钻井工程技术的现状及发展趋势分析

来源 :中国科技博览 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cxdzxc12
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  [摘 要]中国石油近年来自主研制了万米钻机及配套装备、近钻头地质导向、欠平衡/气体钻井/控压钻井、连续管作业机等核心装备,发展完善了以水平井、欠平衡钻井、钻井提速、储层改造、带压作业为核心的配套技术,有力地支撑了重点工程的实施。但与国外同行相比,在自动化钻机、钻完井装备、旋转导向系统、抗高温随钻测量仪器、抗高温螺杆、高效钻头、高温高密度油基钻井液、高压气井带压作业装备、低成本高效压裂液、无限制选择性压裂工具、完井技术等方面差距明显。研究结果认为:我国油气藏领域钻完井面临高温高压、高研磨性地层钻速低、钻井周期长、旋转导向等技术储备不足的挑战,建议在高效起下钻机、高效破岩钻头和辅助工具、旋转导向系统、井筒完整性、井下宽带信息传输技术、钻井成套装备和技术、工厂化钻完井与体积压裂一体化技术等方面开展技术攻关。
  [关键词]中国石油 钻井工程 现状 油气藏 挑战 进展
  中图分类号:TE21 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)28-0264-01
  纵观近年来全球钻井技术发展动向,钻井正经历着深刻的变化。极端环境资源勘探开发正成为热点和焦点,信息技术、材料技术、通讯技术的飞速发展为克服人类极限挑战提供了种种可能,井下工具市场的进步速度已远超地质年代的变化速度,钻井的远程控制、自动化作业、工厂化作业使得人类越来越有勇气将足迹踏入到过去似乎不可触及的区域。这是个机遇与挑战并存的时代,驱动钻井技术不断创新和发展,而钻井技术创新的回报反过来再进一步驱动技术进步和创新。
  1.油气工程技术发展现状
  近年来中国石油油气工程技术与装备的快速发展,尤其是水平井钻完井及多段压裂增产改造技术的突破,有力地支撑了油气勘探开发业务,已经发展成为寻找油气藏、高效开发油气田最有效的手段,对增储上产和提高单井产量发挥了重要作用。随着油气资源品质劣质化、油气目标复杂化等问题的不断加深,尤其是随着勘探开发逐步转向深层、非常规油气藏等领域,工程技术与装备面临着新的挑战。
  2.工程技术发展面临的挑战
  当前油气勘探开发面对资源品质劣质化、油气目标复杂化、安全环保严格化等严峻挑战。全球油气勘探开发趋势正从常规油气藏向低渗透、非常规油气藏发展,从浅层向深层、超深层发展。面对勘探开发新形势,工程技术遇到了新的难题和挑战。
  对比分析表明,中石油钻完井技术与国外有一定差距。主要表现在自动化钻机、钻完井装备、旋转导向系统、抗高温随钻测量仪器、抗高温螺杆、高效钻头、高温高密度油基钻井液等方面。井下作业、储层改造技术与国外差距较大,主要在高压气井带压作业装备、低成本高效压裂液、无限制选择性压裂工具等方面差距明显。工程技术长期走跟踪模仿国外先进技术的路线,与国外的先进技术始终存在一定的差距,核心关键硬件依赖进口的格局始终制约着服务保障能力和核心竞争力的提升,尤其在深层、非常规等领域的关键装备、工具、液体、软件等差距,影响工程技术发展的质量。
  深井超深井钻井面临的挑战主要表现在:深度增加凸显钻机低效;深部高研磨性地层破岩效率低、钻速慢;高温高压对管柱、井下工具、仪器的损坏严重;高压地层对井控安全带来挑战;传统的随钻测量系统的信道受到制约;深层井壁失稳问题突出,超深层岩石赋存状态遵循规律不同于常规地层,常规井壁稳定理论不再适用;多层井身结构应用问题等。
  非常规油气钻井面临的挑战主要表现在:工厂化作业配套装备欠缺;旋转导向系统尚不成熟,不能满足长水平段快速钻井要求;破岩效率低、钻井周期长、成本高;大功率压裂设备和高效压裂技术不成熟;井眼稳定问题突出;井筒完整性存在隐患;流体回收、处理技术与装备不完善等。
  3.工程技术发展方向和趋势
  3.1 工程技术发展方向
  分析国外油公司和服务公司对工程技术的创新研究发现,国外工程技术创新都具有高投入、广储备、引领方向、长期坚持、持续完善等特点。在工程技术发展方向上,始终坚持高效服务勘探开发,用钻井手段提高单井产量、提高采收率、提高发现率,降低吨油成本;提高技术竞争能力,掌握核心利器,降低作业服务成本;逐步实现科学化、自动化、智能化、“工厂化”等。
  针对中石油主营业务发展中的深井、非常规等钻完井关键技术瓶颈问题,梳理攻关方向,对提升工程技术的服务保障能力和核心竞争力都具有重要意义。
  1)深层工程技术发展方向:高效起下钻机(连续运动钻机)、高效破岩与提速工具、自动垂直钻井工具、井下宽带信息传输技术(有缆钻杆)、新型钻杆(隔热、抗硫防腐、铝/钛合金)、膨胀管堵漏技术、单一井径钻井技术、随钻地震前探技术、高温钻井液、固井材料、成套测试设备、大型压裂设备与抗高温压裂液等。
  2)非常规油气工程技术需求:自动化钻机、高效破岩工具、长水平段水平井钻井、水平井多级压裂、整体破碎压裂、健康安全环保。具体发展方向为:工厂化作业装备、技术配套;工厂化钻完井与体积压裂一体化技术;长水平段水平井钻完井技术(旋转导向、油基钻井液等);高效破岩钻头与工具;微裂缝监测技术;整体破碎压裂技术;流体回收利用及水处理技术等。
  3.2 钻完井技术发展趋势
  钻完井技术在今后一段时间的发展趋势:①钻井装备向大型化、自动化、模块化、专用钻机、液压钻机和无钻机方向发展,钻井装备向更可靠、更安全、高效起下方向发展,配套装备也随之快速发展;②自动化、智能化、信息化钻井高新技术向更高、更快、更准的方向快速发展,逐步实现远程专家支持;③用钻井新技术提高油气井产量、剩余油采收率和开发效益已成为钻井发展的主导方向;④不断研发钻井高新技术,新型破岩技术不断涌现,实现优快钻井,达到及时发现和保护油气层、降低“吨油”钻井成本,已成为国外钻井发展的主流;并储备反循环钻井、等离子和激光等非接触式钻井新技术;⑤井下测量、控制仪器和工具朝信息传输大容量、多通道、快速精确、抗高温高压、智能化、自动化进一步发展;⑥钻井液固井液系列化发展,体系和添加剂产品种类多样、性能稳定、抗温抗复杂能力强,并出现了仿生钻井液和智能水泥;⑦复杂结构井纵深发展,多分支井向六级以上完井和最大储层有效进尺(MRC)、钻向储层(DTO)、极大储层钻进(ERC)方向发展,鱼骨井和大位移井水平位移向12km以上发展;⑧连续管钻井、套管钻井、膨胀管钻井技术配套完善,技术和应用呈现快速发展趋势,并朝单一井径井方向发展;⑨页岩气、致密油、致密气等非常规钻井完井技术不断突破,并发展储层穿越20km长的鱼骨井,不断提高开发效益,水平井将逐步成为常规技术得以规模普及;⑩技术整合集成钻测录控一体化,向未来一口井一趟钻方向发展。
  4.工程技术发展建议
  1)对非常规油气技术:面临水平井的快速发展,加快对自动化钻机、大型压裂装备、旋转导向、油基钻井液、高效钻头和抗高温长寿命螺杆、新型压裂液、流体回收处理技术等研究力度,尽快形成产业优势。
  2)对深层油气勘探开发:研发提高钻井效率的钻机及井口自动化设备,研发高温高压试油测试装备、高钢级抗腐蚀油套管、研发油基钻井液和抗高温压裂液、井筒完整性评价技术、研发高效钻头和抗高温长寿命螺杆等。
  参考文献
  [1] 中国石油天然气集团公司.中国石油“十二五”钻井科技发展规划[R].北京:中国石油天然气集团公司科技管理部,2010.
  [2] 汪海阁.转变发展方式 促进钻探企业做大做强[J].石油科技论坛,2013,32(3):1-5.
其他文献
[摘 要]在地震勘探中,地震层位解释是地震解释的基础工作,而层位的识别和追踪是地震层位解释的一个很重要的环节。由于过去的层位追踪基本上是纯手工,既耗时又耗力,而地震层位反映在地震波形上具有同相性和相似性等,这使得依据地震波形的这些性质,让计算机自动追踪层位成为可能。这里介绍了eztracker层位追踪方法它利用了波形特征追踪算法,并且结合层位内插方法,快速方便的实现了地震层位解释  [关键词]地震
期刊
(中国电子科技集团公司第五十四研究所 河北 石家庄 050081)  [摘 要]网络编码是通信网络中信息处理和传输理论研究上的重大突破,其核心思想是允许网络节点对传输信息进行编码处理.运用网络编码能够提升网络吞吐量、均衡网络负载和提高网络带宽利用率等。文章介绍了网络编码的基本概念,指出了网络编码在卫星通信应用中存在的问题,并对网络编码技术在卫星通信中的应用进行了研究。  [关键词]网络编码 卫星通
期刊
[摘 要]本文结合工程实例,对桩基低应变反射波法检测技术应用谈一些看法。  [关键词]桩基 低应变反射波法 检测 应用  中图分类号:TU473.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)28-0249-01  桩基属地下隐蔽工程,无法采用简单、直观的方法对其质量进行检测,且受施工工艺等多方面影响,其质量较难保证。为保证桩基安全可靠,质量检验是十分必要的桩身完整性检测技术。低应变
期刊
中图分类号:TF046 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)28-0257-01  1 引言  随着城市规划的深入的发展、土地资源的紧缺、居民汽车数量的增长,城市的停车位数量缺口很大。停车位的紧缺,引起了国内外相关专家的注意。本文运用ArcGIS、Geoda作为研究手段, 在大量调查研究的基础上, 结合空间自相关理论, 研究了广州市海珠区露天停车场的等级、空间布局现状, 为城市
期刊
[摘 要]本文结合工程实际,对二级公路水泥稳定碎石基层施工技术作一些探讨。  [关键词]水泥稳定碎石 基层 施工技术  中图分类号:U416.214 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)28-0255-01  随着我国高速公路建设的迅猛发展,人们对高速公路平整度及行车舒适性的要求越来越高。水泥稳定碎石是一种半刚性基层,具有整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好而且较经济的特点,被
期刊
[摘 要]机匣类零件具有空间斜槽结构,该结构与发动机轴线偏置一定距离,以斜槽侧壁某一点为回转中心进行位置度评价,位置度要求0.1,该回转中心同样是与该结构进行装配的叶片积叠轴位置。因其结构的特殊性,该位置度的检测无法用常规手段进行。以往该结构的检测都是采用检测预钻孔位置度,靠机床位置度来间接保证的方法进行,无法得到直接检测数据,更好地对零件质量进行检测和控制。基于PC-DMIS测量系统的三坐标测量
期刊
[摘 要]分析主扇风机电机采用变频调速的必要性及技术可行性,并介绍变频控制方法。  [关键词]变频调速 DCS控制  中图分类号:TG333.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)28-0252-01  引言  韩家湾煤炭公司规模为450万吨/年,井下供风4800~4900m3/min,年耗电约131.4万度,相当于410吨标煤,因此降低能耗具有重要意义。在电力拖动领域,变频
期刊
[摘 要] 矿产资源的开发无论在那个年代都会或深或浅的涉及到。尤其到了21世纪的今天,矿产资源的开发得到了突飞猛进的发展。开矿技术也得到了前所未有的变革。近现代在开矿中逐渐应用到边界品位这个参数指标。实践证明边界品位在开矿的过程中,是最基本,最重要的参数之一。边界品位的选择将直接影响所圈定矿体的形态及矿石储量,进而影响矿山建设 。因此,本文概述了边界品位的含义、特点以及综述了边界品位动态优化的措施
期刊
[摘 要]在煤层回采过程中,煤层顶底板的岩性及其工程地质性质,直接影响着回采方法、回采效率和生产安全条件等。在煤田勘探完成后,只有对煤层顶底板的工程地质性质进行充分的研究,才能为矿井规划设计提供科学合理的顶板管理措施,选择恰当的采掘方法,从而减小由于措施不当和采掘方法的选择不当给煤矿生产和安全带的困难,避免因此造成人员伤亡或不应有的巨大经济损失风险。因此,在煤田勘探工程中,如何根据勘探资料,认真研
期刊
[摘 要]TRIBON 管系建模结束的工作影响管系生产设计周期,不断细化管系托盘,与公司要求数字化造船,精细化造船的理念一致。TRIBON本身自带的出图已经不能满足公司发展的需求,故需要后期的开发,结合本公司的实际情况,与INFORGET软件设计公司联合设计开发出图软件,使管系的后期出图更具优越性,更符合实际现场要求。本文结合INFOFGET软件对TRIBON管系的后期出图做详细的介绍和探讨。  
期刊