一、連續(xù)管鉆井技術配套完善,技術和應用快速發(fā)展
連續(xù)管鉆井是國外20世紀90年代發(fā)展起來的一項新技術,也是國外大力研究和發(fā)展的熱門鉆井技術之一。連續(xù)管鉆井可通過最大限度地降低鉆井液浸入和隨之而來的地層損害,以提高儲層的產能。另一個優(yōu)勢是在鉆機空間或噪音受到限制時,使用連續(xù)油管鉆機比使用常規(guī)鉆機更為有利。由于連續(xù)管操作簡便,施工安全,污染小和占地少,操作人員僅需3~4人,作業(yè)效率很高,施工效果好,從而備受歡迎。
進入21世紀來,我國鉆井技術得到快速發(fā)展,常規(guī)鉆井技術得到進一步強化,特色鉆井技術優(yōu)勢明顯,鉆井裝備與工具發(fā)展迅速;深井鉆井、欠平衡和氣體鉆井、水平井等方面取得了技術突破,整體技術水平得到很大的提升,與國外差距不斷縮小。成功研制出具有自主知識產權的12000米大型成套鉆機及其配套裝備,自主知識產權的CGDS-1地質導向鉆井系統(tǒng)研制成功,使我國成為世界上繼美、法之后第三個掌握此項高端技術的國家。欠平衡/氣體鉆井提速和保護油氣層技術得到廣泛應用,成功研制出具有自主知識產權的氣體鉆井空壓機、膜制氮裝置及長壽命空氣錘等配套裝備與工具,實現(xiàn)了氣體鉆井技術裝備的國產化。膨脹管、波紋管、套管鉆井、電磁波測量、自動垂直鉆井系統(tǒng)正逐步進入試驗和應用階段,大大提升了我國鉆井的整體實力,使我國由鉆井大國逐步向鉆井強國發(fā)展。
二、鉆井裝備向大型化、自動化和模塊化方向發(fā)展
近年來,國外石油鉆機能力不斷增加,自動化配套進一步完善。為適應深部、深海油氣藏和更大位移井的需要,石油鉆機設備趨向大型化和自動化。高性能的機、電、液一體化技術促進石油鉆機的功能進一步完善。
鉆機整體向著交流變頻調速電驅動石油鉆機(AC-GTO-AC)方向發(fā)展。為提高作業(yè)效率,同樣鉆深能力為12~15千米的鉆機,絞車功率從原來配置4000馬力增大至5000~6000馬力;轉盤最大開口尺寸由原來491/2英寸增大至601/2英寸;鉆井泵單臺輸入功率由1600馬力升至2000~2200馬力。海洋鉆機鉆井泵單臺輸入功率已有3000馬力的樣機。
20世紀90年代中期出現(xiàn)了交流變頻驅動、液壓傳動的大功率絞車,并成為發(fā)展趨勢。挪威MH公司為海上開發(fā)了Ram鄄rig(油缸)鉆機。德國Bentec和美國TPC等公司先后開發(fā)了用于電驅動鉆機的智能化產品,減輕了操作人員的勞動強度,提高了鉆井作業(yè)效率。如自動送鉆裝置、軟扭矩系統(tǒng)、鉆井泵同步裝置等。頂部驅動裝置應用越來越普遍,正成為深井鉆機的標準配置。
三、用鉆井機鉆井方式提高油氣產量、提高開發(fā)效益已成為鉆井發(fā)展的主要趨勢
國際上鉆井技術的發(fā)展趨勢已經由傳統(tǒng)的建立油氣通道發(fā)展到采用鉆井手段來實現(xiàn)勘探開發(fā)地質目的,提高單井產量和最終采收率。水平井、分支井、魚骨井技術、最大儲層接觸井等特殊工藝井技術由于進一步提高了油藏暴露面積,有利于提高采收率、降低噸油開采成本而得到推廣應用。水平井等特殊工藝井得到規(guī)模應用,美國和加拿大年水平井數(shù)分別占總井數(shù)的9%以上,大位移井的水平位移超過了1萬米。
為提高儲層鉆遇率從而提高單井產量,地質導向鉆井、旋轉導向鉆井技術在國外也已經進入大規(guī)模商業(yè)化應用階段,成為大斜度井、水平井和小井眼側鉆多分支井油藏開發(fā)的重要手段。采用連續(xù)油管技術進行水平井鉆井,已成為提高單井產量、油田增產和開發(fā)難動用儲量的主導技術。
四、不斷研發(fā)鉆井機鉆井高新技術,實現(xiàn)優(yōu)快鉆井,達到降低鉆井成本、及時發(fā)現(xiàn)和保護油氣層已成為國外鉆井發(fā)展的趨勢
國內外鉆井行業(yè)圍繞降低鉆井成本、發(fā)現(xiàn)和保護油氣層、提高單井產量為目標,迅速發(fā)展鉆井技術。防斜打快技術向準確控制井斜、大幅度提高機械鉆速方向發(fā)展,地質導向技術向提高特殊工藝井軌跡控制精度方向發(fā)展,大位移井向1萬米及以上的水平位移方向發(fā)展,分支井向六級以上分支井的施工方向發(fā)展,小井眼鉆井正向著微井眼方向發(fā)展。
在降低鉆井成本方面,國外公司先后開發(fā)了Verti-Trak和PowerV直井鉆井系統(tǒng)。利用該項技術,井斜最小可以保持在0.1度以內,機械鉆速可以提高2~3倍。較好地解決了易斜地層和極特殊條件下的自動垂直鉆井難題,具有明顯的經濟效益;依托隨鉆測井和隨鉆地震技術的NDS無風險鉆井技術,達到了優(yōu)化鉆井過程、縮短鉆井工期的目的;膨脹管專利技術,主要用于封隔復雜井段,減少井眼尺寸,也用于套管補貼、多分支井建井。減少井下復雜,降低鉆井成本。
在發(fā)現(xiàn)和保護油氣層方面,針對中、低壓油氣藏難以經濟有效開發(fā),探索利用氣體等作為循環(huán)介質鉆井,獲得了成功。即通過往鉆井液中注入降密度劑,從而達到降低鉆井液密度,實現(xiàn)欠平衡鉆井,達到發(fā)現(xiàn)和保護油氣層的目的。
五、井下測量和控制儀器與工具朝智能化、自動化進一步發(fā)展
近年來隨鉆測量、隨鉆測井技術處于強勢發(fā)展之中。隨鉆測井系列不斷完善,已研制了適用于各種井眼尺寸的工具。其測量參數(shù)已逐步增加到近20種鉆井和地層參數(shù),儀器距離鉆頭越來越近。
與前幾年的隨鉆測井相比,現(xiàn)在的隨鉆測井儀器更靠近鉆頭,近鉆頭傳感器離鉆頭只有1~2米的距離。可靠性高、穩(wěn)定性強,可更好地評價油、氣、水層。隨鉆測井為用戶實時提供決策信息,有助于避免井下復雜情況的發(fā)生,引導井眼沿著最佳軌跡穿過油氣層。