現代鉆井技術發展趨勢

李 雄

（中石化中原石油工程有限公司鉆井三公司，河南 濮陽 457000）

由于市場經濟的穩定發展，石油能源的需求量也與日俱增。在科學技術的發展的同時，現代鉆井技術也處在發展的快車道，我國鉆井技術也在不斷完善。由于現代信息技術的普及應用，智能化成為鉆井技術發展的新方向。本文的主要內容是對現代鉆井技術的運用與發展的有關方面進行簡單的探討。

一、石油鉆井技術的科學化

石油鉆井技術的科學化主要體現在智能化與信息化兩方面，鉆井技術向著自動化鉆井的方向發展，目前取得的成果主要有以前幾個方面：

1 檢測技術方面的新技術有井下信息及時檢測技術，這一檢測技術的檢測內容包括隨鉆測量、隨鉆地震、隨鉆測井以及隨鉆地層評價等，能夠對鉆井過程中的鉆井參數、地質參數等相關信息進行監控傳遞和分析。

2 井下向導出現，井下閉環鉆井系統在實際中得到應用。

3 鉆井技術和方法進一步創新，開發的效率得到提高，比較典型的技術有欠平衡壓力鉆井技術和多分支井鉆井技術、連續油管鉆井技術。

4 網絡技術和信息技術在石油勘探中起著重要的作用，促進了石油的勘探與開釆，提高了管理水平，鉆井系統的信息化逐步實現。

二、測量與評價技術不斷進步

MWD與近鉆頭測斜器（MNB）在定向井中進行了結合運用，這樣更方便了鉆度量方位角和井斜角，更容易計算出井眼實時偏差矢量，幾何導向也因此得以實現。隨鉆測井 （LWD）可用來測量體積密度、地層電阻率以及中子孔隙度，進行自然伽馬測井等相關數據計算，目前已成為標準的LWD，擁有實時地面傳輸功能和井下儀器芯片內儲記錄功能。

在MWD、LWD和SWD技術基礎上發展起來的一種新型技術是地質導向技術，通過隨鉆地質評價測井數據和隨鉆定向測量數據，采用人機對話的方式，實現對井眼軌跡的控制。這一鉆井技術對井眼移動軌跡的控制是根據井下地質的性質來進行的，隨鉆定向測量和隨鉆地層評價測井數據在鉆井中的使用，對鉆頭周圍幾米內的地質性質以及鉆頭與地質界面以及地層流體界面的相對位置能夠及時進行了解。有利于鉆頭的控制，方便在油氣層中作業。

隨鉆地震（SWD）的井下震源來自鉆井過程中鉆頭旋轉產生的震動，震動的傳播信息經過一定的處理，地層中各種相關的數據能夠更及時的獲取，依據獲得的各種低層的數據，鉆頭前方未鉆底層的儲層巖石數據就能被估算出來，這樣一來就能夠更容易發現油氣層，使探井的成功率大大提高，隨鉆地震獲取的信息就是油藏的原始參數，由隨鉆地震剖面可以獲得井身軌跡的空間曲線，進一步為井眼軌跡的控制提供方向。

三、井下技術的發展

（一）井下的閉環鉆井技術

鉆井技術在逐步走向信息化和智能化的過程中，閉環鉆井技術逐漸發展起來，目前已經具有六項工作：

1 由鉆井參數地面測量和鉆井液錄井組成了地面測量工作。

2 井下的隨鉆測量工作。

3 數據收集工作。

4 地面計算工作。

5 數據的綜合解釋工作，這項工作通過整理測量的數據，為實際工作提供指導。

6 自動化的地面操作控制工作。

7 通過智能化井下工具的使用實現自動控制井下操作，整個操作系統由井下和地面兩大系統組成。

（二）井下動態數據采集、處理與應用技術的發展

隨著科學技術的不斷進步，傳感檢測技術、微電子技術也不斷發展，鉆井動態傳感檢測元件和高速數據監測及處理應用系統得到了廣泛的應用，目前已經能夠進行井下數據采集，鉆井動態診斷，并能夠將診斷結果發送到地面，對井下鉆井的運行進行控制。

（三）井下閉環鉆井的發展

1 井下閉環鉆井的現狀

如今的井下閉環鉆井技術經歷了四個階段，分別是井下開環鉆井、井下半閉環鉆井、井下閉環鉆井和全閉環鉆井，發展到全閉環鉆井階段基本上已經成熟，達到了井身軌跡能夠與人工脫離的目的，實現了井下鉆井的智能化，地面監控和操作系統實現了自動化。

2 井下閉環鉆井的導向工具和方法

井下閉環鉆井導向工具主要有滑動式導向工具和旋轉式導向工具，滑動式導向工具的特點是在作業過程中，鉆柱不發生旋轉，鉆柱沿井壁發生軸向滑動，能夠對井眼的方位以及井斜角度進行調整，對井眼移動的方向的控制可以不間斷，這種導向方法已經成為主流。彎殼體馬達、彎接頭和導向動力鉆具是主要的導向工具。這種導向方法的局限性是會帶來摩擦問題和井眼清潔問題。因為導向時鉆柱不斷旋轉，所以被稱為旋轉式導向工具，這一工具對摩阻和井眼清潔問題起到了緩解的作用，典型的旋轉導向工具為可變徑穩定器，可以在地面進行遠程控制，對井下的穩定器進行控制。通過井下穩定器的直徑的控制來改變井下動力的力學特征。其弊端是只能在簡單的二維井身剖面中進行使用。

結語

近年來，我國石油工業取得了不小的成就，石油產量逐年上升。與此同時，全球經濟一體化趨勢不斷增強，我國石油鉆井業已經逐步面向國際市場，參與其中競爭。時下，信息化和智能化為國際鉆進技術的發展特點，我國鉆井技術也應當與國際接軌，不斷提高我國鉆井技術在國際市場的競爭力，保持我國石油產業的健康可持續發展。

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