国外钻井技术研发新动向

《国外钻井技术研发新动向》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、国外钻井技术研发新动向钻井的目的不止是构建油气通道，更重要的是发现更多的油气资源和尽量提高油气产量和采收率。钻井工程面临的问题始终是如何确保“优，快，省，HSE”。钻井技术的研发一直是针对这些问题展开的。自上世纪80年代以来，钻井技术发展很快，极大地推动了钻井的实时化、信息化、数字化、可视化、集成化、自动化、智能化，使钻井变得“更聪明”。从国外钻井前沿技术和在研技术判断，当前钻井技术的研发在这四个方面出现一些值得关注的新动向。　　一、优　　“优”指优质，也就是如何提高工程质量，更好地保护油气层，准确地监控井

2、眼轨迹。　　1.提高井下数据传输速率，完善双向通讯　　钻井目标复杂化对井眼轨迹的控制精度提出了越来越高的要求。随钻测量(MWD)、随钻测井(LWD)、地质导向和旋转闭环导向钻井系统是提高井眼轨迹控制精度的重要手段，得到了推广应用。目前所用的MWD和LWD的数据传输途径是泥浆脉冲或电磁波，但它们的数据传输速率太慢，不能很好地满足现代油气勘探开发对钻井井下数据传输的新要求。近些年，国外一直在探索新的数据传输方式，包括声波、光纤和有缆钻杆。目前，声波信道和用于常规钻杆的光纤信道尚在研究中。在有缆钻杆领域，目前投入

3、商业应用的只有美国Intelliserv公司的“软连接”有缆钻杆，即所谓的智能钻杆。　　智能钻杆实质上是一种有缆钻杆，电缆之间通过电磁感应实现“软连接”：把电缆嵌入钻杆，钻杆接头两端的电缆各有一个感应环；钻杆紧扣以后，两感应环并不直接接触，而是通过电磁感应原理实现信号在钻杆间的高速传输。其主要特点是：(1)数据传输高速、大容量、实时：数据传输速率高达5.76万位/秒；(2)真正实现双向通讯；(3)适用于包括欠平衡钻井、气体钻井在内的任何井况下的数据传输。　　智能钻杆已于2007年投入商业化应用，是钻井井下信

4、号传输技术的一个重大突破和重要里程碑。它已获得了哈里伯顿、贝克休斯、斯仑贝谢和威德福等国际一流的油田技术服务公司的认可和支持，应用前景乐观。下一步是开发数据传输速率高达10万位/秒的智能钻杆。　　2.发展随钻前视功能，完善地质导向　　地质导向是MWD和LWD技术的重大突破，但目前的地质导向仪离钻头的距离在0.91米以上，只能测量刚钻井眼的工程参数和地质参数，并不能探测钻头前方的地质情况。为此，需要发展随钻地震等具有随钻前视功能的技术，以便及时发现前方的“甜点”，更好地进行地质导向和储层导向。　　二、快　　“

5、快”指高效，也就是如何提高钻井效率。“快”是油公司、钻井承包商和技术服务公司一贯追求的重要目标。近两三年，钻井日费暴涨，提高钻速尤为重要，对深井钻井和深水钻井来说更是如此。　　1.探索新的破岩方式，以期在破岩技术上取得突破　　自高压喷射钻井于上世纪60年代开始推广应用以来，机械破岩+水力辅助破岩这种联合破岩方式就占绝对统治地位。为了进一步提高机械钻速，人们一直在探索其他破岩方式，如化学溶解法钻井、爆破法钻井、电火花钻井、微波钻井、热散裂钻井、岩熔炉钻井等。近几年，国外还在探索中的破岩技术主要是激光钻井、等离

6、子体通道钻井(PlasmaChannelDrilling)。　　激光钻井的破岩机理是利用高能激光破碎、熔化和蒸发岩石。激光钻井仍处于室内试验阶段，预计2020年投入商业化应用，并有望给钻井带来一场革命。　　等离子体通道钻井技术的开发者是挪威的獾式钻探器(BadgerExplorer)公司。该技术的核心是高电压脉冲能量技术。等离子体的破岩机理就是用电法雾化岩石，即利用高电压脉冲在“钻头”前方的岩石中形成高能等离子体，等离子体在不到一微秒的时间内在岩石中极迅速地膨胀，导致局部岩石破裂和破碎。这项破岩技术目前尚处

7、于原理验证阶段，其可行性还有待进一步验证。如果它最终能够通过现场试验，则有望成为一种新的简单、高效、成本低、风险小、环境友好的破岩方式，将主要用于修井和钻小井眼。　　2.改进高温高压深井钻井技术，进一步提高钻井速度，降低钻井成本　　为了使深井钻得更深、更快、更经济、更环保，美国能源部于2001年3月设立了一个深井钻井计划——DeepTrek计划，旨在组织开发一些新技术和新工具来提高深井钻井完井效率，降低深井钻井完井成本。　　DeepTrek计划侧重于4个关键领域的技术开发：(1)智能钻井系统；(2)高科技材

8、料；(3)先进的深井钻井完井方法；(4)新的钻头技术。　　该计划是一系列技术创新的集成，是当今钻井技术前沿的集中体现，代表新一代深井钻井技术，反映深井钻井技术的发展方向。其中的多数单项技术还处于实验室研究或现场试验阶段，个别单项技术已投入商业化应用，总体技术将于2010年投入商业应用。DeepTrek计划将实现“更深”和“更智能”的钻井目标，进一步促进钻井技术的进步。　　3.钻机多样化、数字化、自动化、智能化，运