对石油钻井技术问题的探讨

[摘 要]目前，我国对石油的依赖程度排世界第二，由于我国是一个石油资源极其贫乏的国家，所以在工业生产中受到了很多限制。面对险峻的国情，如何转变这种形势则变的尤为重要，而最主要的应该是提高石油钻井技术，使开发利用达到最优。要想了解地下地质情况，证实一探明的构造是否有油、含油面积和油气储量，并把石油、天然气从地下开采出来，就需要钻井。因此钻井是寻找和开发石油的主要手段，本文针对我国目前的石油钻井技术进行了简单的研究和探讨。

[关键词]钻井 石油钻井 钻井技术

中图分类号：F426.22；F406.72；F224 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0079-01

一、引言

钻井是利用一定的机械设备将地层钻开一个井眼的过程。我国是世界上最早进行钻井采油国家之一。远在两千多年前（1521年），在四川嘉州一带钻成的井中采出了油。这口井比美国所谓的“世界第一口井”（1859年）要早三百多年；比俄罗斯自称的“世界第一口采油井”（1848年）也要早很多年。由此可见我国的古代石油开始并不晚，可是现代石油现状并不乐观。

就钻井工程而言，地层的勘探面临着地质结构复杂、压力层系多、井下高温等难题；在西部和南方海相地区，面临着超深井钻探、地质构造斜度大、地层压力复杂多变等难题；在海外，面临着地质资料不全、超长段盐层下的勘探难题，这些都是目前钻井工程技术面临的紧迫的攻关任务。在开发方面，东部老区由于进入开发中后期，边际油藏、薄油层及特殊岩性油藏和低渗透油藏开发成为主攻方向，钻井工程技术举足轻重。西部新区降低吨油成本、提高开发效益的要求，对钻井工程技术和保护油气层提出了许多新的课题。可以说，钻井工程技术已经成为勘探开发的先头“攻城”部队。

二、钻井技术的发展趋势：

1、向快速、优质高效、低成本方向发展。

积极采用高性能螺杆钻具和新型钻头、高压喷射钻井、小井眼钻井、连续管钻井、套管钻井、随钻测量、随钻测井、随钻测试技术、旋转导向与地质导向钻井技术、垂直钻井技术、按压钻井技术、可膨胀管应用技术、气体钻井技术与装备、全过程欠平衡钻井技术、超深井技术及万米深井钻探装备、随钻地震技术等新技术、新方法，努力提高钻井水平与效率。

2、采用水平井、大位移井、多分支井等MRC技术提高油田开发的综合效益。

自水平井技术获得进展以来，出现了明显的专业分工和作业中的合作，现在这种趋势更加明显。测试工具开发和应用，多分支井完井管柱系统开发，都体现了专业服务公司和作I者之间的专业分工和作业合作趋势。这种趋势有利于新技术、新工艺的研究和应用。

3、向更加注重QHSE方向发展，钻井安全和环保问题得到更加广泛的重视。

4、向更有利于保护油气层的方向发展。积极采用优质钻井液和完井液，更好地保护油气层。

20世纪90年代以来，为了减轻钻井废弃物对环境的污染，国外和国内一些公司特别注重各种新型低污染钻井液的开发，包括研制各种新型低毒无害的化学添加剂，以替代传统的化学添加剂，如甲酸盐基钻井液完井液体系、甘油聚合物钻井液、酯基钻井液体系和仿油性水基钻井液。另外，还利用气体或泡沫作为钻井流体来实施钻井，这些钻井液已在国内油田应用，既保护了油气层，又减少了对环境的污染。

5、以信息化、智能化为基础和特点向自动化主向发展：

采用地面自动化钻机配合井下旋转闭环导向钻井系统，不断强化对钻井和地层的实时监控；通过卫星和互联网实现对现场的远程监控，建立钻井信息数据综合管理与适时应用的钻井远程快速决策系统。

智能化钻井系统是自动化钻井的核心，是多种高新技术和产品的进一步研究和开发，其微型化的发展趋势，可望在21世纪前半叶实现，随着钻井过程中工具位置、状态、流体水力参数、地层特征参数的实时测试、传输、分析和控制指令的反馈、执行再修正、钻井信息日益数字化，越来越脱离了人的经验性影响和控制，钻进过程逐步变成一个可用数字描述的确定性过程。当前出现和正在发展的三维成像技术就是钻井信息数字化的一个典型例证。

三、国内钻井技术、装备方面与国外存在差距

在钻井装备方面，国外正实现机械化、自动化，初步具备智能化，达到有效、安全、快速、经济的要求，钻机实现模块化、高运移性，满足各种地貌条件下作业需要，各种特殊工艺井的井下工具实现自动化、智能化。但国内特殊工艺井井下工具的高端产品仍主要依赖进口，高运移性的中浅井钻机和机械化、自动化工具与装备还正处在试验阶段。

在钻井核心技术与前沿技术研发方面，目前国内还基本处于跟踪模仿国外先进钻井技术阶段。国外已成熟的技术，国内往往才开始模仿研究或引进技术，时间落后5―10年。如国外研发的多种随钻测井系统、近钻头地质导向钻井系统、垂直钻井系统、旋转导向钻井系统等在上个世纪90年代就已商业应用，而国内在这些技术领域的研发工作仍处于追赶阶段。而且缺乏自主知识产权的先进工具与仪器，使得我国钻井工艺技术的发展受制于国外。

在解决复杂地层深井钻井井下复杂问题方面差距并不大。

四、钻井技术重点研究方向

面对这些新要求，石油工程技术必须在科技创新重点、科研攻关方向上进行新的调整，在关键技术和优势技术上寻求突破。在为提高钻井速度、降低钻井成本提供技术支撑的传统技术攻关领域，要瞄准世界前沿的钻井新技术，全面分析影响钻井速度和效率的各项因素，重点在钻井工艺、井下测量仪器、井下实用工具、新型钻井液、先进的钻井完井技术等方面开展有针对性的立项攻关，力争迅速形成成果并尽快转化，要提升石油钻井技术，必须在引进、消化、吸收的基础上，强化自主创新，形成具有自主知识产权的核心技术，这既是参与市场竞争、壮大发展实力的需要，也是促进石油工程技术迈入全新发展阶段的需要。

五、总结

经过历代钻井人员的努力，国内各油田钻井队伍不断壮大，钻井装备水平逐渐提高，生产管理水平实现现代化，众多先进钻井技术已经达到世界先进水平。但是，随着油田开发的不断深入，油田开采难度逐渐加大，勘探开发有了更高的要求，这给钻井技术带来了新的挑战，钻井难度不断加大。相信在钻井人员在苦难面前一定能够正确面对，一定能够不断的进行技术创新和技术进步，一定能够不断解决世界性难题，为油田勘探开发打下良好的基础作用。

参考文献：

[1] 《钻井技术论文集》鲁小辉 主编

[2] 中国石油大学学报（自然科学版），2013年

[3] 《石油工业概论》