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媒礦井下水平定向鉆孔軌跡空間坐標(biāo)作為基礎(chǔ),逐步實(shí)現(xiàn)鉆孔軌跡描述與繪制作業(yè)。其操作步驟主要為:第一,依據(jù)區(qū)域特征及實(shí)際,建立鉆孔軌跡空間坐標(biāo)系,對(duì)鉆孔軌跡所處于的實(shí)際空間位置進(jìn)行確定。傳統(tǒng)方式的地面鉆孔,多會(huì)選擇以地面作為參照,依據(jù)鉆孔表現(xiàn)的方向,多將向下方向作為垂直軸,設(shè)置為Z,表示正方向,然而井下鉆孔作業(yè),不僅僅存在著垂直孔與下斜孔,還存在著近水平孔,鉆有上仰孔,且其鉆孔地點(diǎn)均位于地面以下,為方便研究與描述其鉆孔鉆進(jìn)狀態(tài),其基本參照物多選擇井下鉆場(chǎng),依據(jù)其參照體系,構(gòu)建出垂直于軸向上為正方向的煤礦井下鉆孔坐標(biāo)系。第二,地面鉆井作業(yè)中,其關(guān)于井斜的描述,多是選擇鉆孔垂直軸及軸線之間所存在的夾角作為重要參數(shù)來(lái)表示。然而煤礦井下鉆孔,多選擇水平面與鉆孔軸線之間的仰角作為重要參數(shù)值,且考慮到地面情況與井下條件下,其X,Y軸在正反向取向上保持著一致性,然而在坐標(biāo)系中,Z軸方向卻存在著相反性。地面坐標(biāo)系中,多將Z軸向下作為坐標(biāo)系正方向,其坐標(biāo)系統(tǒng)滿足右手螺旋法則。在井下坐標(biāo)系統(tǒng)中,則多將Z軸向上作為坐標(biāo)系正方向,此時(shí)坐標(biāo)系則滿足左手螺旋法則。
2水平定向鉆孔軌跡的基本要素
在實(shí)際開(kāi)展水平定位鉆孔軌跡設(shè)計(jì)操作、測(cè)量操作及數(shù)據(jù)信息處理的過(guò)程中,一般多選擇鉆孔軌跡L中的某一個(gè)測(cè)點(diǎn)作為研究的基礎(chǔ)對(duì)象,其選擇測(cè)點(diǎn)所相應(yīng)的孔深、傾角與方位角,則被稱之為水平定向鉆孔軌跡的基本要素。依據(jù)相關(guān)理論,則測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息僅表現(xiàn)了該點(diǎn)位置的空間位置,測(cè)點(diǎn)位置的切線則表示為鉆進(jìn)過(guò)程中的前進(jìn)方向線,亦被稱之為鉆孔當(dāng)前軸線,可以通過(guò)鉆孔當(dāng)前軸線、來(lái)表述測(cè)點(diǎn)附近一段鉆孔軌跡。測(cè)量數(shù)據(jù)的處理操作與鉆孔孔跡繪制,其對(duì)鉆孔軸線的繪制,均是依據(jù)鉆孔軸線進(jìn)行操作的。為確保鉆孔軌跡繪制及描述的準(zhǔn)確性,要求對(duì)鉆孔孔跡中存在的測(cè)點(diǎn)相應(yīng)的孔深、傾角與方位角基本要素進(jìn)行精確處理。在其基本要素中,理論孔深定義為:測(cè)點(diǎn)位置所具備的實(shí)際鉆孔深度值,在近水平鉆孔中,多指的是孔口位置到測(cè)點(diǎn)鉆孔曲線之間的實(shí)際長(zhǎng)度值,多采取鉆桿進(jìn)行測(cè)量,一般用L進(jìn)行孔深記錄;傾角:是指鉆孔當(dāng)前點(diǎn)的切線與水平面之間的最小夾角;方位角:是指鉆扎當(dāng)前點(diǎn)的切線在水平面的投影與北向(N軸)之間的夾角;設(shè)計(jì)方位錢:開(kāi)孔方位線在水平面上的投影,代表鉆孔深度廷伸主方向。
3煤礦井下水平定向孔軌跡的一般形式和描述方法
本煤層預(yù)抽鉆孔的布且形式預(yù)抽鉆孔一般情況都布宜在煤層厚度大、透氣性好、瓦斯含且高、煤層硬度較大的稱定煤層中,這樣不但有利于成孔和后期鉆孔橡定,同時(shí)能夠保證鉆孔的高滲透性。有利于瓦斯的逸出。報(bào)據(jù)鉆有利于瓦斯的逸出。報(bào)據(jù)鉆孔相對(duì)于工作面延伸方向的不同水平定向鉆孔布龍形式主分為走向和傾向布置兩種形式。為了保證良好的抽放效果,不能使鉆孔穿透工作面或從巷道穿出帆,在實(shí)施定向拐商鉆孔前,孔相對(duì)于工作面延伸方向的不同水平定向鉆孔布置戳主鉆孔布t形式一般以走向或傾向平行布皿為主。在實(shí)施向拐夸鉆孔后,可采用“一孔多分支”的鉆孔布1形式。這樣可在順槽直接開(kāi)孔,減少鉆機(jī)椒運(yùn)次數(shù),提高鉆進(jìn)效率,同時(shí)起到“一孔多用”的效果。
4煤礦井下隨鉆測(cè)量技術(shù)鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理方法
在煤礦井下隨鉆測(cè)量技術(shù)鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理中,提出應(yīng)用平均角法進(jìn)行軌跡計(jì)算。為確保鉆進(jìn)軌跡描述的準(zhǔn)確性,可以進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量,降低兩側(cè)點(diǎn)間距,提高計(jì)算精度,這種方法計(jì)算簡(jiǎn)單,在實(shí)踐應(yīng)用中應(yīng)用較為廣泛。此外,在煤礦井下隨鉆測(cè)量技術(shù)鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理中還可以采取平衡正切法。然而其方法應(yīng)用精度偏低,為滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求,本文提出應(yīng)用Excel進(jìn)行鉆孔孔跡測(cè)量參數(shù)計(jì)算,并繪制鉆孔軌跡圖。Excel工具具備著強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能,通過(guò)測(cè)量?jī)x器,收集測(cè)點(diǎn)深度、傾角與方位角等信息,通過(guò)Excel形式進(jìn)行保存,采取相應(yīng)的計(jì)算方式進(jìn)行孔跡坐標(biāo)計(jì)算,選擇圖表導(dǎo)出方式,直觀獲得鉆孔軌跡水平及垂直投影。
5結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)中心;數(shù)字化鉆井;輔助決策;施工模式
1 前言
為了提高石油鉆井管理水平,降低成本,提高經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)能力,充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù),以降低開(kāi)發(fā)成本和降低生產(chǎn)成本為目標(biāo),建設(shè)全新的數(shù)字化鉆井施工模式有著重要意義。
2 數(shù)字化鉆井信息平臺(tái)框架
石油鉆井的主流程是從市場(chǎng)信息的收集與分析開(kāi)始,在構(gòu)建過(guò)程中,全面考慮了鉆井全過(guò)程所涉及到的數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng),以鉆井生產(chǎn)的主流程為線索,從數(shù)字化鉆井隊(duì)、鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心、鉆井輔助決策平臺(tái)和遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)等四個(gè)方面設(shè)計(jì)了數(shù)字化鉆井信息平臺(tái)框架,本文著重從前三個(gè)方面闡述數(shù)字鉆井施工模式的構(gòu)建方法。
3 數(shù)字化鉆井隊(duì)
數(shù)字化鉆井隊(duì)主要通過(guò)數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)將安裝在各關(guān)鍵部位的傳感器連接起來(lái),再由井場(chǎng)局域網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理與傳輸計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控及其他應(yīng)用計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)攝像監(jiān)控解碼器等設(shè)備連接起來(lái),然后通過(guò)部署在這些機(jī)器上的軟件系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、數(shù)據(jù)人工錄入、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸、現(xiàn)場(chǎng)工況監(jiān)測(cè)等工作。這些軟硬件集成起來(lái)構(gòu)建了數(shù)字化鉆井隊(duì)。
3.1數(shù)字化鉆井隊(duì)的硬件設(shè)施
(1)數(shù)據(jù)采集儀器
數(shù)據(jù)采集儀器一般是鉆井參數(shù)儀或者地質(zhì)錄井儀,鉆井參數(shù)儀一般包括鉆井儀表主機(jī)、傳感器、電纜及附件。另外,對(duì)于定向井、水平井,還需要配備有關(guān)的測(cè)斜儀器,便于進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向監(jiān)控。
(2)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
數(shù)字化鉆井隊(duì)需要在井場(chǎng)組建一個(gè)小型的局域網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)由一臺(tái)服務(wù)器和若干客戶機(jī)組成。計(jì)算機(jī)的連接方式采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),即網(wǎng)絡(luò)中的所有計(jì)算機(jī)都連接到一個(gè)共享式hub或交換機(jī)上。這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接簡(jiǎn)單,也比較容易擴(kuò)充。
3.2數(shù)字化鉆井隊(duì)的配套軟件
(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理軟件
本系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)源于綜合錄井儀或鉆井參數(shù)儀實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)。為鉆井工程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與井場(chǎng)信息系統(tǒng)服務(wù)器軟件平臺(tái)提供規(guī)范格式的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),以不同方式為客戶端提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)等。
(2)鉆井過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程傳輸軟件
鉆井過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分為鉆進(jìn)過(guò)程和起下鉆過(guò)程兩個(gè)模塊。
井場(chǎng)與基地間的數(shù)據(jù)傳輸可以采用不同的通訊形式,目前經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的通訊方式為利用普通有線電話網(wǎng)和gprs移動(dòng)通訊網(wǎng),其次是微波通訊和衛(wèi)星通訊。本軟件可實(shí)現(xiàn)以上集中網(wǎng)絡(luò)的靈活選用。
(3)工程數(shù)據(jù)手工錄入維護(hù)軟件
該軟件主要實(shí)現(xiàn)鉆井現(xiàn)場(chǎng)施工工程與管理數(shù)據(jù)的錄入、維護(hù)和統(tǒng)計(jì)。這些數(shù)據(jù)包括日常管理數(shù)據(jù)、鉆井設(shè)備數(shù)據(jù)、鉆井隊(duì)伍數(shù)據(jù)等20余類。
(4)地層壓力監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)軟件
該軟件是根據(jù)國(guó)外室內(nèi)研究的最新成果差壓和巖石彈性力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系建立的,根據(jù)鉆井參數(shù)計(jì)算地層壓力,實(shí)現(xiàn)地層壓力數(shù)據(jù)的采集、管理、處理計(jì)算、數(shù)據(jù)圖形輸出一體化。用于提高地層壓力的預(yù)測(cè)、檢測(cè)精度,合理設(shè)計(jì)鉆井液密度,提高鉆井安全性,保護(hù)油氣層。[1]
4 鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心
鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心建設(shè)包括鉆井綜合數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)流及數(shù)據(jù)加載、數(shù)據(jù)軟件等方面。
4.1鉆井綜合數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
數(shù)據(jù)庫(kù)以井的工程生命周期為路線,包括鉆井施工、固井、完井、交井的全部數(shù)據(jù)以及形成上報(bào)統(tǒng)計(jì)鉆井資料的數(shù)據(jù)。既能夠適應(yīng)高速發(fā)展的鉆井系統(tǒng)現(xiàn)狀,同時(shí)又具有較好的擴(kuò)充能力。
鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)共設(shè)計(jì)了355個(gè)數(shù)據(jù)表,3654個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng),可分為鉆井標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)、鉆井編碼數(shù)據(jù)庫(kù)、鉆井工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、鉆井iadc報(bào)表數(shù)據(jù)庫(kù)、鉆井工程數(shù)據(jù)庫(kù)、鉆井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、鉆井井史數(shù)據(jù)庫(kù)等大類。
4.2數(shù)據(jù)流及數(shù)據(jù)加載
所有的鉆井?dāng)?shù)據(jù)在源頭一次錄入,遠(yuǎn)程傳輸至鉆井公司,經(jīng)過(guò)公司技術(shù)人員審核后進(jìn)入鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心。鉆井?dāng)?shù)據(jù)的審核流程和交換流程下圖所示:
數(shù)據(jù)庫(kù)及配套的錄入系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后,在勝利油田分別部署了鉆井分公司數(shù)據(jù)中心、總公司數(shù)據(jù)中心和局級(jí)數(shù)據(jù)中心。各級(jí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心運(yùn)行平穩(wěn),并發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
4.3數(shù)據(jù)軟件
建立了強(qiáng)大的鉆井?dāng)?shù)據(jù)中心,就必須發(fā)揮作用。
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鉆井綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的/fazhan/">發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
英文名稱:Drilling Fluid & Completion Fluid
主管單位:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司
主辦單位:華北石油管理局;華北油田分公司
出版周期:雙月刊
出版地址:河北省任丘市
語(yǔ)
種:中文
開(kāi)
本:大16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào):1001-5620
國(guó)內(nèi)刊號(hào):13-1118/TE
郵發(fā)代號(hào):
發(fā)行范圍:國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間:1983
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
期刊榮譽(yù):
中科雙百期刊
第二屆全國(guó)優(yōu)秀科技期刊
聯(lián)系方式
【關(guān)鍵詞】石油鉆井;鉆井技術(shù);綜述;智能化
0.引言
近年來(lái),我國(guó)鉆井工程技術(shù)得到快速發(fā)展,鉆井工程的規(guī)模實(shí)力和鉆井工程的整體水平得到顯著提高,但未來(lái)國(guó)內(nèi)外鉆井技術(shù)將遇到哪些難點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)?鉆井是石油勘探開(kāi)發(fā)的“龍頭”,鉆井的投資實(shí)際上占整個(gè)勘探開(kāi)發(fā)投資的50%以上。鉆井工程技術(shù)水平直接關(guān)系到石油勘探開(kāi)發(fā)的成敗,決定著石油上游業(yè)務(wù)的發(fā)展?jié)摿透?jìng)爭(zhēng)能力。目前,鉆井工程已開(kāi)始成為尋找油氣藏、高效開(kāi)發(fā)油氣田最有效的手段,特別是欠平衡、水平井等技術(shù)已成為現(xiàn)代油氣勘探開(kāi)發(fā)的重要手段,對(duì)增儲(chǔ)上產(chǎn)和提高采收率十分重要。
1.國(guó)內(nèi)鉆井技術(shù)現(xiàn)狀
長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)的石油鉆井科研工作一直處于跟隨狀態(tài),學(xué)習(xí)和追趕國(guó)外先進(jìn)技術(shù)并努力實(shí)現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化??傮w來(lái)看,我國(guó)石油鉆井技術(shù)水平與國(guó)外先進(jìn)水平有5年~10年的差距。近幾年,我國(guó)鉆井工程技術(shù)得到快速發(fā)展,鉆井工程的規(guī)模實(shí)力和鉆井工程的整體水平得到顯著提高。但在自動(dòng)垂直鉆井、可膨脹管鉆井、深海鉆井、陸上深井超深井鉆井等高端鉆井技術(shù)領(lǐng)域,以及綜合鉆井實(shí)力方面,與世界先進(jìn)水平相比還有一定的差距。國(guó)內(nèi)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)幾乎還處于空白狀態(tài)。無(wú)論是今后鉆大位移井、分支井,還是煤層氣魚(yú)骨井,都非常需要這項(xiàng)技術(shù)。國(guó)內(nèi)自2000年開(kāi)始膨脹管技術(shù)研究,2003年首次在大慶油田進(jìn)行了兩口井的套管補(bǔ)貼,獲得了成功,目前成功補(bǔ)貼已超過(guò)200口井。從國(guó)際上看,地質(zhì)導(dǎo)向鉆井已是成熟技術(shù),自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)國(guó)外已投入商業(yè)應(yīng)用,欠平衡鉆井、氣體鉆井國(guó)外已是常規(guī)生產(chǎn)技術(shù),我們還處在研究推廣階段。但國(guó)內(nèi)中石油鉆井院蘇義腦院士經(jīng)過(guò)多年努力,成功研制出近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng),成為世界上第四個(gè)擁有這項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家。
2.現(xiàn)代石油鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
綜合當(dāng)今國(guó)際石油工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和鉆井技術(shù)的發(fā)展,不難看出石油鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要有:
(1)以提高勘探開(kāi)發(fā)的綜合效益為目標(biāo),向有利于發(fā)現(xiàn)新油氣藏和提高油田采收率方向發(fā)展。
(2)以信息化、智能化為特點(diǎn),向自動(dòng)化鉆井方向發(fā)展。
2.1發(fā)展方向-發(fā)現(xiàn)新油氣藏和提高油田采收率
20 世紀(jì)末,國(guó)際石油產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),即尋找新的石油資源越來(lái)越困難,加之主要產(chǎn)油國(guó)家,油田開(kāi)發(fā)多進(jìn)入中后期,產(chǎn)量迅速遞減,而石油需求量卻越來(lái)越大,且油價(jià)攀升,突破60 美元/桶。在此背景下,各大石油公司加大科研投入,對(duì)尋找新油氣藏和提高采收率給予了格外關(guān)注。石油鉆井界和相關(guān)服務(wù)公司在發(fā)展信息化、智能化鉆井技術(shù)基礎(chǔ)上又開(kāi)發(fā)了有利于發(fā)現(xiàn)新油氣藏和提高采收率的新鉆井技術(shù)。如欠平衡壓力鉆井、水平井及分支水平井鉆井、大位移井鉆井和多分支井鉆井技術(shù),對(duì)原有的老井重鉆技術(shù)、小井眼鉆井技術(shù)和連續(xù)油管鉆井技術(shù)也給予了新的技術(shù)內(nèi)涵,這些技術(shù)最顯著的技術(shù)目標(biāo)是以最直接的鉆井方式溝通油氣藏,以最原始的狀態(tài)打開(kāi)和保持油氣藏,從而達(dá)到最大限度地開(kāi)采油氣藏,獲得最好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
2.2信息化、智能化為特點(diǎn),向自動(dòng)化鉆井方向發(fā)展
20 世紀(jì)80 年代中期以后,國(guó)際石油鉆井中使用隨鉆測(cè)量、隨鉆測(cè)井、隨鉆地震、隨鉆地層評(píng)價(jià)、鉆井動(dòng)態(tài)信息實(shí)時(shí)采集處理、地質(zhì)導(dǎo)向和井下旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向閉環(huán)鉆井等先進(jìn)技術(shù)以來(lái),鉆井技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的變化,其變化特征為:
(1)鉆井信息數(shù)字化。在鉆井過(guò)程中,井下地質(zhì)參數(shù)、鉆井參數(shù)、流體參數(shù)和導(dǎo)向工具位置及狀態(tài)的實(shí)時(shí)測(cè)試、傳輸、分析、執(zhí)行、反饋及修正, 鉆井信息向完全數(shù)字化方向發(fā)展。越來(lái)越脫離人們的經(jīng)驗(yàn)影響和控制,鉆井過(guò)程逐步成為可用數(shù)字描述的確定性過(guò)程。
(2)工具和作業(yè)智能化、集成化。當(dāng)前的導(dǎo)向鉆具、測(cè)試工具和作業(yè)控制都日趨智能化。一項(xiàng)由國(guó)際數(shù)家公司組成,1990 年開(kāi)始,歷時(shí)5 年,耗資950 萬(wàn)美元開(kāi)發(fā)的集成鉆井系統(tǒng)(IDS)和集成鉆井作業(yè)系統(tǒng)(IDO)獲得成功,是鉆井系統(tǒng)及操作智能化的體現(xiàn)。而近年地面自動(dòng)控制的導(dǎo)向鉆井工具和隨鉆地層評(píng)價(jià)測(cè)試系統(tǒng)(FEMWD)開(kāi)發(fā)成功,更體現(xiàn)了工具和作業(yè)智能化趨勢(shì)。
3.鉆井的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
未來(lái)國(guó)內(nèi)外鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)如何,為人類石油勘探開(kāi)發(fā)帶來(lái)什么影響?汪海閣認(rèn)為,鉆井是石油工業(yè)的龍頭。鉆井發(fā)展總的趨勢(shì)就是,不斷滿足勘探開(kāi)發(fā)需要。鉆井工程作為油氣勘探開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),一種主要手段,具有資金、技術(shù)密集,高投資、高風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)。他還說(shuō):“近年來(lái),國(guó)際鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),已經(jīng)由傳統(tǒng)的建立油氣通道發(fā)展到采用鉆井手段,來(lái)實(shí)現(xiàn)勘探開(kāi)發(fā)地質(zhì)目的,提高單井產(chǎn)量和最終采收率?!?/p>
我國(guó)石油鉆井50多年的實(shí)踐證明,走技術(shù)引進(jìn)與自立開(kāi)發(fā)相結(jié)合的道路是技術(shù)落后國(guó)家走向先進(jìn)的一條必由之路、正確之道。走完全自主創(chuàng)新的路適應(yīng)不了形勢(shì)發(fā)展的要求,必須要充分吸收發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)為我所用。但是完全靠技術(shù)引進(jìn)也走不通,因?yàn)橄冗M(jìn)的生產(chǎn)作業(yè)線及其產(chǎn)品,發(fā)達(dá)國(guó)家在未充分占領(lǐng)市場(chǎng)前是不會(huì)出賣的,引進(jìn)二流三流產(chǎn)品的作業(yè)線,在國(guó)際市場(chǎng)上是沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力的,其結(jié)果只能是綁在別人的戰(zhàn)車上跟著跑,走上“引進(jìn)—落后—再引進(jìn)”的惡性循環(huán)。
另外,像我們這樣鉆井規(guī)模的國(guó)家,先進(jìn)技術(shù)是買不起的,買別人的產(chǎn)品或請(qǐng)外國(guó)公司來(lái)服務(wù),在幾口井上可以,但幾百口井、上千口井如何來(lái)應(yīng)用是經(jīng)濟(jì)上承受不了的。日本技術(shù)發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)是從模仿創(chuàng)新走向自主創(chuàng)新,值得我們借鑒。在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù),裝備的同時(shí),則絕對(duì)不能忽視自主開(kāi)發(fā)與自主創(chuàng)新。
結(jié)合當(dāng)前國(guó)際石油背景,汪海閣在分析今后鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)時(shí)說(shuō),由于國(guó)際油價(jià)居高不下,引起世界石油勘探開(kāi)發(fā)熱潮,對(duì)鉆井的要求會(huì)越來(lái)越高,鉆井工作量也將大幅上升?!澳壳?,勘探對(duì)鉆井提出的要求是,深井超深井需要提高鉆速;開(kāi)發(fā)對(duì)鉆井的要求則是提高采收率,提高單井產(chǎn)量,改變?cè)鲩L(zhǎng)方式。管理上面臨的難題是如何擴(kuò)大欠平衡鉆井應(yīng)用,如何降低氣體鉆井的成本,如何廣泛使用高壓噴射技術(shù)”。在勘探上,欠平衡鉆井提高了低壓、復(fù)雜巖性、水敏性、裂縫性等儲(chǔ)層的油氣發(fā)現(xiàn)和保護(hù)水平,拓寬了勘探領(lǐng)域。在開(kāi)發(fā)上,欠平衡鉆井通過(guò)有效地保護(hù)儲(chǔ)層,提高了單井產(chǎn)量,降低了開(kāi)發(fā)綜合成本。在工程方面,欠平衡鉆井解決了低壓地層漏失問(wèn)題,提高了機(jī)械鉆速,減少了壓差卡鉆,縮短了鉆井周期。2007年中石油完成155口欠平衡井,取得了勘探上的重大發(fā)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了吐哈三塘湖油田的高效開(kāi)采,并大幅度提高了研磨性地層的鉆速。
“預(yù)計(jì)今后3年到5年內(nèi),需求最突出的鉆井技術(shù)仍然以水平井、欠平衡井、超深井三大技術(shù)為主,重點(diǎn)是要求保護(hù)發(fā)現(xiàn)油氣藏。三種技術(shù)相互滲透,相互交融,不斷互補(bǔ),優(yōu)化發(fā)展,并朝著縱深方向快速發(fā)展?!蓖艉iw還透露。未來(lái)高度需求、重點(diǎn)發(fā)展的鉆井技術(shù)包括降低每米鉆井進(jìn)尺費(fèi)用、降低地質(zhì)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向費(fèi)用以及提高鉆井速度等方面的技術(shù),為中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)加油添力。
4.結(jié)語(yǔ)
我們堅(jiān)信,在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下,抓住機(jī)遇,堅(jiān)持創(chuàng)新,銳意進(jìn)取,刻苦攻關(guān),我國(guó)的鉆井技術(shù)就會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,我國(guó)就會(huì)從鉆井大國(guó)逐步成為鉆井強(qiáng)國(guó)?!科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]鄧旭.長(zhǎng)城鉆探分支井鉆、完井四大核心技術(shù)[期刊論文].石油科技論壇,2010,(2).
地?zé)徙@井及其工藝變化
地?zé)徙@井
地?zé)徙@井是一項(xiàng)非常重要的特殊技術(shù),它用于地?zé)嵴魵夂偷責(zé)崴你@井,是勘探和開(kāi)采地?zé)崃黧w必須采用的手段之一。地?zé)徙@井的深度一般在1000米到3000米之間,大多數(shù)是在2000米左右,有少量的超過(guò)了3000米。隨著時(shí)間的推移和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展變化,地?zé)徙@井技術(shù)也在不斷發(fā)展著。其中井身結(jié)構(gòu)及套管結(jié)構(gòu)、鉆井工藝、完井工藝以及洗井工藝不斷發(fā)展隨著時(shí)間的變化逐漸表現(xiàn)出來(lái)。
(1)、井身結(jié)構(gòu)及套管結(jié)構(gòu)
從20世紀(jì)70年代至今,井身結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了153/8”+81/2”、171/2”+121/4”+82/2”、171/2”+121/4”+95/8”、171/2”+95/8”、171/2”+121/4”+95/8”+81/2”等幾種不同型號(hào)的變化,與其配套的套管結(jié)構(gòu)則經(jīng)歷了相應(yīng)的103/4”+51/2”、133/8”+103/4”+51/2”、133/8”+103/4”+7”、133/8”+7”、133/8”+103/4”+7”+81/2”等幾種型號(hào)。不得不說(shuō)由簡(jiǎn)入精,井身結(jié)構(gòu)及其配套的套管結(jié)構(gòu)已經(jīng)越來(lái)越成熟完善。
(2)、鉆井工藝
地?zé)崾袌?chǎng)的占領(lǐng)在于將石油鉆井中先進(jìn)成熟的工藝和相關(guān)的水文、地?zé)岬葪l件有機(jī)結(jié)合起來(lái),并且充分引進(jìn)各種現(xiàn)代的設(shè)備,選用優(yōu)質(zhì)的鉆頭和各種機(jī)械參數(shù),提高鉆井的工作效率,縮短建井周期。再加上引進(jìn)現(xiàn)代科學(xué)的泥漿工藝,在地?zé)徙@井過(guò)程中,針對(duì)不同的地層,采取不同的科學(xué)泥漿配方,以達(dá)到平衡鉆井的目的。從70年代至今,鉆井工藝也歷經(jīng)了非常大的變化,其變化更好地適應(yīng)了現(xiàn)代地?zé)徙@井的施工和完成。
(3)、完井工藝
70年代的地?zé)峋耐昃に囍饕捎盟降耐昃绞?,?duì)于水層采用籠式過(guò)濾管,入井后采用投填礫料的方式,止水則采用投泥球封隔止水的古老方法。而90年代之后,由于地?zé)峋昃に嚨牟粩喟l(fā)展和完善,采用水井完井方式的同時(shí)還結(jié)合了石油完井工藝,針對(duì)不同的水層采取不同的方法。如:包網(wǎng)纏絲濾水管、不包網(wǎng)纏絲濾水管完井、裸眼完井等方式都產(chǎn)生了非常好的效果。止水方式上改進(jìn)了傳統(tǒng)的止水方法及裝置,改進(jìn)為混合式裝置,又根據(jù)地?zé)峋酁榇蠖位旌祥_(kāi)采的特點(diǎn),在水層頂部設(shè)置了傘狀防塌裝置,確保了水層的穩(wěn)定和壽命。
(4)、洗井工藝
傳統(tǒng)的水井洗井方法就是反復(fù)地抽取和吸取。在地?zé)峋袆t逐步引進(jìn)了二氧化碳?xì)馀e、酸化,高能氣體壓裂,壓風(fēng)機(jī)氣舉洗井以及活塞抽吸、高壓噴射沖洗等方法,這些方法對(duì)于不同的地?zé)峋氖┕ざ籍a(chǎn)生了良好的影響。
成井技術(shù)的分析
成井過(guò)程是地?zé)峋┕ぶ凶顬橹匾墓ば蛑?,由于不同的地?zé)峋幍拇蟮貥?gòu)造背景和熱儲(chǔ)層巖性不同,因此需要采用不同的成井方法來(lái)實(shí)現(xiàn)工程的順利完成。就目前國(guó)內(nèi)相對(duì)比較成熟完善的成井方法而言,先期完成法、后期完成法、裸眼完成法、篩管完成法和射孔完成法這幾種成井方法是比較具有代表性的。
先期完成法
先期完成法適用于井比較深、上部地層比較復(fù)雜的地?zé)峋?,它是在鉆井中采用分別排除的方法的一種鉆井工藝,完井工藝較為安全。
先期完成法是在鉆達(dá)到目的層的頂部時(shí),先下入技術(shù)套管來(lái)固定井壁,再用小尺寸的鉆頭鉆至井深。下技術(shù)套管是為了能夠封固住非采水段的井壁,隔絕深淺地層水以及滿足下部施工的需要。
先期完成法的缺點(diǎn)在上文中也顯而易見(jiàn)了,它實(shí)施起來(lái)較為麻煩,因此造成工期較長(zhǎng),投入相對(duì)較大。
后期完成法
后期完成法能夠根據(jù)鉆孔的資料自由地選擇取水井段,而且其鉆井的工期較短,投入相對(duì)較小。
后期完成法和先期完成法的區(qū)別在于,它在鉆達(dá)到目的層的頂部時(shí),先不下技術(shù)套管,而是用原有尺寸的小鉆頭鉆至完鉆井深,再根據(jù)各項(xiàng)資料的顯示進(jìn)一步下入技套或者其他工具來(lái)固定井壁。
后期完成法同樣具有一些缺點(diǎn),由其鉆井過(guò)程可看出,它對(duì)鉆井的技術(shù)要求非常高,而且完井下管和固定井壁的工藝也是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。
裸眼完成法
裸眼完成法一般適用于井壁比較穩(wěn)定的地區(qū),比如火成巖類的裂隙型熱儲(chǔ)層等。它采用的是不下井管的方法,相較于其他需要下井管的方法而言,裸眼完成法的優(yōu)點(diǎn)在于其出水口的截面積較大、出水量較大、阻力較小并且不易發(fā)生堵塞事故以及投資較少等。但是這種方法卻不適用與砂泥漿剖面的地?zé)峋?,因此不得不說(shuō)此為一大遺憾。
篩管完成法
篩管完成法一般適用于砂泥巖剖面等沉積型的地層。它采用的是在取水段下入篩管的完井方法,此種方法若輔以填沙工藝即可起到防塌和防砂的作用,其優(yōu)點(diǎn)不言而喻,即較為簡(jiǎn)單且安全。
射孔完成法
射孔完成法是一種較為特殊的完井方法,它主要是針對(duì)水量不足而未取水層段進(jìn)行取孔以彌補(bǔ)缺點(diǎn),或者不下濾水管直接在取水段射孔取水。射孔完成法無(wú)疑是在施工過(guò)程中出現(xiàn)上述兩種或者以上的問(wèn)題時(shí)及時(shí)采取的一種完井方法。由此我們可以看出完井方法的多樣性以及其技術(shù)的成熟和完備。
【結(jié)語(yǔ)】成井方法的多樣也在暗示著地形構(gòu)造的多樣性,只有掌握住每一種成井方法的優(yōu)缺點(diǎn),才能夠熟練而不失穩(wěn)重地把不同地形構(gòu)造的地?zé)峋踩行У赝瓿?,以保障地?zé)峋_(kāi)發(fā)過(guò)程中必要的人身和設(shè)施安全。
每個(gè)地區(qū)的地形和地層構(gòu)造都存在著多多少少的不同,針對(duì)不同的地層構(gòu)造采取不同的完井方法是地?zé)徙@井的重要原則。熱能不斷地被發(fā)掘并且快速地發(fā)展,引發(fā)地?zé)峋_(kāi)采的同時(shí),需要不斷改進(jìn)和完善完井技術(shù),從而推進(jìn)地?zé)峋陌踩行ч_(kāi)發(fā)和使用,造福于其他人,同樣也造福于自己。
參考文獻(xiàn)
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