對油田鉆井技術(shù)科學(xué)化的幾點(diǎn)看法

陳奇

摘 要：文章對現(xiàn)代石油鉆井技術(shù)特征是以鉆井信息化、智能化為特點(diǎn)向自動化鉆井邁進(jìn)時期這一科學(xué)化進(jìn)行概述。

關(guān)鍵詞：油田；鉆井；技術(shù)；發(fā)展

一、現(xiàn)代鉆井技術(shù)主要進(jìn)展

（一）隨鉆井下測量與評價技術(shù)。定向井中使用的MWD與近鉆頭測斜器（MNB）配合使用，可隨鉆測得井斜角和方位角，求出井眼實(shí)時偏差矢量，實(shí)現(xiàn)幾何導(dǎo)向。隨鉆測井 （LWD）可進(jìn)行地層電阻率、體積密度、中子孔隙度和自然伽馬測井，已成為標(biāo)準(zhǔn)

LWD，可進(jìn)行實(shí)時地面?zhèn)鬏敽途聝x器芯片內(nèi)儲2種記錄。

隨鉆地震（SWD）是利用鉆井期間旋轉(zhuǎn)鉆頭的振動作為井下震源，傳遞的振動信息經(jīng)加工處理，可以實(shí)時獲得各種地層參數(shù)，根據(jù)獲得的各種地質(zhì)參數(shù)可以估算出鉆頭前方待鉆地層的各項(xiàng)儲層巖石參數(shù)和地層性質(zhì)，使發(fā)現(xiàn)油氣層成為可能，從而提高探井成功率。其次，隨鉆地震獲取的信息是油藏未被污染的原始參數(shù)，對制定保護(hù)油氣層和油藏描述工作有重要價值。

地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)（GST）是在MWD、LWD和SWD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種前沿技術(shù)，是使用隨鉆定向測量數(shù)據(jù)和隨鉆地質(zhì)評價測井?dāng)?shù)據(jù)以人機(jī)對話方式來控制井眼軌跡的鉆井技術(shù)。它是以井下實(shí)際地質(zhì)特征來確定和控制井眼軌跡的鉆井。

（二）井下動態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時采集、處理與應(yīng)用技術(shù)。傳感檢測技術(shù)和微電子技術(shù)的進(jìn)步，開發(fā)出了鉆井動態(tài)傳感檢測元件和高速數(shù)據(jù)監(jiān)測及處理應(yīng)用系統(tǒng)（DDS），實(shí)現(xiàn)了鉆井動態(tài)數(shù)據(jù)在井下采集和診斷，然后將診斷結(jié)果傳輸?shù)降孛?，以有效地對井下鉆具的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行控制。

（三）井下閉環(huán)鉆井技術(shù)。閉環(huán)鉆井技術(shù)包括以下6項(xiàng)工作：⑴ 地面測量，主要包括鉆井液錄井和鉆井參數(shù)地面測量；⑵ 井下隨鉆測量；⑶ 數(shù)據(jù)采集和地面計(jì)算；⑷ 數(shù)據(jù)整體綜合解釋，；⑸ 地面操作控制自動化；⑹ 井下操作自動控制，主要是利用“智能”型井下工具和可控的井底鉆具組合進(jìn)行控制。整個鉆井作業(yè)過程分別由井下和地面兩大操作系統(tǒng)完成。從環(huán)路系統(tǒng)來看，可將閉環(huán)鉆井系統(tǒng)分為井下閉環(huán)和地面閉環(huán)兩大系統(tǒng)。

（四）水平井和大位移井鉆井技術(shù)。水平井鉆井技術(shù)作為常規(guī)鉆井技術(shù)，目前已應(yīng)用于各類油藏。其鉆井成本不斷降低，甚至有的水平井鉆井成本只是直井的1.2倍，而水平井產(chǎn)量則是直井的4～8倍。大位移井（ERD）包括大位移水平井，是指水平位移（HD） 與垂直深度（TVD）的比大于2以上的定向井和水平井，當(dāng)比值大于3時，則稱為特大位移井。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)及其工具—變徑穩(wěn)定器和可控偏心器應(yīng)用，解決了鉆柱摩阻增大和清除井內(nèi)鉆屑問題，使大位移井鉆井技術(shù)得以向前發(fā)展。

（五）多分支井及重入井鉆井技術(shù)。多分支井是指在1口主井眼的底部鉆出2口或多口進(jìn)入油氣藏的分支井眼，甚至再從

2級井眼中鉆出3級井眼。主井眼可以是直井、定向斜井和水平井。分支井眼可以是定向斜井、水平井或波浪式水平井。多分支井可以在1個主井筒內(nèi)開采多個油氣層，實(shí)現(xiàn)1井多靶的立體開采。多分支井可以從老井也可從新井再鉆幾個分支井眼。從老井中鉆分支井眼稱原井再鉆（Re-entry）又稱重入井鉆井。重入井鉆井不僅可利用老井為主井筒，又可充分利用油田已有的管網(wǎng)、道路、井場及其它設(shè)施，效益極高。

（六）欠平衡壓力鉆井技術(shù)。欠平衡壓力鉆井具有以下優(yōu)點(diǎn)：⑴避免井內(nèi)液體進(jìn)入地層，減少對油氣層的污染和損害；⑵及時發(fā)現(xiàn)新的油氣層；⑶消除了鉆井時井內(nèi)液柱壓力對巖屑的“壓持效應(yīng)”，可大幅度提高機(jī)械鉆速，并避免鉆井液漏入地層和粘附卡鉆事故；⑷可邊鉆井，邊開采油氣，提早使油氣井投產(chǎn)。

（七）連續(xù)油管和小井眼鉆井技術(shù)。連續(xù)油管鉆井技術(shù)是為了適應(yīng)多分支井、小井眼鉆井和欠平衡壓力鉆井等需要發(fā)展起來的新技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)主要是：設(shè)備簡單，井控安全，投資少和鉆井成本低。最初小井眼鉆井的目的主要是減小鉆頭尺寸，相應(yīng)減小套管尺寸和鉆柱尺寸，有利于減小鉆機(jī)負(fù)荷，從而節(jié)約鉆井成本并提高鉆井速度。但隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展一大批先進(jìn)的鉆井工藝技術(shù)問世，如側(cè)鉆水平井、連續(xù)油管鉆井和欠平衡鉆井等都要采用小井眼鉆井來完成，給小井眼鉆井技術(shù)賦予了新的技術(shù)內(nèi)涵，使小井眼鉆井進(jìn)入了新的高潮時期。

二、現(xiàn)代石油鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢

以信息化、智能化為特點(diǎn)，向自動化鉆井方向發(fā)展。 20世紀(jì)80年代中期以后，國際石油鉆井中使用隨鉆測量、隨鉆測井、隨鉆地震、隨鉆地層評價、鉆井動態(tài)信息實(shí)時采集處理、地質(zhì)導(dǎo)向和井下旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向閉環(huán)鉆井等先進(jìn)技術(shù)以來，鉆井技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的變化，其變化特征為：鉆井信息數(shù)字化。在鉆井過程中，井下地質(zhì)參數(shù)、鉆井參數(shù)、流體參數(shù)和導(dǎo)向工具位置及狀態(tài)的實(shí)時測試、傳輸、分析、執(zhí)行、反饋及修正，鉆井信息向完全數(shù)字化方向發(fā)展。越來越脫離人們的經(jīng)驗(yàn)影響和控制，鉆井過程逐步成為可用數(shù)字描述的確定性過程；工具和作業(yè)智能化、集成化。當(dāng)前的導(dǎo)向鉆具、測試工具和作業(yè)控制都日趨智能化。

三、未來鉆井技術(shù)展望

未來鉆井技術(shù)，將以信息化、智能化為特點(diǎn)導(dǎo)向和井下閉環(huán)鉆井技術(shù)將得到進(jìn)一步發(fā)展，使鉆井技術(shù)步入自動化鉆井階段；國際石油界將進(jìn)一步擴(kuò)大井下閉環(huán)鉆井技術(shù)在水平井、大位移井、多分支井、連續(xù)油管鉆井和欠平衡壓力鉆井中應(yīng)用，并完善配套這些技術(shù)，以大幅度提高油氣采收率；原井再鉆技術(shù)，將在已開采油氣井中以重新加深、側(cè)鉆或鉆多分支井等方式，開采地下剩余油氣，提高油氣采收率；采用以信息化、智能化為特點(diǎn)的上述新鉆井技術(shù)可望從根本上解決目前存在的部分難以開采的特殊油氣藏，也會顯著提高深探井、超深探井的勘探成功率。利用鉆井手段和方法提高油氣采收率，將會在未來成為世界各石油公司的共識，會越來越得到普遍的關(guān)注和重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]高 河.未來油氣鉆井技術(shù)展望[J].石油化工動態(tài)，2010，（02）.