对油田钻井技术科学化的几点看法

陈奇

摘 要：文章对现代石油钻井技术特征是以钻井信息化、智能化为特点向自动化钻井迈进时期这一科学化进行概述。

关键词：油田；钻井；技术；发展

一、现代钻井技术主要进展

（一）随钻井下测量与评价技术。定向井中使用的MWD与近钻头测斜器（MNB）配合使用，可随钻测得井斜角和方位角，求出井眼实时偏差矢量，实现几何导向。随钻测井 （LWD）可进行地层电阻率、体积密度、中子孔隙度和自然伽马测井，已成为标准

LWD，可进行实时地面传输和井下仪器芯片内储2种记录。

随钻地震（SWD）是利用钻井期间旋转钻头的振动作为井下震源，传递的振动信息经加工处理，可以实时获得各种地层参数，根据获得的各种地质参数可以估算出钻头前方待钻地层的各项储层岩石参数和地层性质，使发现油气层成为可能，从而提高探井成功率。其次，随钻地震获取的信息是油藏未被污染的原始参数，对制定保护油气层和油藏描述工作有重要价值。

地质导向技术（GST）是在MWD、LWD和SWD技术基础上发展起来的一种前沿技术，是使用随钻定向测量数据和随钻地质评价测井数据以人机对话方式来控制井眼轨迹的钻井技术。它是以井下实际地质特征来确定和控制井眼轨迹的钻井。

（二）井下动态数据实时采集、处理与应用技术。传感检测技术和微电子技术的进步，开发出了钻井动态传感检测元件和高速数据监测及处理应用系统（DDS），实现了钻井动态数据在井下采集和诊断，然后将诊断结果传输到地面，以有效地对井下钻具的运动状态进行控制。

（三）井下闭环钻井技术。闭环钻井技术包括以下6项工作：⑴ 地面测量，主要包括钻井液录井和钻井参数地面测量；⑵ 井下随钻测量；⑶ 数据采集和地面计算；⑷ 数据整体综合解释，；⑸ 地面操作控制自动化；⑹ 井下操作自动控制，主要是利用“智能”型井下工具和可控的井底钻具组合进行控制。整个钻井作业过程分别由井下和地面两大操作系统完成。从环路系统来看，可将闭环钻井系统分为井下闭环和地面闭环两大系统。

（四）水平井和大位移井钻井技术。水平井钻井技术作为常规钻井技术，目前已应用于各类油藏。其钻井成本不断降低，甚至有的水平井钻井成本只是直井的1.2倍，而水平井产量则是直井的4～8倍。大位移井（ERD）包括大位移水平井，是指水平位移（HD） 与垂直深度（TVD）的比大于2以上的定向井和水平井，当比值大于3时，则称为特大位移井。旋转导向技术及其工具—变径稳定器和可控偏心器应用，解决了钻柱摩阻增大和清除井内钻屑问题，使大位移井钻井技术得以向前发展。

（五）多分支井及重入井钻井技术。多分支井是指在1口主井眼的底部钻出2口或多口进入油气藏的分支井眼，甚至再从

2级井眼中钻出3级井眼。主井眼可以是直井、定向斜井和水平井。分支井眼可以是定向斜井、水平井或波浪式水平井。多分支井可以在1个主井筒内开采多个油气层，实现1井多靶的立体开采。多分支井可以从老井也可从新井再钻几个分支井眼。从老井中钻分支井眼称原井再钻（Re-entry）又称重入井钻井。重入井钻井不仅可利用老井为主井筒，又可充分利用油田已有的管网、道路、井场及其它设施，效益极高。

（六）欠平衡压力钻井技术。欠平衡压力钻井具有以下优点：⑴避免井内液体进入地层，减少对油气层的污染和损害；⑵及时发现新的油气层；⑶消除了钻井时井内液柱压力对岩屑的“压持效应”，可大幅度提高机械钻速，并避免钻井液漏入地层和粘附卡钻事故；⑷可边钻井，边开采油气，提早使油气井投产。

（七）连续油管和小井眼钻井技术。连续油管钻井技术是为了适应多分支井、小井眼钻井和欠平衡压力钻井等需要发展起来的新技术。其优点主要是：设备简单，井控安全，投资少和钻井成本低。最初小井眼钻井的目的主要是减小钻头尺寸，相应减小套管尺寸和钻柱尺寸，有利于减小钻机负荷，从而节约钻井成本并提高钻井速度。但随着钻井技术的发展一大批先进的钻井工艺技术问世，如侧钻水平井、连续油管钻井和欠平衡钻井等都要采用小井眼钻井来完成，给小井眼钻井技术赋予了新的技术内涵，使小井眼钻井进入了新的高潮时期。

二、现代石油钻井技术发展趋势

以信息化、智能化为特点，向自动化钻井方向发展。 20世纪80年代中期以后，国际石油钻井中使用随钻测量、随钻测井、随钻地震、随钻地层评价、钻井动态信息实时采集处理、地质导向和井下旋转导向闭环钻井等先进技术以来，钻井技术发生了质的变化，其变化特征为：钻井信息数字化。在钻井过程中，井下地质参数、钻井参数、流体参数和导向工具位置及状态的实时测试、传输、分析、执行、反馈及修正，钻井信息向完全数字化方向发展。越来越脱离人们的经验影响和控制，钻井过程逐步成为可用数字描述的确定性过程；工具和作业智能化、集成化。当前的导向钻具、测试工具和作业控制都日趋智能化。

三、未来钻井技术展望

未来钻井技术，将以信息化、智能化为特点导向和井下闭环钻井技术将得到进一步发展，使钻井技术步入自动化钻井阶段；国际石油界将进一步扩大井下闭环钻井技术在水平井、大位移井、多分支井、连续油管钻井和欠平衡压力钻井中应用，并完善配套这些技术，以大幅度提高油气采收率；原井再钻技术，将在已开采油气井中以重新加深、侧钻或钻多分支井等方式，开采地下剩余油气，提高油气采收率；采用以信息化、智能化为特点的上述新钻井技术可望从根本上解决目前存在的部分难以开采的特殊油气藏，也会显著提高深探井、超深探井的勘探成功率。利用钻井手段和方法提高油气采收率，将会在未来成为世界各石油公司的共识，会越来越得到普遍的关注和重视。

参考文献：

[1]高 河.未来油气钻井技术展望[J].石油化工动态，2010，（02）.