鉆井的施工，利用機(jī)器的高精度控制可以有效防止鉆井過程中安全事故的發(fā)生。此外，還可以利用智能化技術(shù)對(duì)油田地層的情況進(jìn)行綜合分析，合理地控制鉆井液的密度以及其他關(guān)鍵參數(shù)，以確保鉆井的順利施工。

4.2 事故預(yù)警技術(shù)

石油鉆井工程是一項(xiàng)相對(duì)復(fù)雜的工程，具有非常高的風(fēng)險(xiǎn)，其中包括井漏、井噴、塌方等井下危險(xiǎn)的情況以及一些其它的安全事故。將事故預(yù)警技術(shù)應(yīng)用于鉆井施工中，實(shí)現(xiàn)對(duì)井底情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證發(fā)生安全事故時(shí)，預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，盡可能地減少人員傷亡以及設(shè)備的損失，以提高鉆井工程的安全性。

參考文獻(xiàn)

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