石油钻井工程技术的应用现状及发展趋势

2021-01-11邓波中石化西南石油工程有限公司重庆钻井分公司重庆400000

化工管理 2021年36期

邓波(中石化西南石油工程有限公司重庆钻井分公司，重庆 400000)

0 引言

研究表明，由国际石油组织所开展油气勘探作业的开发模式与以往不同，说明全新开发模式大有取代常规开发模式之势，加之随着经济的发展，国内对石油所提出需求量较过去有所增多，对石油钻井所用技术进行升级自然成为相关行业的工作重点。结合实际情况可知，国内现有钻井技术与发达国家间仍然存在着较为明显的差距，要想使石油行业得到持续发展，关键是要明确钻井技术应用情况，从实际出发对现有技术进行优化升级，为钻井作业的有序推进奠基。

1 石油钻井技术应用情况

1.1 欠平衡技术

该技术可被拆分成氮气钻井和空气钻井两部分，配合应用不压井起下钻等技术，使钻井效率达到预期水平。结合实践所积累经验不难看出，对该技术加以应用，可有效解决平衡钻井作业所面临的能量消耗及其他常见问题，随着欠平衡技术投入应用，井筒往往能够做到长时间保持欠平衡状态，钻井液所投入资金自然有所降低[1]。但要注意一点，在应用该技术进行钻井作业期间，工作人员应加大井控管理力度，以此来降低井喷或其他事故发生的概率，使钻井施工得到有序推进。

1.2 水平井钻井

在水平井数量持续增多的大环境下，开始有越来越多石油企业选择以水平井特点为依据，对相应的钻井技术加以应用，这样做可确保井眼轨迹与设计标准相符，以确保水平井质量得到显著提升为前提，通过对薄差油层所具有油流进行科学钻井的方式，使剩余油得到充分利用，保证油田所具有最终采收率达到预期水平。对水平井进行钻井时，只有确保所应用钻具组合科学，才能使各井段所呈现出钻井质量达到理想水平，在实际施工环节，工作人员应以现场情况为依据，对钻井液加以选择，确保稳斜井段、水平井段、垂直井段以及造斜井段得到科学且高效的钻探。结合各井段所表现出特点，对钻井作业所使用工具组合进行调整，将钻井事故发生率降至最低，使各井段对应井眼轨迹达到设计标准。

1.3 超深井钻井

现阶段，国内大部分石油企业在超深井钻井方面均已积累了十分丰富的经验，通过大力研发超深井钻井所适用机械设备的方式，将钻井事故发生概率降至最低。其中，最具代表性的技术为井眼轨迹控制，该技术能够确保钻井经验与设计标准高度契合，使井筒运行更加可靠且安全。

1.4 地质导向钻井

目前，国内油田开发已进入后期阶段，加密井数量较之前有所增多，钻井速度和效果均受到了不同程度的影响，只有对配套技术进行科学应用，才能使钻井质量得到显著提高。具体来说，就是以加大钻井机械设备研发力度为前提，配合应用现有自动化技术，使地质导向钻井的设想成为现实。该技术需要应用到地质导向仪及导向工具，在开展石油钻井作业时，该技术往往要配合油藏技术加以运用，这样做既能够使其优势得到充分发挥，又可以降低工作人员判断地质结构的难度，确保所选用钻井液与实际需求相符，通过对钻井设备进行实时控制的方式，在保证钻井效率及安全性的基础上，对钻井成本进行降低，由此来达到使企业效益得到显著提高的目的[2]。

1.5 井涌控制技术

该技术所强调重点为压力控制，简单来说，就是利用现有方式实时控制底层压力，为钻井专业打造良好的施工条件。现阶段，国内石油企业普遍已掌握井涌控制的方法和技巧，通过大力研发控制设备与井口装置的方式，朝着国际化的方向前进，其中，油井灭火技术已达到领先水平。当然，国内对相关技术的研究及应用仍与发达国家存在差距，要想使该技术所具有价值得到充分实现，未来工作的重心应落在改造工具设施上，确保工具可变得更加智能，这点需要引起重视。

1.6 大位移井钻井

该技术是以定位井、水平井所应用钻井技术为基础，结合先进技术所研发出的全新技术，目前，该技术尚未得到大范围推广与应用。但在经济持续发展的背景下，随着理论研究的不断深入，该技术已趋于完善，多数石油企业均已掌握对该技术加以应用的规律，以期可借助该技术对钻井专业所遇到问题进行快速且有效的解决。例如，在现有钻井设备的帮助下，将各类障碍物所带来阻碍问题加以解决，保证大位移井能够钻穿对应储层，通过对剩余油进行充分开采的方式，使最终采收率得到显著提高。

1.7 配套技术应用

以持续优化钻井液技术为前提，根据各井段对钻井施工所提出技术要求，对钻井液体系加以确定，确保钻井施工质量和经济效益均可达到预期。目前，得到广泛应用的钻井液体系及特点如下：其一，水基钻井液可使黏土矿物出现水化膨胀现象的概率降至最低，有效解决井壁坍塌问题，使机械钻速得到显著提高。其二，油基钻井液往往被用来对超深井、深井进行钻井，油基钻井液所具有优点主要体现在两个方面，分别是热稳定性良好、封堵效果良好，可降低钻井施工环节出现井喷事故的概率，在保证施工安全且可靠的基础上，使施工成本得到有效控制。其三，防漏钻井液可被用来预防井筒坍塌或类似情况出现，在降低井漏问题发生概率的前提下，确保钻井液始终处于正常循环状态，通过冷却钻头并携带岩屑的方式，使机械钻速得到显著提高，钻井效率自然更加理想。

2 石油钻井技术发展探究

2.1 提高人员素质

施工人员往往决定着钻井效率和最终成果，换言之，要想使钻井水平及效率得到显著提高，关键是要加大对专业人员的培训力度，通过对人员综合素质还有专业能力进行提升的方式，为企业乃至整个行业的发展助力。具体来说，就是定期组织施工人员参加培训，在帮助其夯实理论基础的前提下，使人员专业水准达到预期，通过对其安全意识、责任意识进行培养的方式，将人为失误导致安全事故发生的概率降至最低。

2.2 实现规模化钻井

随着社会各界石油需求量的不断增加，如何提高石油钻井效率自然成为人们关注的焦点。要想使常规钻井技术所存在不足得到有效弥补，关键是要准确掌握钻井管理未来发展趋势，通过对工作效率进行提高的方式，使石油能源得到更加充分的开采。在此过程中，现有钻井设备将朝着规模化、自动化方向前进，这就要求有关人员以自动化管理为落脚点，借助现有工具对工艺形式进行优化，以确保钻井作业具备良好稳定性与高效性为前提，使海洋开采、深层开发的设想成为现实。

2.3 大力应用深层技术

现阶段，常规钻井技术所能发挥作用十分有限，由此带来的问题主要是国内石油资源储量不断减少，少数油田陷入能源枯竭的困境，无法使自身价值得到实现。另外，作为无法再生的能源，石油储量逐年减少的情况难以避免，对条件严格、环境恶劣的油田进行开采成为大势所趋，在开采此类油田时，石油企业应对相关设备与技术进行升级，视情况对钻井方案和策略加以调整。结合实践所积累经验可知，要想使石油能源持有量达到预期，关键是要对深层工程进行落实，以升级钻井技术与设备为前提，借助智能化以及自动化技术，为钻井作业乃至整个行业的发展提供强大的动力支持[3]。

2.4 提高钻井信息化、智能化水平

2.4.1 信息化钻井

现阶段，国内石油企业所掌握钻井技术已达到较高水平，具体表现在能够结合地质条件对钻井方案进行制定，通过减少浪费和提升效率的方式，获取更为可观的经济效益。由发展规律可知，石油钻井成本与效益间存在密切联系，因此，即使钻井技术在国内得到了飞速发展，但考虑到各石油企业所投入成本普遍较高，最终盈利水平仍然无法达到预期。要想通过降低钻井成本的方式，使企业所获得经济效益得到提高，关键是要对钻井设备和技术进行升级，真正做到既减少成本投入，又可使设备实用性得到保证。

在信息技术持续发展的背景下，计算机开始被广泛应用于诸多领域，其中便包括石油行业。随着计算机的加入，石油行业展现出了较过去更为迅猛的发展势头，石油企业可选择利用信息技术对钻井设备所具有自动化、信息化水平进行提高，借助计算机、互联网技术，对钻井效率进行提升，在远程控制设备运行状态的基础上，实时监管工程推进情况，使工作人员对现场环境有更加全面且准确的了解，基于此所制定的钻井方案通常与现场情况高度契合，对该方案加以应用，不仅能够提高野外作业所具有安全性，资源浪费问题也可以得到有效解决。

2.4.2 智能化钻井

要想使石油行业具备持续发展的条件，关键是要对钻井设备所具有智能化以及自动化水平进行提升。石油钻井是一项收益和风险并存的工作，对钻井技术进行智能改造，可将安全风险出现的概率降至最低，以保证钻井效率为前提，使作业强度及成本费用得到显著降低。智能化技术和常规钻井技术的区别，主要是前者可使钻井作业的经济与时间成本得到大幅降低，为钻井质量提供有力保障。考虑到石油钻井所应用技术往往覆盖较多领域，要想使智能化技术所具有优势得到充分发挥，关键是要确保各领域形成合力，因此，虽然国内对相关技术的研究已取得一定成果，未来仍然需要加大研究力度，确保石油钻井所应用技术朝着更加智能化的方向前进。