近两年来,石油行业发生了前所未有的变革,高效钻井成为降本增效的关键点之一。而正是旋转导向、控压钻井等技术的产生,进一步加速了石油工业的新陈代谢。
编译 | 二丫
随着工业的飞速发展,各行业对能源的需求量越来越多。石油是重要的工业原料和能源,其生产规模各领域的发展具有重要的促进作用。随着社会经济的迅速发展以及工业化进程的不断深入,我国对石油能源的需求量日趋增多、应用范围也在不断扩大。
在这样的背景下,石油开采范围、石油开采难度也在不断加大,从而给钻井技术提出了更高的要求,目前,现代钻井技术的创新与改革是社会各界普遍关注与高度重视的一个问题。
上期技术专题,石油圈从数字化系统、扶正器和钻井液技术三个方面简要列举了部分前沿技术。本期专题,我们趁胜追击,从旋转导向、控压钻井等热点方向着手,一一列举目前的先进钻井技术装备。
旋转导向技术
旋转导向钻井技术近年来发展迅速,受到各大商业公司的极大关注。由于其摩阻与扭矩小、井眼净化效果好、位移延伸能力强、井眼轨迹平滑易调控以及适用于高难度井和特殊油藏等诸多优点,所以被誉为定向钻井技术的一场革命。20世纪90年代初期,世界上多家公司分别形成了各自的旋转导向系统,并进行了现场试验和应用。
到目前为止,旋转导向技术的研究进展包括:系统的可靠性、耐高温耐高压性能不断增强;旋转导向钻井效率不断提高;近钻头数据的无线传输;技术间的复合式应用;复合式结构旋转导向系统。
旋转导向钻井技术经过多年飞速发展,无论在地面控制、信号传输、信号测量、井下控制还是旋转导向工具方面都取得了显著成就。然而,随着深井、超深井、特殊工艺井、高温高压井的数量和比例逐渐增多,旋转导向系统须在技术上不断突破,以适应日益复杂的钻井环境。目前,旋转导向系统在耐高温高压性能、无线信息传输方式、与马达结合以及与套管/尾管钻井相结合方面取得了进步。
通过不断的技术改进,RSS系统在未来钻井应用中将大放异彩,先进的数据采集和传输技术将使井下数据传输量更大、速度更快;改进的设计将使RSS的耐用性和可靠性增强;应用的增加和批量化生产将使RSS系统价格更便宜、结构更简单。
扩眼技术
扩眼器又称扩大器划眼钻头,是在石油钻井的钻进同时用来进行扩眼的工具,安装于钻柱中部,直径略大于钻头直径。当下面钻头钻进时,上面扩眼器同时扩眼、修整井壁。扩眼器一般用于钻井易斜、易缩径的地层。在用金刚石钻头钻进时,为了防止钻头磨损造成的井径缩小,保证新钻头能顺利下入井底,也必须在钻柱中间隔地安装二至三个金刚石扩眼器。
随着对油气成藏机制认识的深化和油气田开发的深入,钻井遇到的问题越来越复杂,这些复杂问题的解决也越来越依赖于工具的发展和手段的完善,随钻扩眼技术正是基于这种背景提出和发展的。该技术减少了起下钻次数,效率高,在深井、超深井、小间隙井、侧钻井和复杂井况中得到了广泛应用。随钻扩眼工具作为扩眼工具的一种,具有常规固定翼式扩眼工具无法比拟的优势,随钻扩眼工具带动了随钻扩眼技术的迅速发展。
控压钻井
钻井现场作业中,最为常见的手段就是控制和调整钻井液体的密度,但是其缺点就是不能够及时有效的进行调整,而且其封闭性较差。虽然钻井井底压力还是能够通过不断循环而达到要求,但是不能从根本上确保压力能够连贯、持续。控压钻井技术弥补了这一缺陷,它的工作原理主要是利用低密度进行不断的循环,不仅让整个钻井液都处于安全的范围之内,还能确保其安全性、密封性,一旦当循环出现了滞后,控压钻井技术就可以利用井口获得相应的背压,从而继续对钻井液进行控制,这样不仅能够有效提高施工的效率和水平,同时还能确保钻井施工的安全。
石油工程牵一发而动全身,石油安全问题是石油开采中的首要问题,而利用控压钻井技术可及时的对井底流体进行监控,对比钻井压力以及劈裂压力之间的关系,并对油井中漏井、井踏等技术实施预防,从预防着手,防患于未然。
新常态社会发展大背景下,对于石油等资源的需求不断增多,此种社会发展大背景对油田技术升级与研发工作提出了众多要求。加强油田企业控压钻井关键技术的研发与应用,需针对油田控压钻井技术工作各方面进行掌控,由于控压钻井技术是一项系统的应用基础,以此必须严苛的把握其关键技术,更好地认识控压钻井的相关关键技术,结合地层压力随钻技术,井底环空压力检测以及钻井液装置、数据传输技术等关键技术的改进,以此不断实现科学钻井,不断提升机械钻井技术,增加钻井工作安全系数,保证油田开采工作的科学有效开展。
从世界近年来钻井技术发展趋势看,每一项钻井技术的重大进展都对应着某项高技术的引入。钻井主导技术的发展实质上是把钻井、录井、测井和信息技术集成于一体,最大限度地实现提高油气层的发现及单井产量、缩短钻井周期、降低“吨油成本”这个目标。可以预见,在钻井技术朝着经济性、高质量、高效率、自动化方向发展的道路上,最终必将走到这几个方面的结合和统一。石油圈将持续跟踪各类油气资讯,欢迎关注。
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