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浅析中国石油钻井技术的现状及发展趋势

来源:中油网 日期:2016年5月25日 14:45

一、我国石油钻井现状

一直以来,我国石油钻井技术科研工作处于一种跟随模仿状态,在没有充分结合自身状况的情境下,盲目学习赶超国外先进技术以努力发展钻井技术并使之国产化。总的来看,我国石油钻井技术水平同国外先进钻井水平有着5年~10年的差距。

近几年来,我国钻井技术得到飞速发展。钻井工程的规模实力及整体水平得到显著提高。然而在自动垂直钻井、可膨胀管钻井、深海钻井、陆上深井超深井钻井等高端钻井技术领域及综合钻井的实力方面,与世界先进技术水平相比还有相当大的差距。目前国内旋转导向技术几乎仍处于空白状态。不论是今后的钻大位移井、分支井,还是煤层气鱼骨井,都非常需要该项技术。国内从2000年开始研究膨胀管技术,2003年首次在大庆油田试进行两口井的套管补贴并获得成功。目前成功补贴的已超过200口井。

从国际上看,地质导向钻井目前已是成熟技术,自动垂直钻井系统国外现已投入商业应用,欠平衡钻井、气体钻井在国外已是常规生产技术,而我们还处于技术研究推广阶段。但经过国内中石油钻井院苏义脑院士多年努力,我们终于成功研制出近钻头地质导向系统并成为世界上第四个已拥有该项技术的国家。

二、我国石油钻井技术发展趋势

1.开发新的油气藏,提高油田采收率

20世纪末,国际石油产业的可持续发展面临着严峻挑战,即新的石油非可再生资源越来越少,加之主产油国的油田开发大多进入开采中后期,石油产量日益递减,但石油需求量却与日俱增,且油价节节攀升。在此背景下,世界各大石油能源公司加大科研投入,格外关注开发新油气藏及提高原油采收率。在大力发展信息化智能化钻井技术的基础上,石油钻井界及相关石油服务公司又开发出有利于开采新油气藏和提高原油采收率的新型钻井技术。比如欠平衡压力钻井、水平井及分支水平井钻井、大位移井钻井和多分支井钻井技术,给予原有的老井重钻技术、小井眼钻井技术和连续油管钻井技术以新的科技内涵,最显著技术目标便是用最直接的石油钻井方式开采油气藏,以最原始的状态来保持油气藏,从而能最大限度地开发开采油气藏,以获得最好的社会经济效益。

2.以信息化、智能化作特点,向自动化钻井技术方向发展

20世纪80年代中期往后,国际石油钻井工程中常常使用随钻测量、随钻测井、随钻地震、随钻地层评价、钻井动态信息实时采集处理、地质导向和井下旋转导向闭环钻井等先进技术,这使得钻井技术在此后发生质的变化,其变化特征是:a、钻井信息数字化。在油田钻井过程中,井下地质参数、钻井参数、流体参数和导向工具位置及状态的实时测试、传输、分析、执行、反馈及修正,钻井信息技术正迈开步伐向完全数字化的方向发展。该项技术渐渐摆脱人们的经验对钻井技术的影响和控制,钻井过程逐步演化为可用数字来详细描述的确定性过程。b、钻井工具和作业智能化、集成化。现在的导向钻具、测试工具和作业控制流程均日趋智能化。一项由国际数家石油公司组成,从1990年开始,费时共5年,耗资950万美元研究开发的集成钻井系统(IDS)和集成钻井作业系统(IDO)大获成功,这标志着钻井工程操作系统化及智能化的体现。而近年来,地面自动控制的导向钻井工具和随钻地层评价测试系统(FEMWD)的成功开发,更体现出钻井工具和作业智能化的趋势。

三、我国石油钻井技术的未来发展趋势

国内外钻井技术的未来发展趋势如何?该技术会给人类石油勘探开发带来怎样的影响?

中国石油勘探开发研究院钻井所现任副所长兼研究生导师汪海阁认为,钻井是石油工业的龙头。钻井技术的发展总趋势就是,不断满足石油勘探开发的需要。钻井工程作为油田油气勘探开发的重要环节和主要手段,具有资金、技术密集,投资高、风险大的特点。他还说,近年来,国际钻井技术的发展趋势已由传统版建立油气通道的技术手段发展到现今先进的钻井手段以实现油气勘探开发目的,并提高原油单井产量及最终采收率。

结合当前国际石油背景,汪海阁在仔细分析判断今后石油钻井技术的发展趋势时说,由于国际油价居高不下,引起世界石油勘探开发热潮,这对钻井的要求会越来越高,钻井工作量也将大幅上升。

目前,石油勘探对钻井工程提出的要求便是深井及超深井需提高钻速,开发对钻井的要求则是提高原油采收率及单井产量,并改变增长方式。管理上目前面临的难题却是如何扩大欠平衡钻井的应用,如何降低气体钻井成本,如何广泛使用高压喷射技术。在勘探上,欠平衡钻井提高了低压、复杂岩性、水敏性、裂缝性等储层的油气发现和保护水平,拓宽了勘探领域;在开发上,欠平衡钻井通过有效地保护储层,提高了单井产量,同时降低了开发综合成本。在工程方面,欠平衡钻井解决了低压地层漏失问题,提高了机械钻速,减少了压差卡钻,缩短了钻井周期。

2007年中石油完成155口欠平衡井,取得了石油勘探上的重大成果,实现吐哈三塘湖油田的高效开采,并大幅度提高了研磨性地层的钻速。“预计今后3年到5年内,需求最突出的钻井技术仍然以水平井、欠平衡井、超深井三大技术为主,重点是要求保护发现油气藏。三种技术相互渗透.相互交融.不断互补,优化发展,并朝着纵深方向快速发展。”汪海阁还透露。未来高度需求、重点发展的石油钻井技术还包括降低每米钻井进尺费用、降低地质旋转导向费用以及提高钻井速度等方面的技术,为我国石油勘探开发目标的实现添砖加瓦。

四、总结

随着石油勘探开发技术的逐步深入,中国石油钻井面临着更加复杂的地形地质条件,同时也面临着钻井工程复杂技术所带来的巨额成本压力,因此为降低综合成本,钻井配套技术的需要更加迫切。从管理上来讲,一方面要加强石油钻井技术的科技研发投入,与先进石油服务公司联袂共同解决制约石油勘探开发中的钻井技术难题,并创造性的加强地质研究分析及石油钻井设计,降低石油钻井风险和资金消耗;另一方面要切实加强钻井工程监督,提高生产效率,并缩短钻井时间,努力推进石油钻井技术发展进步,通过强大的钻井技术和高效的钻井进度,不断降低石油勘探开发的成本。我们始终坚信,在科学发展观的正确指导下,我们定会抓住机遇,坚持创新,锐意进取,刻苦攻关。我国的钻井技术肯定会实现全面可持续发展,我们会从钻井大国逐步成长为钻井强国。

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该资讯的关键词为:石油钻井技术现状和趋势