對油田鉆井技術科學化的幾點看法

陳奇

摘 要：文章對現代石油鉆井技術特征是以鉆井信息化、智能化為特點向自動化鉆井邁進時期這一科學化進行概述。

關鍵詞：油田；鉆井；技術；發展

一、現代鉆井技術主要進展

（一）隨鉆井下測量與評價技術。定向井中使用的MWD與近鉆頭測斜器（MNB）配合使用，可隨鉆測得井斜角和方位角，求出井眼實時偏差矢量，實現幾何導向。隨鉆測井 （LWD）可進行地層電阻率、體積密度、中子孔隙度和自然伽馬測井，已成為標準

LWD，可進行實時地面傳輸和井下儀器芯片內儲2種記錄。

隨鉆地震（SWD）是利用鉆井期間旋轉鉆頭的振動作為井下震源，傳遞的振動信息經加工處理，可以實時獲得各種地層參數，根據獲得的各種地質參數可以估算出鉆頭前方待鉆地層的各項儲層巖石參數和地層性質，使發現油氣層成為可能，從而提高探井成功率。其次，隨鉆地震獲取的信息是油藏未被污染的原始參數，對制定保護油氣層和油藏描述工作有重要價值。

地質導向技術（GST）是在MWD、LWD和SWD技術基礎上發展起來的一種前沿技術，是使用隨鉆定向測量數據和隨鉆地質評價測井數據以人機對話方式來控制井眼軌跡的鉆井技術。它是以井下實際地質特征來確定和控制井眼軌跡的鉆井。

（二）井下動態數據實時采集、處理與應用技術。傳感檢測技術和微電子技術的進步，開發出了鉆井動態傳感檢測元件和高速數據監測及處理應用系統（DDS），實現了鉆井動態數據在井下采集和診斷，然后將診斷結果傳輸到地面，以有效地對井下鉆具的運動狀態進行控制。

（三）井下閉環鉆井技術。閉環鉆井技術包括以下6項工作：⑴ 地面測量，主要包括鉆井液錄井和鉆井參數地面測量；⑵ 井下隨鉆測量；⑶ 數據采集和地面計算；⑷ 數據整體綜合解釋，；⑸ 地面操作控制自動化；⑹ 井下操作自動控制，主要是利用“智能”型井下工具和可控的井底鉆具組合進行控制。整個鉆井作業過程分別由井下和地面兩大操作系統完成。從環路系統來看，可將閉環鉆井系統分為井下閉環和地面閉環兩大系統。

（四）水平井和大位移井鉆井技術。水平井鉆井技術作為常規鉆井技術，目前已應用于各類油藏。其鉆井成本不斷降低，甚至有的水平井鉆井成本只是直井的1.2倍，而水平井產量則是直井的4～8倍。大位移井（ERD）包括大位移水平井，是指水平位移（HD） 與垂直深度（TVD）的比大于2以上的定向井和水平井，當比值大于3時，則稱為特大位移井。旋轉導向技術及其工具—變徑穩定器和可控偏心器應用，解決了鉆柱摩阻增大和清除井內鉆屑問題，使大位移井鉆井技術得以向前發展。

（五）多分支井及重入井鉆井技術。多分支井是指在1口主井眼的底部鉆出2口或多口進入油氣藏的分支井眼，甚至再從

2級井眼中鉆出3級井眼。主井眼可以是直井、定向斜井和水平井。分支井眼可以是定向斜井、水平井或波浪式水平井。多分支井可以在1個主井筒內開采多個油氣層，實現1井多靶的立體開采。多分支井可以從老井也可從新井再鉆幾個分支井眼。從老井中鉆分支井眼稱原井再鉆（Re-entry）又稱重入井鉆井。重入井鉆井不僅可利用老井為主井筒，又可充分利用油田已有的管網、道路、井場及其它設施，效益極高。

（六）欠平衡壓力鉆井技術。欠平衡壓力鉆井具有以下優點：⑴避免井內液體進入地層，減少對油氣層的污染和損害；⑵及時發現新的油氣層；⑶消除了鉆井時井內液柱壓力對巖屑的“壓持效應”，可大幅度提高機械鉆速，并避免鉆井液漏入地層和粘附卡鉆事故；⑷可邊鉆井，邊開采油氣，提早使油氣井投產。

（七）連續油管和小井眼鉆井技術。連續油管鉆井技術是為了適應多分支井、小井眼鉆井和欠平衡壓力鉆井等需要發展起來的新技術。其優點主要是：設備簡單，井控安全，投資少和鉆井成本低。最初小井眼鉆井的目的主要是減小鉆頭尺寸，相應減小套管尺寸和鉆柱尺寸，有利于減小鉆機負荷，從而節約鉆井成本并提高鉆井速度。但隨著鉆井技術的發展一大批先進的鉆井工藝技術問世，如側鉆水平井、連續油管鉆井和欠平衡鉆井等都要采用小井眼鉆井來完成，給小井眼鉆井技術賦予了新的技術內涵，使小井眼鉆井進入了新的高潮時期。

二、現代石油鉆井技術發展趨勢

以信息化、智能化為特點，向自動化鉆井方向發展。 20世紀80年代中期以后，國際石油鉆井中使用隨鉆測量、隨鉆測井、隨鉆地震、隨鉆地層評價、鉆井動態信息實時采集處理、地質導向和井下旋轉導向閉環鉆井等先進技術以來，鉆井技術發生了質的變化，其變化特征為：鉆井信息數字化。在鉆井過程中，井下地質參數、鉆井參數、流體參數和導向工具位置及狀態的實時測試、傳輸、分析、執行、反饋及修正，鉆井信息向完全數字化方向發展。越來越脫離人們的經驗影響和控制，鉆井過程逐步成為可用數字描述的確定性過程；工具和作業智能化、集成化。當前的導向鉆具、測試工具和作業控制都日趨智能化。

三、未來鉆井技術展望

未來鉆井技術，將以信息化、智能化為特點導向和井下閉環鉆井技術將得到進一步發展，使鉆井技術步入自動化鉆井階段；國際石油界將進一步擴大井下閉環鉆井技術在水平井、大位移井、多分支井、連續油管鉆井和欠平衡壓力鉆井中應用，并完善配套這些技術，以大幅度提高油氣采收率；原井再鉆技術，將在已開采油氣井中以重新加深、側鉆或鉆多分支井等方式，開采地下剩余油氣，提高油氣采收率；采用以信息化、智能化為特點的上述新鉆井技術可望從根本上解決目前存在的部分難以開采的特殊油氣藏，也會顯著提高深探井、超深探井的勘探成功率。利用鉆井手段和方法提高油氣采收率，將會在未來成為世界各石油公司的共識，會越來越得到普遍的關注和重視。

參考文獻：

[1]高 河.未來油氣鉆井技術展望[J].石油化工動態，2010，（02）.