智能化石油鉆井技術(shù)發(fā)展問題研究

李 陽

湖北省潛江市五七大道江漢石油管理局鉆井一公司 湖北 潛江 433100

1 引言

石油鉆井技術(shù)是目前油田開發(fā)中的重要作業(yè)技術(shù),對于油田開發(fā)的質(zhì)量、效率和安全具有重要意義。在目前人們對于石油等能源的需求量在急劇增加的趨勢下,為了滿足越來越多石油開采量以及越來越高石油開采質(zhì)量的要求,在目前的石油鉆井技術(shù)發(fā)展中也在逐漸應(yīng)用自動化和智能化技術(shù),通過自動化和智能化設(shè)備來代替人工作業(yè)方式,實現(xiàn)石油鉆井作業(yè)效率、準(zhǔn)確性和質(zhì)量的提升,而且也減少了石油鉆井作業(yè)過程中的安全事故及其造成的危害與損失,推動智能化石油鉆井技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用。

2 智能化石油鉆井技術(shù)特征與優(yōu)勢

在目前的石油鉆井作業(yè)中應(yīng)用智能化石油鉆井技術(shù),不僅通過智能設(shè)備來代替人工方式,實現(xiàn)了人工作業(yè)量和作業(yè)人員需求量的減少,降低了人工成本的投入。其次在通過智能化石油鉆井技術(shù)中的智能化平臺來搜集、整理和分析數(shù)據(jù),確保了數(shù)據(jù)的精確性,保證在此數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上制定的作業(yè)技術(shù)方案的準(zhǔn)確性與合理性,減少了石油鉆井作業(yè)過程中安全事故的概率,切實保證了作業(yè)人員的安全。此外,此種技術(shù)還可以通過有效的技術(shù)方法和標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定來滿足具體環(huán)境特點的要求,可以應(yīng)對復(fù)雜的地形環(huán)境,具有較高的環(huán)境適應(yīng)性特點。此外,應(yīng)用此種技術(shù)還可以顯著縮短鉆井周期和開采周期。這主要是通過計算機系統(tǒng)來進行數(shù)據(jù)收集、整理、分析和處理的同時,還可以開展對石油鉆井過程中的動態(tài)監(jiān)控,在保證施工質(zhì)量的同時,也實現(xiàn)了作業(yè)效率的提升,進而實現(xiàn)了開采時間的縮短。最后就是在石油鉆井鉆進作業(yè)過程中,可以通過監(jiān)控設(shè)備和傳感器來實時掌握井段壓力狀況,合理掌握鉆井速度來滿足井段壓力實際狀況要求,并且保證鉆頭和軌道精度精確。

3 石油鉆井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析

在目前我國石油鉆井技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用過程中,表現(xiàn)出套管質(zhì)量具有較大差異性而影響石油鉆具的應(yīng)用和發(fā)展甚至導(dǎo)致石油井報廢的問題。這不僅是由于套管自身質(zhì)量存在問題,而且也是由于人為操作不當(dāng)或者存在技術(shù)偏差等因素引起的。而針對此問題,可以通過頂驅(qū)鉆井技術(shù)的應(yīng)用,且在實際應(yīng)用中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性,比較適合適宜尺寸和體積的石油鉆井作業(yè)中,表現(xiàn)出可以實現(xiàn)經(jīng)濟投入的減少以及自動化水平提升的效果。此外,在目前的石油鉆井技術(shù)中,還比較常用的位移井鉆井技術(shù)、井下鉆井全過程數(shù)據(jù)搜集與處理等技術(shù)。前者可以有效解決斜井段長、鉆柱摩阻高和井內(nèi)鉆屑問題。而后者則可以采用旋轉(zhuǎn)鉆井的方式,對微電子和傳感檢測技術(shù)進行合理利用來實現(xiàn)對鉆頭作業(yè)數(shù)據(jù)的動態(tài)監(jiān)控和處理。

4 自動化智能化新技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 智能化鉆井供電設(shè)備的應(yīng)用 在石油鉆井作業(yè)之前的石油搜集過程中,所應(yīng)用的裝置主要就是檢測裝置和儀器,而且在開展搜集作業(yè)中需要消耗較多的電能。而在目前的自動化智能化新技術(shù)的應(yīng)用下,可以對高性能電池、導(dǎo)線傳輸、井下渦輪發(fā)電機等現(xiàn)代化的供電方式進行合理選擇和應(yīng)用,推動供電系統(tǒng)的智能化以及實現(xiàn)系統(tǒng)供電效率的提升和電能消耗與浪費的減少。其中針對高性能電池來說,在目前智能化石油鉆井技術(shù)的發(fā)展中也正在向更大容量、更小體積以及更高穩(wěn)定性的方向發(fā)展。而對于其中的發(fā)電機來說,則正在將應(yīng)急發(fā)電機和柴油發(fā)電機進行組合來形成穩(wěn)定的電力系統(tǒng)。此外,這些智能化供電設(shè)備的應(yīng)用,可以實現(xiàn)對不同崗位用電情況的動態(tài)控制,在實時掌握不同崗位用電狀況的同時,發(fā)揮其保護作用,保證供電設(shè)備和用電設(shè)備安全穩(wěn)定運行的同時,實現(xiàn)電能消耗的合理配置和控制。

4.2 智能通信技術(shù)的應(yīng)用 在目前的石油鉆井作業(yè)中,為了提高地面和井下通信聯(lián)系的及時性、準(zhǔn)確性和快速型、穩(wěn)定性,需要通過通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來對作業(yè)過程中的各種信息和決策進行整合與傳輸。其中所應(yīng)用的智能通信新技術(shù),主要就是在信息、網(wǎng)絡(luò)以及通訊技術(shù)的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)對鉆井?dāng)?shù)據(jù)和控制狀況等數(shù)據(jù)信息的共享,而且可以開展鉆井控制中心與現(xiàn)場智能化管理控制平臺之間的有效數(shù)據(jù)傳遞。而且在上述過程中也表現(xiàn)出具有較快傳輸速度、較大容量以及加強穩(wěn)定性的特點。

4.3 智能化計算機技術(shù)的應(yīng)用 目前石油鉆井作業(yè)中所應(yīng)用的智能化計算機新技術(shù),主要的作用就是通過專家編寫的數(shù)據(jù)資料來進行數(shù)據(jù)信息的接收、整合和操作等命令的執(zhí)行,而且開展對井下數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確判斷的工作。在此技術(shù)的應(yīng)用過程中,首先就是通過井下傳感器來對鉆井?dāng)?shù)據(jù)信息進行搜集并且向地面進行傳遞,然后通過地面的計算機控制中心來對數(shù)據(jù)進行接收、整理與分析,并進行相應(yīng)操作指令的下達。在石油鉆井作業(yè)中應(yīng)用此種新技術(shù),在經(jīng)過上述數(shù)據(jù)分析之后如果分析結(jié)果在允許的范圍之內(nèi),則可以實現(xiàn)向井下進行指令的自動發(fā)送。而如果超出此范圍,則需要下發(fā)參考命令并且將超出部分的數(shù)據(jù)向井下進行傳送,然后通過智能專家系統(tǒng)來對此情況進行分析并尋找最佳的解決方法。在經(jīng)過專家系統(tǒng)分析并進行指令下達的過程中,通過此技術(shù)還可以實現(xiàn)向數(shù)據(jù)庫中進行數(shù)據(jù)的快速補充,逐步實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫和智能化的完善。

5 結(jié)語

在目前我國石油鉆井行業(yè)在快速發(fā)展的同時,其在結(jié)合先進計算機信息技術(shù)的同時也在向智能化方向發(fā)展。通過智能化石油鉆井技術(shù)的應(yīng)用,不僅實現(xiàn)了石油鉆井作業(yè)效率和質(zhì)量的提升,而且也降低了作業(yè)過程中的安全事故概率,不僅確保了作業(yè)安全,而且還降低了石油鉆井作業(yè)成本,實現(xiàn)了鉆井作業(yè)經(jīng)濟效益的提升。這也使得智能化石油鉆井技術(shù)成為未來石油鉆井技術(shù)的必然發(fā)展趨勢。