关于自动化智能化钻井新技术的应用发展研究

姜大巍

摘 要：在油田生产过程中，钻井是一个重要的环节，考虑到地质条件以及钻井技术对钻井过程的重要影响，只有不断升级钻井技术，才能满足油田钻井生产需要。结合当前钻井新技术的发展来看，随着钻井新设备的不断应用，自动化智能化钻井新技术成为了钻井技术的重要发展方向，并在钻井过程中得到了重要应用。基于这一认识，我们不但要对自动化智能化钻井新技术引起足够的重视，还要对其应用及发展过程进行深入研究，推动自动化智能化钻进新技术的应用，推动钻井技术的快速发展和升级。

关键词：自动化 智能化 钻井新技术 应用及发展

中图分类号：TE24 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（c）-0069-01

从当前油田生产来看，钻井技术的发展是关系到油田生产效率的关键因素。结合当前钻井技术的应用和发展现状，自动化智能化钻井新技术得到了快速发展和应用，并对钻井过程和油田生产带来了良好的促进作用。为此，我们不但要对自动化智能化钻井新技术引起足够的重视，还要对自动化智能化钻井关键技术进行认真分析，并对自动化智能化钻井新技术的分类和应用有清醒认识，同时还要掌握自动化智能化钻井新技术的发展趋势，为自动化智能化钻井技术的发展提供有力支持，保证自动化智能化钻井新技术取得积极的应用效果。

1 自动化智能化钻井关键技术分析

自动化智能钻井关键技术—闭环钻井系统主要由地面监控系统、双向通讯系统、井下工具系统、精细测量系统及短程通讯系统等组成，其特点主要表现在以下几个方面。

（1）井下测量系统通过随钻测量钻井工程参数，如钻头钻压、扭矩、钻柱内外的压力变化等可以实现对井下工具工作状态的实时监测。

在自动化智能化钻井关键技术中，井下测量系统是重要组成部分。通过井下测量系统，实现了对井下钻井数据的测量，并将数据及时反馈到控制系统中，为下一步操作提供了基础数据和依据，保证钻井作业取得积极效果。

（2）井下随钻井系统和随钻地震系统通过随钻测量所钻地层的地质参数以及随钻预测钻头前方的地层特性。

井下随钻系统，是自动化智能化钻井关键技术的重要组成部分，对获取地质参数以及分析地层特性有着重要的促进作用。这一系统的出现，代表自动化智能化钻井关键技术在获取地层数据上有了重要工具。

（3）地面监控分析系统通过随钻测量的工程参数及地质参数可以实时判断井下工具的工作状态。

对地质参数的实时监测和判断，是自动化智能化钻井技术的突出优势，对提高钻井数据分析质量和满足钻井数据分析需要具有重要作用。基于这一优势，地面监控分析系统在钻井作业中得到了重要应用。

2 自动化智能化钻井新技术的分类及应用

结合当前自动化智能化技术的发展，自动化智能化钻井新技术主要分为三类，并在钻井作业中得到了重要应用。其分类和应用主要表现在以下几个方面。

2.1 旋转导向钻井技术

旋转导向钻井技术是20世纪末国际钻井界发展起来的钻井新技术。旋转导向钻井技术作为几何导向钻井的最高阶段，以设计井眼轨道为最终控制目标。

该技术通过设计专用的井眼轨道，为钻头确定了固定的轨迹，使钻头在钻进过程中轨迹得到了有效控制，对提高钻井效果和提高钻头轨迹控制质量具有重要作用。结合当前钻井作业实际，旋转导向钻井技术得到了重要应用。

2.2 旋转导向钻井系统

旋转导向钻井系统的核心是井下旋转导向钻井工具系统。其中导向方式主要分为推靠式和指向式。

在这一系统中，对钻头的钻进方向进行了指定，并保证了钻井的整体效果。基于这一优势，旋转导向钻井系统在钻井作业中的应用范围较为广泛，目前已经在多数油田的水平井和大井斜大位移的中深井钻井作业中得到了不同程度的应用。

2.3 地质导向钻井技术

地质导向钻井技术是随钻测井技术日益成熟的基础上发展起来的，以所开发的油气层为最终控制目标。

地质导向钻井技术的优势在于钻井能够根据地层数据自行选择钻井轨迹，并对钻井轨迹合理优化，最终达到缩短钻井深度，提高钻井效率的目的。以最快的速度钻达油气层，使钻井效果得到全面提升。

3 自动化智能化钻井新技术的发展

从上述技术可知，自动化智能化钻井新技术在油田钻井作业中得到了重要应用。随着自动化智能化技术的发展，基于自动化智能化技术的钻井技术水平将得到大幅提高。结合当前自动化智能化钻井新技术应用实际，钻井新技术的发展将朝着以下方向发展。

3.1 随钻地震技术

随钻地震技术是地震勘探技术与是有钻井工程相结合的产物。考虑到钻井过程中的地震勘探的重要性，随钻地震技术不但能够实现在钻井过程中进行地震实验并获得地层数据，还能将钻井技术与地震技术结合在一起，提高钻井技术的实用性。因此，随钻地震技术将成为未来自动化智能化钻井技术的重要发展方向。

3.2 近钻头参数测量技术

在现代石油钻井中，对钻头参数的测量关系到钻井过程的优化。基于这一现实需要，近钻头参数测量技术应运而生。这种技术主要是在钻头内部安装传感装置，将钻头近地层中的地质数据传给控制单元，从而对钻头地层进行有效分析，最终达到优化钻井路径的目的。

3.3 智能钻杆技术

智能钻杆技术可解决钻井过程中实时数据传输速率低的瓶颈问题，实现高速数据传输，可以实现钻井信息实时分析。利用这一技术，可以有效解决钻井数据传输问题，并保证数据传输的整体速率和传输稳定性，为提高钻井数据分析能力，满足钻井数据分析提供有力支持，保证钻井数据能够取得实效。为此，智能钻杆技术将会在未来得到重要应用。

4 结论

通过文中的分析可知，在未来发展中，自动化智能化钻井新技术将成为钻井作业的主要技术，不但能够解决钻井作业中的速率和数据分析及传输问题，同时也能提高钻井工作效果。为此，我们只有对自动化智能化钻井新技术引起足够的重视，并积极应用自动化智能化钻井新技术，才能保证油田钻井作业取得积极效果。

参考文献

[1] 师璟，吴萍，罗坤.我国石油钻井技术现状及发展趋势初探[J].企业技术开发，2012（8）：161-162.

[2] 唐志军，韩来聚，刘新华.自动化智能化钻井技术进展[J].石油地质与工程，2013（1）：93-97，8.

[3] 杨传书，孙正义，黎若鹏.利用数据中心构建数字化钻井施工模式[J].石油钻采工艺，2012（1）：4-6，11，117.

[4] 殷平水，王贏，王炎飚，等.智能化石油钻井技术的发展前景[J].石油和化工设备，2012（3）：55-56.

[5] 邓瑞，张亮.随钻地震波场高阶交错网格有限差分数值模拟[J].科技导报，2012（8）：45-50.

[6] 边景红.静态指向式旋转导向钻井系统导向执行机构的设计与研究[D].天津：天津大学，2012.