毋焱

摘 要：石油是我國(guó)發(fā)展重要依賴能源，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著積極促進(jìn)作用。而鉆井技術(shù)的自動(dòng)化與智能化程度，直接影響著石油開采質(zhì)量效率與安全程度。本文主要對(duì)自動(dòng)智能鉆井技術(shù)與應(yīng)用展開分析，希望對(duì)我國(guó)石油鉆井工程發(fā)展起有效參照作用。

關(guān)鍵詞：智能化;鉆井技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.079

處于信息時(shí)代，新型石油鉆井技術(shù)，在石油鉆井工作中的應(yīng)用越發(fā)自如。但我國(guó)自動(dòng)化智能化鉆井技術(shù)的應(yīng)用仍處于摸索性前進(jìn)階段，對(duì)比國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，在節(jié)省生產(chǎn)力、成本等方面仍有較大差距。為切實(shí)發(fā)揮新鉆井技術(shù)的作用，還需加強(qiáng)智能鉆井工具、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)鉆井系統(tǒng)的規(guī)范化與自動(dòng)化程度。

1 落實(shí)新鉆井技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）提高鉆井作業(yè)質(zhì)量。首先在石油鉆井項(xiàng)目中，工作人員能夠?qū)?shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋、導(dǎo)向鉆井等技術(shù)融入其中，作業(yè)安全程度提高，鉆井井身軌道精確度加強(qiáng)，鉆井質(zhì)量隨之提高。各種智能化技術(shù)的應(yīng)用，借助智能傳感器，能夠擴(kuò)大鉆井管控范圍，鉆井運(yùn)作過(guò)程精確掌控，井眼危險(xiǎn)事故得以有效規(guī)避，鉆井生產(chǎn)成效進(jìn)一步加強(qiáng)。

（2）鉆井作業(yè)更便捷。石油開采危險(xiǎn)系數(shù)高，傳統(tǒng)鉆井工作需要投入大量的資源，包括人力物力等，工作強(qiáng)度與難度、成本隨之增加。運(yùn)用各種智能化、自動(dòng)化技術(shù)，作業(yè)質(zhì)量效率將不斷增強(qiáng)，鉆井施工強(qiáng)度、難度隨之降低。

（3）減少作業(yè)周期。石油鉆井作業(yè)與現(xiàn)代科技結(jié)合，可以說(shuō)是傳遞與掌握數(shù)據(jù)信息，作業(yè)不良問(wèn)題實(shí)現(xiàn)了事前規(guī)避，為作業(yè)有序展開提供了保障。尤其是技術(shù)專家的指導(dǎo)，技術(shù)功能與作用最大程度發(fā)揮，作業(yè)周期得以確保。項(xiàng)目建設(shè)成本顯著降低，工程效益隨之提高。

2 自動(dòng)化智能化鉆井技術(shù)類型

（1）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。該技術(shù)發(fā)展于上世紀(jì)末，通過(guò)井眼軌道明確了鉆頭軌跡，實(shí)現(xiàn)了鉆頭軌跡有效控制。關(guān)鍵技術(shù)在于井下旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向，核心是鉆井工具系統(tǒng)，鉆柱在旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了精確穩(wěn)斜扭方位、增斜等。井下工具時(shí)刻處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，井眼凈化效果確切，位移延伸能力增強(qiáng)，適用于水平井、分支井與大位移井等。鉆井系統(tǒng)工作機(jī)理，主要靠偏置機(jī)構(gòu)的鉆頭或鉆柱產(chǎn)生導(dǎo)向。

（2）地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。該技術(shù)特征主要體現(xiàn)在以下幾方面;一是將測(cè)井技術(shù)、鉆井技術(shù)、油藏工程技術(shù)有效結(jié)合，形成帶有電阻率、伽瑪?shù)冉@頭地質(zhì)參數(shù)，以及井斜角等進(jìn)鉆頭鉆井參數(shù)的短節(jié)。二使用無(wú)線信號(hào)短傳，將參數(shù)傳至MWD，再傳至地面控制裝置。三是用地面軟件系統(tǒng)實(shí)時(shí)做出決策，實(shí)現(xiàn)隨鉆控制。該技術(shù)在非洲與歐洲等近50口井應(yīng)用，技術(shù)效果與經(jīng)濟(jì)效益顯著，廣泛用于分支井、薄油層水平井、深探井等。

（3）隨鉆地震技術(shù)。隨鉆地震技術(shù)在國(guó)外上世紀(jì)90年代取得較大發(fā)展，技術(shù)研究開展取得了不錯(cuò)成績(jī)。我國(guó)在上世紀(jì)末才引入該技術(shù)，隨后高校研究機(jī)構(gòu)，在噪音壓制、信號(hào)檢測(cè)等方面取得了不錯(cuò)成效，在隨鉆系統(tǒng)、專用設(shè)備研發(fā)方面取得了重要突破。地震勘探技術(shù)能夠通過(guò)地震實(shí)驗(yàn)，借助地震波傳感器，獲得鉆井中的地震震源等地層數(shù)據(jù)，借助地震技術(shù)、鉆井技術(shù)提高鉆井成效。

（4）近鉆頭測(cè)量技術(shù)。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了測(cè)井、鉆井與油藏工程等技術(shù)有效結(jié)合，借助隨鉆控制手段，以及工程參數(shù)測(cè)量、近鉆頭地質(zhì)等手段，確保井眼準(zhǔn)確穿過(guò)儲(chǔ)層位置，根據(jù)鉆頭傳感裝置獲得的地址特性信息，合理調(diào)整井眼軌跡，具有識(shí)別與導(dǎo)向的功能。

（5）智能鉆桿技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用，提高了數(shù)據(jù)傳輸速率，數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)耐瑫r(shí)，實(shí)現(xiàn)了鉆井信息實(shí)時(shí)分析，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性隨之提高。智能鉆桿遙測(cè)系統(tǒng)由頂驅(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)短節(jié)、井下接口短節(jié)、智能鉆桿、信號(hào)放大器等組成，具有雙向通訊、大容量、井筒實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、適用范圍廣、高速傳輸?shù)裙δ?。今后發(fā)展方向主要在提高數(shù)據(jù)傳輸速率、提高耐溫能力與無(wú)纜頂驅(qū)轉(zhuǎn)環(huán)短節(jié)研發(fā)等方面。

3 新鉆井技術(shù)發(fā)展應(yīng)用

（1）計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)?，F(xiàn)代科技應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取，資料時(shí)效化傳送，實(shí)時(shí)獲得反饋信息等功能，使得鉆井系統(tǒng)管理與監(jiān)控同步。借助井下感應(yīng)器，可將作業(yè)中的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)上傳至監(jiān)控設(shè)備，借助計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，分析整理收集的數(shù)據(jù)，當(dāng)處理結(jié)果與數(shù)據(jù)庫(kù)一致，可盡快傳輸至井下，當(dāng)處理結(jié)果不符，需與井下工作人員加強(qiáng)溝通，意見(jiàn)統(tǒng)一后繼續(xù)施工。

（2）現(xiàn)代化鉆井工具。鉆井施工環(huán)境惡劣，易出現(xiàn)故障問(wèn)題，需根據(jù)項(xiàng)目需要，合理配置設(shè)備工具，全面落實(shí)數(shù)據(jù)信息監(jiān)測(cè)與收集等指令，確保鉆井施工有序展開?，F(xiàn)代化的鉆井系統(tǒng)，運(yùn)行機(jī)制作用強(qiáng)大，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的同時(shí)，也是工程通井、修井等必不可少的。除此之外，能夠規(guī)避環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響。

（3）鉆井供電體系。鉆井作業(yè)對(duì)電源要求較高，由于各設(shè)備耗電量不同，對(duì)此。需要提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。供電系統(tǒng)涉及到應(yīng)急，以及柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組，供電危險(xiǎn)系數(shù)降低。同時(shí)涉及低壓、高壓配電盤等，為鉆井施工提供了穩(wěn)定電源基礎(chǔ)保障，滿足照明與設(shè)備施工等需要。

（4）鉆井通訊網(wǎng)絡(luò)。通訊是數(shù)據(jù)信息傳遞、共享的關(guān)鍵要素，鉆井通訊網(wǎng)絡(luò)，在調(diào)控、共享中心間充當(dāng)數(shù)據(jù)信息雙向傳輸作用，通過(guò)集成化信息，為鉆井施工人員提供信息資源與參考建議。

4 總結(jié)

現(xiàn)代化鉆井技術(shù)，在鉆井作用中發(fā)揮著不可小覷的作用，但井口自動(dòng)化程度低，設(shè)備與工具依賴進(jìn)口、設(shè)備穩(wěn)定與安全度低等問(wèn)題不容忽視。還需加強(qiáng)新技術(shù)研發(fā)，以提高鉆井成效，實(shí)現(xiàn)利益最大化。

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