石油钻井工程技术的应用现状及发展趋势

从全球油气勘探的发展趋势来看, 油气开发正在从常规向非常规、浅层向深层、陆地向海洋发展。随着我国经济的快速发展以及能源结构的调整, 对石油的需求量正在不断增加, 对油气资源的开发力度也在不断加强, 对石油钻井工程的投资也在不断增加, 据相关统计数据显示, 石油钻井工程的投资已经占到勘探开发总投资的50%以上, 主要在于近年来我国油气资源的勘探开发正在朝非常规和超深层油气资源的方向发展, 这对钻井工程技术提出了更高的要求, 石油勘探开发的发展也越来越依赖于钻井工程技术的提高。

一、当前国内石油钻井工程技术的应用现状

1. 水平井钻井技术的特点及应用现状

水平井钻井技术采用了先进的随钻测量仪器以及特殊的井底动力工具, 钻成井斜角保持在86o以上, 是一种定向钻井技术, 我国是第三个掌握这项技术的国家, 该技术在国内应用的时间也比较早, 经过不断的改进和发展, 现已形成了钻具稳平、多开转盘、上下调整、注意短起、动态监控等技术要点。钻具稳平强调的是钻具的稳定能力, 重在钻具的选型和组合设计;多开转盘主要是为了减少摩擦阻力, 提高机械钻速, 通常水平段开钻盘的进尺应控制在总进尺的75%以上。上下调整的指的是对铅垂位置与井斜角的调整, 注意短起指的是短程起钻, 主要为了保证井壁的质量。运用水平井钻井技术, 能够实现动态监控, 即对已钻井段进行计算、钻具组合的定向和导向状态进行评价, 以及对待钻井眼进行分析调整[1]。

2. 大位移井钻井技术的特点及应用现状

大位移井钻井在目前属于高精尖的钻井工艺, 是一项结合水平井和定位井技术的综合系统工程, 该技术存在很多技术难点, 随着大位移井钻井设计理论的不断优化, 国产化配套技术的不断发展, 已经掌握了相关的研究方法, 存在的技术难点也被相继攻克, 现阶段国内浅海区域的油田对该项技术的应用已经成熟, 而且取得了很好的经济效益。

3. 地质导向钻井技术的特点及应用现状

导向工具结合地质导向仪器便形成了地质导向钻井技术, 这实际上就是在导向钻井技术的基础上发展起来的, 将测井和钻井技术与油藏工程技术合为一体, 实现了随钻控制的效果。由于带有电阻率等地质参数以及其他辅助参数, 该技术不仅具备了对储层特性、地层构造的判断能力以及钻头轨迹的控制能力, 还大大提高了钻井的采收率和成功率, 有效地降低了钻井成本。

4. 连续管和套管钻井技术的特点及应用现状

目前, 国内对连续管钻井技术进行了改进, 在防喷器上安装了环形橡胶, 这种密封环空的设计为欠平衡压力钻井的实现创造了一定的条件, 且有效防止了对地层的伤害, 不仅保证了欠平衡压力钻井作业的顺利进行, 也对油气层起到了保护作用。连续管钻井技术在应用时无需停泵, 确保了钻井液的连续循环, 避免接单根而引发井喷事故, 非常适合老井侧钻和加深、小眼井钻井等应用, 由于无需过多设备, 占地面积比较小, 也常被应用于受条件限制的海上平台或地面作业。套管钻井实际上就是将下套管与钻井合并在一起, 变成了一个作业过程, 避免了常规的井下钻作业, 能够有效改善水力参数和清洗井筒状况, 提高环控上返速度[2]。

二、石油钻井工程技术的发展趋势

目前, 石油钻井工程技术正在向更深、更快、更安全、更经济、更清洁的方向发展, 国外一些比较有代表性的石油企业都在关注钻井自动化、非常规钻井、深水钻井等钻井工程技术, 同时也加大了对井下振动监测、井筒配套技术、钻井与井下作业一体化的研发力度。一些有国际影响力的石油企业, 在工程发展方向上都在坚持高效服务开发, 在主营业务发展上都在试图突破非常规、超深层、海洋油气资源开发的技术瓶颈, 以提升钻井工程技术的服务保障能力以及企业的核心竞争力[3]。

随着油气勘探的进一步深入, 从全球范围来看, 油层浅、易开发、储藏多的油气资源正在逐渐减少, 国内油气资源的勘探开发越来越向低渗透、超深部、复杂地层以及海洋深水等方向集中, 钻井工程正面临着“低、深、难、海”方面的技术性难题, 钻井技术的服务领域越来越宽泛、对象越来越复杂、工程难度也越来越大, 为了适应我国能源发展的需求, 提高石油钻井工程技术, 解决非常规、超深层等油气资源开发的技术难题已是当务之急。目前国内的石油勘探正着眼于井下风险整体控制、井眼轨道自动控制、油层保护钻井液等技术的研发与应用。伴随着国际钻井工程技术的快速发展, 国内石油钻井工程技术的科研实力和创新能力也在不断增强, 从整体发展状况来看, 我国的石油钻井工程技术的发展还是比较稳定的, 现阶段, 保证能源供应已经成为我国关注的焦点问题之一, 石油钻井工程技术的进步和应用不仅能够在一定程度上缓解国内对石油资源的紧张局面, 也会大大提高石油的勘探效果, 实现更大的经济效益和社会效益[4]。

摘要：随着全球油气勘探的进一步发展, 非常规和超深层油气资源的开发对钻井工程技术提出了更高的要求, 石油钻井工程技术的进步与应用对石油资源的开发起到了积极的推动作用。本文主要对当前国内石油钻井工程技术的特点及应用现状进行了分析, 并结合国内外石油钻井工程的实际情况, 探讨了石油钻井工程技术的发展趋势, 以期能够对我国石油钻井工程技术的应用起到一定的帮助。

关键词：石油工程,钻机技术,应用现状,发展趋势