浅谈石油钻井自动化核心技术的运用

[摘要]石油开采是我国解决能源短缺问题的主要方式之一，为了缓解我国能源紧张的局面，就要充分挖掘和利用自然资源。我国有丰富的地下石油资源，对地下石油资源的开采利用，钻井是最有效的开采方式，它能够以最简化的生产工艺提高油井的产量。和以前传统的石油生产模式相比，我国的石油钻井过程在技术运用上有了很大的突破，通过自动化技术的运用，使石油公司有了可靠的技术保证。

[关键词]石油钻井

自动化技术

运用

近几年来，我国科学技术的发展突飞猛进，科学技术已经引入到了石油开采领域。井下信息实测技术、井下指导和交流系统在石油的开采过程中已经被广泛地推广应用。在这样的社会发展现状下，由机械化和信息化共同构成的石油钻井自动化技术受到各石油企业和单位的重视，在实际工作中，逐渐形成了一套系统的工作流程和理论体系。伴随IT行业的兴起，科学技术在石油钻井中的综合运用，给石油钻井技术的发展带来广阔的空间。

1我国传统石油钻井的不足

我国是石油大国，有着储量丰富的石油资源，我国的石油年均开采量一直处于世界的前列。随着我国经济的发展与人口数量的激增，人们对能源资源的需求也在不断增长。传统的石油钻井是我国原油开采的主要方式，但这种开采方式在技术水平、开采工艺上比较落后，石油的生产产量也比较低。传统石油开采模式与采用现代技术的石油钻井相比较，存在的不足之处主要体现在以下几个方面：

1.1开采难度比较大

科学技术是第一生产力，采用先进的钻井技术，不仅使石油企业的石油开采效率得到了极大程度的提高，还大大降低了生产人员的操作难度。我国传统的石油开采技术比较落后，采油钻井技术还不成熟，使原油开采的难度比较大，严重制约了我国原油开采事业的快速发展。

1.2石油开采成本比较高

导致我国石油行业发展缓慢的一大重要因素就是成本投入比较高。对石油开采，前期投资比较大，短期内无法及时收回成本，致使我国早期的石油产业发展很慢。在油井的维护方面，也是需要比较大的投资。而最终企业获得的经济收益往往和预期的差别比较大，种种因素导致我国早期的石油业发展处于滞后阶段。

1.3石油产量比较低

在传统的石油钻井中，没有先进的勘测技术，给原油生产带来很多麻烦，预先设计好的生产工艺不能顺利执行。不能进行正确的油井定位，是造成原油产量低的重要因素。例如：前期对油井的勘测不精确，不能准确地找出油气层的位置，导致开采期间原油的产量不达标。

2钻机和装备的智能化、自动化发展

自从1935年国外诞生了自动送钻技术的专利，就意味着石油钻探技术发展到了信息化时期，到了四五十年代，在石油钻井领域，新型设备和新技术被广泛地推广和应用，促进了石油企业的迅速发展。在最近几年，机械技术不断发展完善，刹车系统逐渐形成了以离合片和相关比例要求的电磁刹车为主的新型的电磁控制功能和应用模式。这使得井下堪钻的过程实现了比较系统的工作流程。

自动化石油钻机实现了智能化、信息化和自动化的综合运用。自动化石油钻机在应用过程中体现出了先进性、完整性和可靠性的特点，能够与环境形成统一的指导模式和要求。

2.1地质导向钻井

地质导向钻井就是根据井下的实际地质情况和石油储藏特征来确定和控制井眼的钻井技术。地质导向钻井技术的应用，使得对井下钻具的控制更加精确，准确命中最佳的地质石油储藏目标，这样，井眼可以避开地层界面以及地层流体界面，并且始终位于产层之内。在薄产层和高倾斜产层，最适合用地质导向钻井技术钻水平井。在这些产层中，按照常规方法来控制井眼轨迹很难准确地命中最佳目标，使用随钻定向测量和随钻底层评价测井数据进行地质导向钻井，对于钻头周围几米范围内的地质油藏特征可以随时了解，也可以准确掌握钻头与地层界面或者地层流体的相对位置，因此可以控制钻具始终在油气藏中间钻进。使用地质导向钻井技术，极大地提高了油层钻遇率、钻井成功率和采收率，进一步实现了增储上产，大大节约了钻井成本。

2.2钻机自动化技术

自动化钻井包括地面钻机自动化和井下自动化两个方面。井下自动化技术是依靠井下闭环自动控制系统来实现的。近几年来，外国很多石油企业在这两方面进行了孜孜不倦的努力，并且取得了实质性的进展。在井下定向这一方面，他们研制出了井下定向控制自动化钻井系统，包含了钻头、旋转导向装置以及随钻测量仪。在旋转导向装置里面，预先存有井眼设计轨迹的数据和许多控制命令，钻头传感器和随钻测量仪的探管测到的井斜、方位值传回导向装置时，和原先存储的数据进行比较，如果偏差超出了规定的范围时，导向装置里面的电子控制模块就会发出相应的控制命令，系统设备进行相应改变，直到井眼轨迹符合设计好的井眼轨迹。

3随钻检测技术的运用

在迈向自动化、智能化钻井的过程中，随钻检测技术是一项非常关键的技术，也是一个非常重要的环节。它突破了原有的行业局限，逐渐形成了新的技术体系和新的行业。随钻检测控制技术正在朝着钻井智能化、自动化的方向迈进，在未来的发展中，要实现随钻测量和控制的完美结合。

1979年，第一次应用MWD。MWD就是把钻后有线测量和传输井下参数的方法改变为随钻无线测量及其传输方法，这对随钻检测来说，无疑是一个重大的进步。从1995年开始，LWD、PWD、IWD、NRWD等技术的相继研发成功和运用，逐渐形成了随钻地质导向钻井和随钻工程服务技术，适应了在非常复杂的地质和环境条件下的石油钻井。

随钻检测技术涉及到了测井、油藏地质和自动化等多个学科领域，是石油钻井行业的一项综合性技术。为了使这项技术更加成熟，就要积极探索相关的先进技术，攻克石油工程领域的关键技术，加大科研投入，加强技术攻关力度，提升核心技术的实力，加强油气勘探开发建设。

4调控自动化技术的运用

调控自动化技术是对计算机技术、通信技术和信息技术的综合利用，该技术的运用，大大地提高了石油钻井的自动化水平，提高了企业的石油钻井质量。为了强化现场钻井施工的秩序，石油企业必须引进调控自动化技术，根据数据分析的结果，对石油钻井开采的人力、物力和财力进行自动化调配。

5结语

石油钻井是开采原油资源的最有效方法，石油企业在制定钻井方案的时候，必须全面考虑现场的地质状况和自然环境条件，制定综合性的自动化控制系统。在石油钻井过程中，不仅要实现设备自动化和操作自动化，还要实现原油开采过程的自动化、智能化，提高石油企业的生产效率，提高原油资源的开采利用率。