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石油钻井工程技术的应用现状及发展趋势探析

王晓伟 郭宝珍 黄东平

川庆钻探长庆钻井总公司,陕西省西安市,710018

摘要: 为了满足社会经济发展需求,不断提升石油资源供给效率就显得特别重要。因此,我国除了从外国大量采购石油资源外,还要针对石油钻井工程技术加大应用研究力度,将石油钻井工程技术的应用价值最大限度地体现出来,使其在解决我国能源短缺问题方面做出应有的贡献。基于此,为提升我国石油钻井工程技术的应用水平,本文将对石油钻井工程技术应用现状及发展趋势进行深入探析。
关键词: 石油钻井工程技术;应用现状;发展趋势
DOI:10.12721/ccn.2023.158352
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一、前言

随着石油资源开采程度不断加剧,常规石油钻井工程技术已经难以满足石油资源开采需求,并且油气资源的开发难度逐渐增加,非常规油气资源开发将成为未来石油资源开采的重要发展方向。近年来,随着陆地中石油资源的储藏量逐渐变少,石油资源的开采逐渐转向海洋,因此对石油钻井工程技术提出更加严格的要求。在我国经济高速发展的今天,石油资源需求量不断提升,为了加大油气资源的开采力度,需要针对石油钻井工程技术投入大量研发资金,使石油钻井工程技术可以高质量地服务于我国石油开采产业,对推动我国石油产业发展具有重要的意义。

二、提升石油钻井工程技术应用质量的重要性

改革开放初期,由于我国石油钻井工程技术的研究处于起步阶段,所以在石油钻井过程中,大多会采用喷射式钻井技术与高效钻头技术。随着我国石油钻井工程技术研究的不断深入,加之不断对西方先进技术经验进行汲取,我国石油钻井工程技术的应用与研究有了大幅度的提升,石油开采规模不断增加,为我国社会经济发展提供了充足的能源保障。目前,由于我国能源需求不断增加,需要从科学合理开采方案为切入点,有针对性的应用各类石油钻井技术,使石油资源的开采效率更上一个台阶。通常来说,开采成本与石油钻井工程技术有着直接关系,在石油开采过程中,钻井设备十分昂贵,为了降低钻井成本,需要从钻井设备国产化入手,增加钻井设备的国产化率,使钻井设备更具实用性与可维护性,降低钻井设备的维护成本。另外,由于石油资源的过度开采,石油开采条件变得十分苛刻,为了顺利完成石油开采,还应不断针对开采条件对现有石油钻井工程技术进行研究,使钻井技术可以面对各种开采工况。最后,安全问题永远是石油钻井过程中需要面对的重要事项,近年来钻井安全事故频发出现,为了提升钻井过程的安全性,在钻井前应对开采区域的地质、水文等参数进行勘测,以勘测结果为依据,合理制定石油钻井工程技术的运用方案,确保石油钻井工程技术可以高质量、安全的应用在钻井工作之中。

三、石油钻井工程技术的应用现状

(一)井下钻井动态数据采集与处理技术的应用

在石油钻井过程中,大多会选择旋转钻井的方式完成钻井任务。在钻孔中,由于受到地质、岩质等因素的影响,导致钻头的磨损程度不断加剧,严重影响最终的钻井质量。因此,在井下钻井动态数据采集与处理技术的帮助下,其可对钻头的工作情况进行实时监测,利用动态检测元件与数据处理系统,可对钻井工作参数进行采集,并自动化地完成故障诊断工作,为钻井作业顺利进行提供充分的保障作用。

(二)水平井和大位移井钻井技术的应用

相比于直井技术,水平井钻井技术的优点是降低钻井工作的成本,提升钻井效率。水平井钻井技术具有更长的斜井段,随着可控偏心器以及变径稳定器的引入,其可解决井内钻屑过多问题,提升井内的整洁程度,为后续石油开采作业顺利进行奠定基础。

(三)多分支井及重入井钻井技术的应用

所谓多分支井,指的是在主井眼的底部,使用钻头钻出分支井眼,如有必要,可以在分支井眼中再次钻出分支井眼,提升石油开采的效率。一般来说,多分支钻井技术的应用,可以使石油开采变得更加立体。而重入钻井技术指的是在现有井孔中重新进行多分支井的钻进作业,对现用钻井进行最大限度开发,降低钻井成本。

(四)欠平衡压力钻井技术的应用

尽管在早些时候便提出了欠平衡压力钻井技术,但受制于当时技术方面的限制,导致欠平衡压力钻井技术仅仅停留在理论阶段,没有得到大规模地开发与利用。随着井控技术与设备研究的不断进步,欠平衡压力钻井技术具备了实际应用的条件。欠平衡压力钻井技术相比于其他技术,具有十分显著的应用优势。例如,欠平衡压力钻井技术可以降低油气层对地层的污染程度,并且在感应与探测传感器的帮助下,钻井设备可以对地层压力进行有效的感应,使边钻边采工作目标的实现成为了可能。

(五)连续油管和小井眼钻井技术的应用

随着石油钻井工程技术的发展,连续油管技术得以应运而生。同其他钻井技术相比,连续油管技术不仅下钻容易,而且所用的钻井设备比较简单,有助于降低钻井成本,具有广阔的开发潜力。对于小井眼钻井技术而言,其在钻井任务中的应用,可以降低钻头尺寸,并且同样可以缩减钻井成本,提升钻井工作的经济性。

四、石油钻井工程技术的发展趋势

(一)朝着大型化和自动化方向发展

在钻井过程中,石油开采企业可注重增加交流变频调速电机的应用力度,其优点为:(1)在钻井过程中,钻井设备由交流变频调速电机驱动,有助于提升钻井过程的安全性,并且可大大提升意外事故的应对能力,避免在钻井过程中发生安全事故。(2)交流变频电机的使用,其可对钻井过程中的各类工况予以有效应对,并且可根据工况要求自动化地完成钻井设备的性能调整,降低钻井过程中的能耗,使钻井工作更加具有经济性,同时也有助于适应大规模石油资源开采任务的要求。

(二)加大信息技术在钻井中的应用范围

由于石油钻井工作十分危险,为了保证整个钻井工作可以安全实施,需要加大信息技术在钻井流程中的应用力度。例如,将视频监控技术与石油钻井工程技术相结合,整个钻井流程中的数据信息可以实现自动化的采集与传输,使钻井操控人员可以在显示器中直观地查看钻井过程是否存在问题,将信息技术的应用优势发挥出来,确保钻井技术可以得到高质量的应用。目前,随着石油资源开采量的不断增加,钻井工作的难度越来越大,所以为了保证钻井技术的应用质量,信息技术在钻井技术中的融合就显得特别重要。

(三)加快石油钻井技术的智能化发展速度

随着智能化技术的不断成熟,将其引入到石油钻井工程技术中,不仅可提升钻井效率,而且有助于缓解钻井工作人员的工作强度。由于钻井工作环境比较复杂,在智能化技术帮助下,可由计算机负责整个钻井任务的过程控制,降低人员在钻井阶段的参与感,提升钻井控制的精准性,并且井下信息可由计算机进行智能化判断,从而推动我国石油钻井技术的应用水平再上一个台阶。

五、结语

当前,石油资源成为经济发展体系中不可或缺的重要元素,因此,为了获取更多的石油资源,将石油资源的作用最大限度地发挥出来,需要从石油钻井工程技术入手,在了解石油钻井工程技术应用现状的基础上,加大对石油钻井工程技术的研发力度,使之朝着自动化、智能化的方向发展,全面提升石油钻井工程技术的应用水平,对促进我国社会经济发展具有重要的意义。

六、参考文献

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