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本期技术概览—高效钻井助力低油价逆行者(一)

本期技术概览—高效钻井助力低油价逆行者(一)

钻井工程作为油气开采的重要环节,近年来向着智能化、集成化的方向发展。本期技术专题,石油圈将从数字化系统、扶正器以及钻井液三个方面对比现阶段最新前沿技术的优劣。

编译 | Leia

从世界能源消耗趋势看,还是以油气为主,在未来能源消耗趋势中,天然气的消耗增加较快,但是在我国仍然以石油、煤炭作为主要能源。尽管如此,我国的油气缺口仍然很大,供需矛盾很突出,60%石油需要进口,从钻井的历史看,我国古代钻井创造了辉煌历史,近代钻井由领先沦为落后,现代钻井奋起直追,逐步缩小差距,21世纪钻井技术有希望第二次走向辉煌。随着钻进区域的不断扩大及钻井难度的不断增加,各种新的钻井技术不断出现,目前,水平井钻井技术逐渐成为提高油气勘探开发最有效的手段之一。各种先进的钻井技术在油田开发中显示出了其优越性,新技术、新工艺日益得到重视和推广应用。

钻井工程作为石油天然气勘探开发的主要手段和关键环节,具有技术密集、高投资和高风险的特点。钻井费用占勘探开发总投资的50%以上,钻井技术的优劣和水平直接影响油气勘探开发效益。伴随着油气勘探开发的深入,国外钻井设备配套、工具仪器研发、钻井高新技术研究与应用得到了高度重视和快速发展,钻井前沿技术不断突破,储备技术研究投资不断加大。目前,钻井技术不仅仅只是打开和建立油气通道,已经成为提高油气井产量、提高采收率等增储上产的新途径和主要手段。

地下环境的复杂性及其不确定性(地应力、地层压力、各向异性、可钻性、理化特性、不稳定性等地层特性十分复杂和异常)给油气钻探造成极大困难:钻井事故多、速度慢、质量差、效益低(成本高),严重制约了油气勘探开发的步伐。

经过历代钻井人员的努力,国内外钻井装备水平逐渐提高,生产管理水平实现现代化。但是,随着油田开发的不断深入,油田开采难度逐渐加大,勘探开发有了更高的要求,这给钻井技术带来了新的挑战,钻井难度不断加大。

数字化系统

进入数字时代,钻井施工模式发生了根本性的变化。随着信息采集技术的提高,数字化的钻井施工模式替代了旧的经验式施工模式。其主要特征是:在硬件方面,在钻井现场建立一个局域网络,一端与钻井数据采集系统(地面和地下)连接,而另一端通过卫星地面站与数据中心连接,建立起一个虚拟办公环境。在软件应用方面,现场实时数据处理与分析系统,将地面或地下传感器采集的信息,与数据中心的知识库、数据库结合在一起联动工作,加上中心专家组的分析,来指导钻井施工。更先进的就是实现闭环自动钻井。这套系统可以最大限度的避免井下复杂情况的发生;可以有效地保护油气藏;可以提高钻井速度和工程质量(特别是井眼质量);可以解放劳动力,使司钻具有看着地层钻井的感觉。

井队远离生产基地,尤其是海上、沙漠、山区钻井,每一次到钻井平台都花费一定的人员费和运输费。各部门协调生产困难。生产组织信息的流通,对加快各部门的协调工作,减少上井车船次数,是降低钻井管理费用的一个方面。另一方面,及时掌握钻井队生产动态,掌握设备运转、维修情况,掌握材料消耗信息,及时组织专业服务公司上井服务,保证井队正常生产,减少井队停工时间,降低钻井费用。

对钻井生产中发生的成本信息、设备运转效率信息、人力资源信息、物质供应信息等进行综合分析、处理,生成辅助决策信息,成为上层管理者和决策者的主要参考信息。这也是钻井信息技术应用的一个重要方面。

扶正器技术

套管在井眼中的居中度是油气井固井质量好坏的决定因素之一,而扶正器安放又是套管居中与否的基础。不同类型扶正器的性能对套管的下入和最终的居中度有不同的影响;各种类型的扶正器组合又可以弥补单一扶正器对下套管和套管居中度作业的缺陷;套管扶正器间距设计与套管居中度、下套管摩阻、扶正器自锁等紧密相关。

钻井液技术

钻井液技术是油气钻井工程中非常重要的一个施工环节,能够在一定程度上确保钻井工程安全、快速、高质地进行。

目前钻井液技术的应用和发展已经取得一定成果,但是钻井实践证明,一种优质的钻井液,在具备其基本功能之外,还应该尽可能地起到更多的作用。首先,为了尽量降低和避免对油气层的损害,要求钻井液要匹配钻井遇到的油气层,起到保护油气层的作用;其次,钻井液还被要求不能影响底层测试的结果,要有利于人们对底层的正确评价;再者,随着人们对工作环境和生命安全的关注日益增加,要求钻井液符合环保标准,不能对钻井人员和环境产生损害和污染,同时也要尽可能减小对地面设备和井下工具的腐蚀损害。

世界钻井技术发展总的趋势是向自动化、智能化和更加注重QHSE等方向发展,并以信息化、智能化为特点,将钻井、电测、信息采集和控制技术紧密结合,多技术集成一体化,最大限度地发现和保护油气藏、提高油气井产量和油气田采收率,提高速度,降低成本,提高勘探开发的综合效益。

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二丫
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(北京),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。如需获取更多技术资料,请联系二丫(QQ295900524;微信13132550596)

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