基于石油鉆井工程中的相關(guān)技術(shù)因素分析

在我國能源建設(shè)過程中，石油具有不可或缺的現(xiàn)實(shí)意義，在進(jìn)行石油開采過程中，需要科學(xué)改進(jìn)鉆井工程建設(shè)，對其相關(guān)技術(shù)因素進(jìn)行科學(xué)分析，為我國鉆井工程建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使其能夠最大程度滿足我國目前能源需求。為了更為有效的分析在進(jìn)行石油鉆井工程建設(shè)過程中相關(guān)技術(shù)因素，特此展開本次研究。

1  我國石油鉆井技術(shù)現(xiàn)狀

1.1  井下自動(dòng)化技術(shù)

在各行業(yè)發(fā)展過程中，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)普及化應(yīng)用，石油鉆井工程建設(shè)能哦更為全面的體現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的安全性高效性和可行性。在建設(shè)石油鉆井技術(shù)過程中，自動(dòng)化技術(shù)能夠使其深度探測精度得到有效提升，確保在提升信息輸送速率的同時(shí)能夠?qū)ζ浒踩赃M(jìn)行更為有效的控制。在進(jìn)行鉆井過程中，必須實(shí)時(shí)反饋深度數(shù)據(jù)，確保鉆頭控制的精確性。而在自動(dòng)化技術(shù)中，Plc能夠?qū)︺@頭轉(zhuǎn)速精度進(jìn)行合理控制，同時(shí)科學(xué)應(yīng)用PID技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)鉆頭鉆井精度的有效提升?？傊?，通過有效實(shí)施自動(dòng)化鉆井技術(shù)，確保在進(jìn)行石油鉆探施工過程中，具有更高的安全性，在一定程度內(nèi)提升鉆井效率，使其鉆井周期得到大大縮短，實(shí)現(xiàn)成本降低，保障經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用閉環(huán)自控系統(tǒng)能夠像計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)，從而驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)，使其進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，從而對其動(dòng)力傳遞進(jìn)行合理優(yōu)化，確保迅速完成鉆井進(jìn)尺。

1.2  小井眼鉆井技術(shù)

在我國目前石油行業(yè)建設(shè)過程中，該項(xiàng)技術(shù)具有較為廣泛的應(yīng)用，同時(shí)具有較好的應(yīng)用效果。在此過程中，微尺寸TSD鉆頭主要針對小井眼特征進(jìn)行相關(guān)工作，以此為基礎(chǔ)，相關(guān)工作人員能夠進(jìn)一步研制出針對作業(yè)現(xiàn)場具體地質(zhì)結(jié)構(gòu)環(huán)境實(shí)現(xiàn)有效應(yīng)用的鉆井液，確保有效延長鉆頭壽命，除此之外，在我國大慶油田和勝利油田不斷試驗(yàn)過程中，小井眼水力預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)得到了初步完成，取得較好的結(jié)果。

1.3  深井鉆井技術(shù)

在我國石油資源不斷開發(fā)過程中，石油開采已經(jīng)逐步從淺層轉(zhuǎn)向深層，因此在進(jìn)行具體工作過程中，對深井鉆探技術(shù)具有更高的要求。我國國家部門對該方面科研工作投入了較多的資源，同時(shí)在多年研究實(shí)踐過程中也取得較大的突破，我國目前石油鉆進(jìn)均以深井為主，對深井鉆井技術(shù)也得到更為普遍的應(yīng)用，在一定程度內(nèi)實(shí)現(xiàn)了，其技術(shù)發(fā)展的有效提升。

1.4  水平井技術(shù)

水平井是指在油氣儲(chǔ)層內(nèi)形成一定程度的有效延伸距離，使油氣井形成85度以上的井斜角，就具體應(yīng)用類型而言，可以將其劃分為常規(guī)水平井，套管側(cè)鉆水平井，分支水平井。就具體用途而言，可以將其分為生產(chǎn)水平井，注入類型水平井及橫向勘探水平井。在具體應(yīng)用過程中，水平井段施工工具普遍具有較大扭矩，包括水平井測量儀，可控彎接頭，水力加壓器，高頻率PDC鉆頭以及多級(jí)低轉(zhuǎn)速馬達(dá)。選擇應(yīng)用性能較好的MWA測量儀器能夠在一定程度內(nèi)科學(xué)測量礦井地質(zhì)參數(shù)，在我國自動(dòng)化技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)不斷發(fā)展過程中，MWA測量儀器已經(jīng)在隨鉆測量和隨鉆地震中得到了較為廣泛的應(yīng)用。在我國科學(xué)水平不斷發(fā)展過程中，該技術(shù)也得到了不斷地更新，首先需要確保轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性；在進(jìn)行轉(zhuǎn)矩選擇時(shí)需要充分考慮鉆具類型及其不同特點(diǎn)，然后進(jìn)行科學(xué)有效的組合設(shè)計(jì)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鉆具平穩(wěn)。同時(shí)還需要進(jìn)行上下調(diào)整，確保能夠調(diào)整井斜角和鉛錘位置，保證能夠?qū)崿F(xiàn)短程起下鉆，進(jìn)一步保障井壁質(zhì)量?？茖W(xué)應(yīng)用水平井鉆井，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，科學(xué)評(píng)價(jià)已鉆井段，有效調(diào)整待鉆井眼。

1.5  欠平衡技術(shù)

該技術(shù)還可以稱為負(fù)壓鉆井，是我國目前一項(xiàng)最新鉆井技術(shù)，具體是指在鉆井過程中，如果地層壓力大于井底壓力，則地層流體會(huì)在一定程度內(nèi)流入井筒同時(shí)循環(huán)至地上。在進(jìn)行應(yīng)用過程中，需要實(shí)現(xiàn)鉆井液體系最優(yōu)，確保井筒始終保持欠平衡條件，避免鉆井施工會(huì)對儲(chǔ)層造成污染，確保鉆井施工具有更高的綠色環(huán)保效應(yīng)。在進(jìn)行具體作業(yè)時(shí)，需要與井控技術(shù)有效結(jié)合，確保在進(jìn)行鉆井施工作業(yè)時(shí)能夠有效解決安全問題。通過研究鉆探施工現(xiàn)場，進(jìn)行泡沫鉆井技術(shù)和空氣鉆井技術(shù)的不斷研發(fā)，確保在進(jìn)行鉆井作業(yè)時(shí)能夠有效降低成本，實(shí)現(xiàn)機(jī)械鉆速的有效提升，保障鉆探施工能夠取得最好的效果。在我國欠平衡鉆井技術(shù)不斷發(fā)展過程中，需要進(jìn)行鉆井液體系的進(jìn)一步開發(fā)和研究，科學(xué)研制井底導(dǎo)向系統(tǒng)，在一定程度內(nèi)優(yōu)化馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)施工程序的有效集成，確保欠平衡鉆井具有更高的安全性，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械鉆速的有效提升，使其能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高效鉆探施工。

1.6  大位移井鉆井技術(shù)

在我國目前進(jìn)行石油礦井工程建設(shè)過程中，該技術(shù)屬于高精尖技術(shù)，能夠綜合應(yīng)用定位井技術(shù)和水平井技術(shù)，具有較強(qiáng)的綜合性。但是在具體應(yīng)用過程中依舊存在一定的技術(shù)難點(diǎn)，通過不斷優(yōu)化其設(shè)計(jì)理念，進(jìn)一步發(fā)展配套技術(shù)，我國目前已經(jīng)對該技術(shù)應(yīng)用過程中存在的難點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了逐步攻克，也逐步能夠熟練應(yīng)用該技術(shù)，取得了較高的經(jīng)濟(jì)效益。

1.7  連續(xù)管和套管鉆井技術(shù)

在我國建設(shè)石油礦井工程過程中，連續(xù)管鉆井得到了一定程度的應(yīng)用，通過對其進(jìn)行有效改進(jìn)，在防噴器上科學(xué)設(shè)置環(huán)形橡膠，使其具有一定程度的密封性，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)欠平衡壓力鉆井提供了良好的條件，同時(shí)也可以在一定程度內(nèi)避免傷害地層，確保順利實(shí)施欠平衡壓力鉆井作業(yè)，保護(hù)油氣層。在應(yīng)用該技術(shù)過程中不需要停泵，確保鉆井液能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)循環(huán)，避免出現(xiàn)井噴事故。通常情況下，該技術(shù)在應(yīng)用過程中不需要過多設(shè)備，具有較小的占地面積，因此在具有較高局限性的地面作業(yè)和海上平臺(tái)得到了較為普遍的應(yīng)用。而套管鉆井技術(shù)，實(shí)際上是結(jié)合鉆井和下套管，能夠在一定程度內(nèi)，避免進(jìn)行起下鉆作業(yè)，對清洗井筒和水力參數(shù)進(jìn)行有效改善，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)其上返速度的進(jìn)一步提升。

2  石油鉆井工程所面臨的挑戰(zhàn)及對策

2.1  工作重難點(diǎn)

石油鉆井技術(shù)在我國已經(jīng)得到了幾十年應(yīng)用，但是在其具體應(yīng)用過程中依舊存在一定的挑戰(zhàn)，作為不可再生能源，石油資源在近幾年不斷開采過程中，即將面臨枯竭狀況，國際在進(jìn)行勘探和開采油氣時(shí)已經(jīng)逐漸由傳統(tǒng)的陸地作業(yè)轉(zhuǎn)至海洋作業(yè)，傳統(tǒng)的淺層開采已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代能源發(fā)展需求，需要進(jìn)行超深層開采，因此工程技術(shù)也面臨新的挑戰(zhàn)。相對于部分發(fā)達(dá)國家而言，我國現(xiàn)代應(yīng)用的石油開采技術(shù)在高效鉆頭，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)和自動(dòng)化鉆頭等方面普遍存在較大差距，具有較大發(fā)展空間。我國2001年到2017年石油鉆井工程發(fā)展具體狀況如下圖1。

在進(jìn)行井下作業(yè)時(shí)，裝備成本和裝備質(zhì)量對我國深井開采技術(shù)帶來了一定的局限性，因此相關(guān)工作人員在進(jìn)行下一步工作時(shí)需要實(shí)現(xiàn)配套工具質(zhì)量和鉆井裝備質(zhì)量的有效提升。就工程技術(shù)而言，我國雖然已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新，但是鉆井技術(shù)應(yīng)用的大體方向依舊以模仿發(fā)達(dá)國家為主，無法進(jìn)一步觸摸核心技術(shù)，導(dǎo)致在進(jìn)行鉆井作業(yè)時(shí)關(guān)鍵的工具材料和核心技術(shù)依舊需要實(shí)現(xiàn)外國進(jìn)口，對鉆井工程技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展造成一定程度的不良影響。在具體操作深井作業(yè)和超深井作業(yè)時(shí)，在深井環(huán)境下相關(guān)工作人員應(yīng)用的通訊系統(tǒng)穩(wěn)定性存在一定程度不足，深層井壁具有較為明顯的失穏情況，同時(shí)就地層狀態(tài)規(guī)律而言，超深層和淺層具有較為明顯的差異。只有對以上關(guān)鍵技術(shù)難題進(jìn)行有效解決，才能進(jìn)一步推進(jìn)深井鉆探和超深井作業(yè)的發(fā)展。最后海洋鉆井技術(shù)也是目前石油鉆井工程發(fā)展中一個(gè)很難解決的問題，天然氣，淺層水，氣流，水深會(huì)在一定程度內(nèi)影響鉆井工程施工。目前我國在進(jìn)行鉆井工程建設(shè)過程中，缺乏雄厚的資金支持，在進(jìn)行具體作業(yè)過程中，部分工人缺乏全面有效的技術(shù)保障和安全保障，相關(guān)企業(yè)實(shí)力普遍較弱，缺乏進(jìn)一步拓展工程規(guī)模。

2.2  應(yīng)對策略

為了確保我國鉆井工程建設(shè)具有更高的發(fā)展水平，使其與西方發(fā)達(dá)國家之間所存在的差距得到大大縮減，相關(guān)工作人員需要以此為基礎(chǔ)，確保在進(jìn)行鉆井作業(yè)時(shí)，具有更高的管理水平和技術(shù)水平，對石油鉆井工作進(jìn)行全面提升，在一定程度內(nèi)推進(jìn)我國石油鉆井工作發(fā)展。在開展石油鉆井工程建設(shè)過程中，相關(guān)負(fù)責(zé)人需要進(jìn)一步明確目前國際石油開采發(fā)展趨勢，明確現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，從而對我國鉆井開采具有更為具體的認(rèn)知，在一定程度內(nèi)還需要科學(xué)引進(jìn)先進(jìn)鉆井設(shè)備和鉆井技術(shù)，確保在惡劣條件下，鉆井設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)正常開采，確保我國鉆井工程得到更為有效的發(fā)展，在此過程中，相關(guān)工作人員還需要實(shí)現(xiàn)自身技術(shù)能力的全面提升，積極參與企業(yè)培訓(xùn)，確保在進(jìn)行具體工作過程中能夠進(jìn)一步保障自身生命安全，有效提升開采作業(yè)安全性，同時(shí)還可以不斷提升工作效率和專業(yè)能力。與此同時(shí)在發(fā)展過程中，還需要確保石油鉆井工程滿足施工現(xiàn)場生態(tài)環(huán)境發(fā)展需求，能夠有效協(xié)調(diào)石油資源開發(fā)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，確保能夠最大程度滿足我國目前石油資源需求。

3  未來發(fā)展趨勢

3.1  深層化以及經(jīng)濟(jì)化的方向

在我國目前石油鉆井工程建設(shè)過程中，工程技術(shù)發(fā)展方向正在呈現(xiàn)更高程度的清潔化，經(jīng)濟(jì)化，安全化，迅速化和深入化。部分在國際上具有較大影響力的石油企業(yè)在發(fā)展過程中堅(jiān)持開發(fā)高效服務(wù)，在主營業(yè)務(wù)方面在逐步突破常規(guī)開發(fā)技術(shù)存在瓶頸，確保能夠進(jìn)一步保障工程技術(shù)，保證企業(yè)具有更高的核心競爭力。在我國油氣勘探逐步發(fā)展過程中，就全國范圍而言，儲(chǔ)藏多，易開發(fā)，油層淺的油藏資源正在逐步減少，國內(nèi)在勘探開發(fā)油氣資源時(shí)逐步傾向于海洋深水，復(fù)雜地層，超深層，低滲透等方向。在全球鉆井工程技術(shù)不斷發(fā)展過程中我國石油鉆井工程建設(shè)也具有更高創(chuàng)新能力和科研實(shí)力，就整體發(fā)展?fàn)顩r而言，我國石油鉆井技術(shù)得到了較為穩(wěn)定的發(fā)展。在現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)建設(shè)過程中，進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用鉆井工程技術(shù)，不僅能夠使我國石油資源狀況得到有效緩解，同時(shí)也可以在一定程度內(nèi)實(shí)現(xiàn)石油勘探效果的有效提升，使其具有更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3.2  自動(dòng)化以及人工智能方向

在建設(shè)我國石油行業(yè)的過程中，礦井鉆井技術(shù)是其中不可或缺的一項(xiàng)內(nèi)容，因此在我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展過程中，如果礦井鉆井技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)有效創(chuàng)新，則很容易被時(shí)代所淘汰?；诖?，在發(fā)展礦井技術(shù)過程中，必須進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以及人工智能。自動(dòng)化和智能化是我國目前科技技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，而石油行業(yè)作為我國目前重點(diǎn)發(fā)展，必須緊跟時(shí)代發(fā)展。在進(jìn)行具體工作過程中，首先，石油行業(yè)需要針對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行更大力度的研發(fā)。在應(yīng)用石油礦井技術(shù)過程中，機(jī)械設(shè)備具有不可或缺的應(yīng)用價(jià)值，如果要想最大程度發(fā)揮設(shè)備作用，必須實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備質(zhì)量的有效提升，確保石油礦井工程技術(shù)得到更為有效的應(yīng)用。其次，我國需要進(jìn)一步自主研發(fā)鉆井設(shè)備。在我國目前鉆井設(shè)備是以國外引進(jìn)為主，導(dǎo)致我國沒有掌握設(shè)備核心技術(shù)，進(jìn)而使其相關(guān)人員在應(yīng)用礦井機(jī)械設(shè)備時(shí)具有較高的局限性，因此，相關(guān)科研人員必須進(jìn)一步自主研發(fā)機(jī)械設(shè)備。

3.3  信息化以及智能化的方向

在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，各行業(yè)發(fā)展方向都趨向于信息化，石油化工工程建設(shè)也不例外，基于此，信息化是未來油氣開采技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，需要逐漸降低對人力資源的依賴性，確保能夠在一定程度內(nèi)應(yīng)用信息化數(shù)據(jù)，在降低人力成本的同時(shí)，能夠進(jìn)一步提升采礦技術(shù)水平，與此同時(shí)，也可以在一定程度內(nèi)避免采礦作業(yè)發(fā)生安全事故。

4  結(jié)語

總而言之，在我國目前石油鉆井工程建設(shè)過程中，井下自動(dòng)化技術(shù)，小井眼鉆井技術(shù)，深井鉆井技術(shù)，水平井技術(shù)，欠平衡技術(shù)，大位移井鉆井技術(shù)，連續(xù)管和套管鉆井技術(shù)都得到了一定程度的應(yīng)用，推進(jìn)了我國石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。使我國石油鉆井技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)深層化，經(jīng)濟(jì)化，自動(dòng)化，人工智能，信息化和智能化，確保現(xiàn)代科技水平的有效應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井技術(shù)的有效提升，使其在國際競爭中逐步占據(jù)有利地位。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://k2057.cn/w/kj/21223.html