錢海洋

(中國(guó)石化華北石油工程有限公司河南鉆井分公司，河南南陽(yáng) 473132)

隨著我國(guó)石油鉆井工程技術(shù)研究的不斷深入，加之不斷對(duì)先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行汲取，我國(guó)石油鉆井工程技術(shù)的應(yīng)用與研究有了大幅度的提升，石油開采規(guī)模不斷增加，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了充足的能源保障。目前，由于我國(guó)能源需求不斷增加，需要從科學(xué)合理開采方案為切入點(diǎn)，有針對(duì)性地應(yīng)用各類石油鉆井技術(shù)，使石油資源的開采效率更上一個(gè)臺(tái)階。通常來(lái)說(shuō)，開采成本與石油鉆井工程技術(shù)有著直接關(guān)系，在石油開采過(guò)程中，鉆井設(shè)備十分昂貴，為了降低鉆井成本，需要從鉆井設(shè)備國(guó)產(chǎn)化入手，增加鉆井設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率，使鉆井設(shè)備更具實(shí)用性與可維護(hù)性，降低鉆井設(shè)備的維護(hù)成本。另外，由于石油資源的過(guò)度開采，石油開采條件變得十分苛刻，為了順利完成石油開采，還應(yīng)不斷針對(duì)開采條件對(duì)現(xiàn)有石油鉆井工程技術(shù)進(jìn)行研究，使鉆井技術(shù)可以面對(duì)各種開采工況。安全問題永遠(yuǎn)是石油鉆井過(guò)程中需要面對(duì)的重要事項(xiàng)，近年來(lái)鉆井安全事故頻發(fā)出現(xiàn)，為了提升鉆井過(guò)程的安全性，在鉆井前應(yīng)對(duì)開采區(qū)域的地質(zhì)、水文等參數(shù)進(jìn)行勘測(cè)，以勘測(cè)結(jié)果為依據(jù)，合理制定石油鉆井工程技術(shù)的運(yùn)用方案，確保石油鉆井工程技術(shù)可以高質(zhì)量、安全的應(yīng)用在鉆井工作之中。

1.石油鉆井技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

近幾年，我國(guó)石油鉆井技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中取得了一定的進(jìn)展，但是和一些石油開采時(shí)間較長(zhǎng)的國(guó)家相比還存在一定的不足之處，因此這就要對(duì)石油鉆探技術(shù)進(jìn)行不斷的完善與優(yōu)化，從而更好地滿足我國(guó)對(duì)石油開采的需求。其一，我國(guó)在使用石油鉆井技術(shù)的時(shí)候利用地下監(jiān)控技術(shù)能夠提升測(cè)量信息的傳輸質(zhì)量以及傳輸速度，還能夠?yàn)樽詣?dòng)化鉆井的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。其二，井控技術(shù)可以用來(lái)對(duì)井內(nèi)壓力進(jìn)行檢測(cè)，現(xiàn)階段我國(guó)井控技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)較高，因此要通過(guò)相關(guān)人員的不斷完善與創(chuàng)新提升該技術(shù)的上限。其三，我國(guó)具有大量深水石油資源，但是由于長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)沒有深海石油開采技術(shù)，影響了我國(guó)深海石油資源的開采，還降低了石油利用效率。因此這時(shí)深水鉆井技術(shù)的出現(xiàn)能夠使我國(guó)石油鉆井深度達(dá)到2500m，還能夠使鉆井過(guò)程中信號(hào)傳輸更加穩(wěn)定，提升其無(wú)線信號(hào)傳輸能力，為我國(guó)深水石油資源勘測(cè)與開采提供了便捷。其四，海上鉆井技術(shù)屬于我海洋國(guó)石油重點(diǎn)開采技術(shù)，我國(guó)在海洋中有大量的石油資源，但是海洋石油開采屬于較為困難的開采任務(wù)，對(duì)鉆井技術(shù)的要求也較高。我國(guó)海洋鉆井技術(shù)出現(xiàn)了多種形式，其中包括動(dòng)態(tài)壓井鉆井，深水鉆井，噴射下導(dǎo)管以及分支水平鉆井技術(shù)等。這些技術(shù)可以進(jìn)一步拓展我國(guó)的石油開采領(lǐng)域，完善我國(guó)在石油開采領(lǐng)域中存在的弊端。

2.鉆井工程技術(shù)存在的問題

2.1 鉆井管理體制機(jī)制不完善

俗話說(shuō)“沒有規(guī)矩不成方圓”，鉆井工程石油勘探也是如此，鉆井工程的相關(guān)管理體制機(jī)制不健全，使得鉆井工程在具體施工過(guò)程中缺乏嚴(yán)格的規(guī)章制度的約束，對(duì)鉆井工程技術(shù)升級(jí)和創(chuàng)新會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。首先是鉆井工程缺少監(jiān)督管理機(jī)制，技術(shù)的應(yīng)用需要有相關(guān)監(jiān)督管理，監(jiān)督管理能夠在最大程度上約束限制其技術(shù)人員的工作行為，使其必須嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行勘探工作，而一些石油企業(yè)在這方面存在漏洞。職責(zé)體系不健全，鉆井工程雖然較以往而言安全性大大提升，但還是具有一定的危險(xiǎn)，必須高度重視，技術(shù)存在誤差會(huì)導(dǎo)致安全事故發(fā)生，但是由于一直以來(lái)責(zé)任制落實(shí)不到位，一旦出現(xiàn)事故，相關(guān)工作人員互相推脫責(zé)任，難以真正將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人，給鉆井管理工作帶來(lái)一定的困難。

2.2 鉆井工程技術(shù)還有待提高

鉆井工程技術(shù)是石油天然氣開發(fā)的主要手段，因此技術(shù)水平的高低對(duì)于石油天然氣開發(fā)的產(chǎn)量以及應(yīng)用具有十分關(guān)鍵的作用。但是鉆井工程不是簡(jiǎn)單的生產(chǎn)投入，具備高風(fēng)險(xiǎn)、高投入、高技術(shù)等特點(diǎn)，需要有充足的資金支持存在的風(fēng)險(xiǎn)，為了不斷推進(jìn)我國(guó)勘探開發(fā)利用，鉆井工程技術(shù)芮然有了一定的發(fā)展。但是還存在一些問題，我國(guó)一些石油儲(chǔ)量豐富的地區(qū)的地形地勢(shì)較復(fù)雜，如何將相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備安全穩(wěn)固的安裝從而進(jìn)行鉆井勘探對(duì)技術(shù)提出了更高的要求。技術(shù)的發(fā)展程度影響工作效率，如何向更深位置開發(fā)油氣，深井超深井鉆井技術(shù)還是不夠先進(jìn)有待提升。

2.3 鉆井設(shè)備落后

俗話說(shuō)“鉆頭不到，石油不冒”。鉆頭是石油開發(fā)的重要工具，在技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，鉆頭質(zhì)量較差會(huì)影響與之配套的其他基礎(chǔ)設(shè)施，從而影響鉆井技術(shù)的發(fā)揮，其他鉆井設(shè)備發(fā)展水平與國(guó)外的鉆井設(shè)備存在一定的差距，例如，海上石油天然氣儲(chǔ)備量十分豐富，但是我國(guó)固井機(jī)械設(shè)備和海上鉆井平臺(tái)設(shè)備已經(jīng)陳舊，無(wú)法滿足當(dāng)下更深位置的石油勘探，在適應(yīng)深水開發(fā)的平臺(tái)建設(shè)還處于嚴(yán)重缺失的狀態(tài)，同時(shí)了解石油勘探的情況必須依靠相關(guān)的測(cè)量?jī)x器，但是我國(guó)在這方面設(shè)備的研發(fā)利用方面還處于嚴(yán)重缺失的狀況，無(wú)法精準(zhǔn)定位，對(duì)于鉆井技術(shù)的應(yīng)用會(huì)造成嚴(yán)重的影響。

3.石油鉆井工藝技術(shù)的施工流程

石油鉆探既困難又復(fù)雜，只有將科學(xué)的鉆井技術(shù)與先進(jìn)的鉆井平臺(tái)相結(jié)合，才能提高鉆井效率。在進(jìn)行石油鉆探之前，必須做好適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備，確定鉆孔后，有必要進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)和鉆孔設(shè)備的選擇和建造。必須調(diào)整鉆孔深度，并且必須按照鉆機(jī)進(jìn)行施工，制定適當(dāng)?shù)淖罱K計(jì)劃，以供油流入井中并達(dá)到使用油的目的。在制定鉆探計(jì)劃時(shí)，必須避免因建筑工人的技術(shù)錯(cuò)誤而引起的問題，以免在采油過(guò)程中造成較大的損失。在石油鉆井作業(yè)中，應(yīng)按照工作時(shí)間表進(jìn)行施工，并及時(shí)調(diào)整有關(guān)鉆井?dāng)?shù)據(jù)，以確保鉆機(jī)的施工條件舒適，并減少鉆井設(shè)備的損失。在日常設(shè)備的保養(yǎng)中，應(yīng)注意鉆井設(shè)備的保養(yǎng)，以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，提高鉆機(jī)的效率，減少施工時(shí)間，以達(dá)到預(yù)期的效果。同時(shí)，必須優(yōu)化鉆井液，必須選擇適合該施工計(jì)劃的鉆井液，并且必須根據(jù)各種內(nèi)部鉆井技術(shù)選擇密度最高的鉆井液，以便可以有效冷卻，讓鉆井擁有可重復(fù)使用的鉆機(jī)。在施工過(guò)程中，鉆井液必須能夠有效清除施工過(guò)程中形成的巖石碎屑，以避免在施工過(guò)程中形成鉆井平臺(tái)，在施工前必須準(zhǔn)備足量的鉆井液以滿足鉆井要求。

4.石油鉆井工程技術(shù)的應(yīng)用

4.1 井下鉆井動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)的應(yīng)用

在石油鉆井過(guò)程中，大多會(huì)選擇旋轉(zhuǎn)鉆井的方式完成鉆井任務(wù)。在鉆孔中，由于受到地質(zhì)、巖質(zhì)等因素的影響，導(dǎo)致鉆頭的磨損程度不斷加劇，嚴(yán)重影響最終的鉆井質(zhì)量。因此，在井下鉆井動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)的幫助下，其可對(duì)鉆頭的工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，利用動(dòng)態(tài)檢測(cè)元件與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可對(duì)鉆井工作參數(shù)進(jìn)行采集，并自動(dòng)化地完成故障診斷工作，為鉆井作業(yè)順利進(jìn)行提供充分的保障作用。

4.2 水平井和大位移井鉆井技術(shù)的應(yīng)用

相比于直井技術(shù)，水平井鉆井技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是降低鉆井工作的成本，提升鉆井效率。水平井鉆井技術(shù)具有更長(zhǎng)的斜井段，隨著可控偏心器以及變徑穩(wěn)定器的引入，其可解決井內(nèi)鉆屑過(guò)多問題，提升井內(nèi)的整潔程度，為后續(xù)石油開采作業(yè)順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

4.3 多分支井及重入井鉆井技術(shù)的應(yīng)用

所謂多分支井，指的是在主井眼的底部，使用鉆頭鉆出分支井眼，如有必要，可以在分支井眼中再次鉆出分支井眼，提升石油開采的效率。一般來(lái)說(shuō)，多分支鉆井技術(shù)的應(yīng)用，可以使石油開采變得更加立體。而重入鉆井技術(shù)指的是在現(xiàn)有井孔中重新進(jìn)行多分支井的鉆進(jìn)作業(yè)，對(duì)現(xiàn)用鉆井進(jìn)行最大限度開發(fā)，降低鉆井成本。

4.4 欠平衡壓力鉆井技術(shù)的應(yīng)用

盡管在早些時(shí)候便提出了欠平衡壓力鉆井技術(shù)，但受制于當(dāng)時(shí)技術(shù)方面的限制，導(dǎo)致欠平衡壓力鉆井技術(shù)僅僅停留在理論階段，沒有得到大規(guī)模地開發(fā)與利用。隨著井控技術(shù)與設(shè)備研究的不斷進(jìn)步，欠平衡壓力鉆井技術(shù)具備了實(shí)際應(yīng)用的條件。欠平衡壓力鉆井技術(shù)相比于其他技術(shù)，具有十分顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。例如，欠平衡壓力鉆井技術(shù)可以降低油氣層對(duì)地層的污染程度，并且在感應(yīng)與探測(cè)傳感器的幫助下，鉆井設(shè)備可以對(duì)地層壓力進(jìn)行有效的感應(yīng)，使邊鉆邊采工作目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)成為了可能。

4.5 連續(xù)油管和小井眼鉆井技術(shù)的應(yīng)用

隨著石油鉆井工程技術(shù)的發(fā)展，連續(xù)油管技術(shù)得以應(yīng)運(yùn)而生。同其他鉆井技術(shù)相比，連續(xù)油管技術(shù)不僅下鉆容易，而且所用的鉆井設(shè)備比較簡(jiǎn)單，有助于降低鉆井成本，具有廣闊的開發(fā)潛力。對(duì)于小井眼鉆井技術(shù)而言，其在鉆井任務(wù)中的應(yīng)用，可以降低鉆頭尺寸，并且同樣可以縮減鉆井成本，提升鉆井工作的經(jīng)濟(jì)性。

5.石油鉆井技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，信息技術(shù)的使用覆蓋面積越來(lái)越廣泛，一些先進(jìn)的信息技術(shù)也在石油鉆井工程中得到了應(yīng)用，信息技術(shù)與石油鉆井技術(shù)的融合能夠?yàn)槭烷_采的運(yùn)行提供一定的技術(shù)支持。在使用過(guò)程中視頻監(jiān)控技術(shù)融合了多媒體視頻技術(shù)和語(yǔ)音技術(shù)，能夠在石油勘探現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置監(jiān)控?cái)z像頭，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)石油鉆井現(xiàn)狀，更好地保護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)人員的注意安全。同時(shí)石油鉆井中信息技術(shù)的使用還能夠?yàn)楣こ痰拈_展提供一定的便捷，提升石油開采的進(jìn)度。基于管理角度進(jìn)行分析，鉆井工程的使用較為復(fù)雜，因此在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中需要建立專門機(jī)構(gòu)，并利用專門機(jī)構(gòu)對(duì)鉆井工程進(jìn)行人員管理及設(shè)備管理。石油鉆井機(jī)構(gòu)不但要加大研發(fā)力度同時(shí)還要重視石油生產(chǎn)，在研發(fā)過(guò)程中要積極吸收國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合本國(guó)實(shí)際情況創(chuàng)造出適合我國(guó)石油鉆井的技術(shù)，從而使石油鉆井利益達(dá)到最大化?；诩夹g(shù)角度進(jìn)行分析，我國(guó)石油鉆井發(fā)展需要重點(diǎn)完善鉆井技術(shù)，使鉆井技術(shù)可以滿足不同情況下的石油生產(chǎn)需求，特別是對(duì)于一些原有井進(jìn)行新型鉆井技術(shù)的研發(fā)，這樣不但能夠提升石油的開發(fā)效益，同時(shí)也能夠提升石油的生產(chǎn)自動(dòng)化，提升生產(chǎn)效率。我國(guó)鉆井技術(shù)主要以自動(dòng)化信息化為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，可以使用多重?cái)?shù)據(jù)的機(jī)器人來(lái)替代人工實(shí)現(xiàn)有效的新型鉆井，解決一些難以開采的油氣區(qū)域，在這種情況下能夠進(jìn)一步提升探測(cè)井的探測(cè)深度，提升開采成功率。另外，在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中還要對(duì)井下閉環(huán)鉆井技術(shù)進(jìn)行深層次研究，完善閉環(huán)鉆井技術(shù)，推動(dòng)石油穩(wěn)步開采。傳統(tǒng)石油鉆井施工技術(shù)會(huì)在石油未來(lái)開采過(guò)程中受到一定限制，因此在未來(lái)開采過(guò)程中，要對(duì)傳統(tǒng)石油鉆井施工技術(shù)不斷豐富和優(yōu)化，使技術(shù)能夠融入未來(lái)石油鉆井施工中，讓我國(guó)石油鉆井實(shí)力得到一定程度上的提升。石油開采與信息化智能手段密不可分，在石油開采過(guò)程中存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，在這時(shí)可以使用智能化開采技術(shù)并有效避免人為因素導(dǎo)致安全隱患的出現(xiàn)，大大提升石油開采效率，降低人工支出和施工人員的工作壓力。在石油鉆井工程技術(shù)使用過(guò)程中具有一定的優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)與傳統(tǒng)鉆井技術(shù)相比智能化更強(qiáng)，可以大大縮短鉆井支出和鉆井時(shí)間，但是在石油開采過(guò)程中鉆井技術(shù)會(huì)涉及到很多內(nèi)容，這也提升了其操作標(biāo)準(zhǔn)。即使目前我國(guó)在石油鉆井技術(shù)上取得了一定的突破，但是想要在國(guó)際石油市場(chǎng)中占有一席之地，還需要我國(guó)相關(guān)研究人員對(duì)石油開采技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，研究出適合我國(guó)的石油開采技術(shù)，從而推動(dòng)我國(guó)使用行業(yè)的進(jìn)步。

6.結(jié)語(yǔ)

鉆井工程技術(shù)在勘探開發(fā)油氣資源中占據(jù)重要位置，必須高度重視技術(shù)的研發(fā)利用，但是在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中還存在一些實(shí)際問題，管理體制機(jī)制不完善，相關(guān)配套設(shè)備不先進(jìn)，技術(shù)人員的水平較低。要完善管理機(jī)制，重視技術(shù)人員的作用，同時(shí)投入更多的資金進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，不斷提高鉆井工程技術(shù)水平，推動(dòng)鉆井工程發(fā)展。