智能化石油鉆井技術的發展前景

趙永斌（勝利油田黃河鉆井三公司 山東 東營 257000）

前言：

石油鉆井技術的智能化發展對于一些石油開采難度較高的地區具有十分重要的意義，實現智能化石油鉆井能夠實現石油開采的專業化，對鉆井質量、開采效率有促進作用，同時事故發生平率以及勞動強度都有所降低，還能一定程度的降低生產成本。智能化石油鉆井技術需要不斷引進先進技術，也是一個國家經濟及科技水平的見證和標志。

一、智能化石油鉆井技術的特點

智能化石油鉆井技術的特點主要表現為以下幾個方面：第一，勞動強度大幅降低，機械操作代替人工體力操作，在降低勞動強度和勞動成本的前提下，提高了勞動人員的安全性；第二，智能化石油鉆井技術能提高安全系數，通過智能化鉆井平臺，對相關信息和數據進行更精密的分析，將鉆井過程中事故發生頻率大大降低，對員工的生命財產安全提供更有利的保障；第三，智能化石油鉆井技術能夠根據實際的復雜地質環境，提供相應的技術措施和技術規范，在一些地形較為復雜的地區，石油鉆井難度較高，而使用智能化機械就能有效解決這一問題；第四，鉆井速度和開采周期都有大幅度提升，這也是智能化石油鉆井技術的最大優勢，利用計算機技術對數據搜集、整理、分析并處理，還能對鉆井的整個過程進行監控，保證施工質量和施工安全，將開采時間降到最低從而提高鉆井效率；第五，智能化石油鉆井技術能夠提高鉆井質量和鉆井速度，利用監視器和傳感器對井段壓力情況進行監測，可以將鉆頭動態及軌道精度保證沒有任何誤差；第六，智能化石油鉆井技術的發展帶動其他領域技術發展和進步，推動了石油鉆采設備及技術的發展。

二、我國石油鉆井技術的發展現狀分析

根據我國目前的石油鉆井技術來看，套管質量不同會對石油井造成不同程度的影響，甚至可能導致石油井報廢，根據目前發展情況來看，這種可能性是存在的。而且套管自身質量如果不好還會引起更嚴重的損壞，在實際應用中由于檢驗方法不當或技術應用錯誤等原因，都會使套管損壞。全液壓鉆機技術優勢較多，最明顯的優勢是性能穩定，在尺寸和重量相對適度時，與傳統鉆機相比使用價值更高。使用成本有所降低，同時自動化程度也相應提高。

三、現代鉆井技術主要進展

現代鉆井技術發展已經比較成熟，具體有水平井及大位移井鉆井技術、井下鉆井動態數據采集和處理技術等。水平井鉆井技術與直井技術相比，成本更低、產量更高，而且綜合發展方向較好，大位移井鉆井技術和水平井的主要區別是斜井段更長，鉆柱摩阻增生以及井內鉆屑問題解決后，其使用范圍更加廣泛；井下鉆井數據采集、處理及應用技術：大多采用旋轉鉆井，鉆頭進入到鉆孔內后會受到地層結構影響，發生橫向或轉向轉動，鉆頭會受到一定程度磨損。但引入微電子及傳感檢測技術后，動態數據監測和處理體系將鉆頭作業實時監測成為現實；欠平衡壓力鉆井技術：此概念在很早以前就已經提出，但是受到技術水平的限制始終在實踐中沒有得到認可，當井控設備及技術研發成功后，欠平衡壓力鉆井技術也開始擴大應用。

四、對石油鉆井技術智能化的發展前景

石油鉆井技術必然向智能化、信息化和自動化的方向發展，其中智能化石油鉆井技術必然占據石油鉆井技術的主導地位，實現智能化石油鉆井技術就要實現井下智能工具、計算機智能系統、智能通訊和智能供電等系統。

1.智能化鉆井供電裝置

井下石油智能化采集過程中，所使用的各種測量設備和儀器耗電量很大，因此，供電系統的高效化和智能化是必然的發展方向。目前主要的供電措施有三種：井下渦輪發電機、高性能電池和導線傳輸。高性能電池在日后會向大容量、微型化和高穩定性的方向發展，電力系統通常是由應急發電機和柴油發電機構成，智能化鉆井供電裝置體系要對所有崗位用電進行實時管理，監控所有環節的用電情況并給予保護。

2.智能化通訊體系應用技術

智能化通訊體系通常由網絡技術、信息技術和通信技術三個部分組成。智能化通訊體系是智能化石油鉆井技術的關鍵環節，在鉆井過程的作用十分重要。主要體現為鉆井控制中心及現場智能化管理控制平臺之間的互相傳輸上，將鉆井信息及控制情況進行共享。主要優勢是傳輸速度快、儲存能力強大、交互功能方便、穩定性高等。通信網絡技術對石油鉆井技術具有輔助決策和分析的作用，實現了地面與井下的通訊，做到地面指令與井下信息的快速互動和溝通。

3.智能化計算機體系應用

智能化石油鉆井技術的計算機體系中，安裝了由專家編寫的數據庫信息，對數據的接收、分析和指令的發布等任務進行執行，對井下數據快速精準的分析。智能化計算機體系運行流程：首先由井下傳感器將鉆井數據發送到地面，智能化計算機體系對數據自動做出相應研究和分析，從而做出相應的反映，主要優勢是當分析結果在數據庫所允許的范圍內，計算機將自動將指令發布到井下，而分析結果在數據庫范圍以外，會向井下發布一個參考指令，并將超出的范圍也同時發送到井下，同時將該情況發送到網絡中的智能專家以盡快找到解決措施。在專家體系向井下發送指令時，會對數據信息迅速補充到數據庫中，從而形成一個逐步完善的數據庫和智能化平臺。

4.井下智能化鉆井工具的使用

井下智能化鉆井工具的使用在石油鉆井過程中非常重要，可以檢測數據并執行指令，使石油鉆井更加方便快捷。石油鉆井技術在未來的發展過程中，要在保證高性能的前提下，向微型化方向發展，井下智能化鉆井工具主要是在通井、檢測、修井等工藝方面。井下使用金鉆頭參數測量技術，通過傳感器對鉆頭工作狀態實時監控以保證鉆井的效率和安全性。

結束語

石油鉆井技術向智能化方向發展，不僅能夠大幅度降低鉆井所需成本和事故發生頻率，還能提高鉆井效率和鉆井質量，為未來的石油鉆井技術指明了方向。

[1]蔡斌華.智能化石油鉆井技術的發展前景.科技傳播.2012.(19).

[2]殷平水.王贏.王炎飚.智能化石油鉆井技術的發展前景.石油和化工設備.2012.(03).

[3]張揚.我國石油鉆井技術現狀及發展趨勢初探.河南科技.2013.(21).