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摘要:随着经济社会的快速发展,世界对石油的需求量不断增加,石油的开采技术与设备越来越先进,本文对石油工程技术的现状进行分析,对我国石油钻井技术无法满足此工业的发展现状进行分析研究,为我国石油钻井技术提供参考建议,希望石油开采技术满足此工业发展的需求。
关键词:石油;钻井工程;技术
一、我国石油钻井技术的历史源流
1.石油钻井技术的起源于初步发展
在汉元帝的时候我国一些地区开始挖掘天然气井,这是我国石油钻井技术的开端,到了北宋时期我国石油钻井技术有了重大的突破,并领先国际水平,到了清后期年间在四川盆地使用的桑海井,使得我国古代钻井技术更上一层楼。
2.钻井技术的繁荣与鼎盛
随着我国经济的快速发展,石油钻井技术稳步且深入的发展,建国后国家引进苏联等西方国家的石油开采技术,并不断创新,一系列钻井专业高级人才的培养,还有就是钻井设备生产制造厂的成立,使得此技術有效的促进我国石油工业的发展,我国不断的进行自动化钻井技术革新,使得早此领域我国迈入自主创新的道路。喷射钻井、多分支井钻井和气体钻井等科研技术的研发取得的成就,使得我国成为世界性的石油开采大国。
二、、石油钻井技术发展现状
1.机械装备
伴随着我国科技技术的不断发展,我国石油行业的勘探技术也呈现了不断增长的趋势,当前石油钻井装备在不断更新换代,并且我国科研能力的提升也让石油钻井装备逐渐国产化,这些年来,我国石油钻井设备也开始向国外学习,或是引用先进的钻井设备如电动钻机或电动钻井泵等。我国现在在石油开采中已经熟练掌握了钻井设备的运用,随着自主研发力度的不断增强,我国在大型钻井和相应配套设备上也开始走上了世界先进水平,并且,一些气体钻井设备以及井下操作设备都已经逐渐用上了国产设备,实现了国产化。
2.井下自动化技术
伴随着科学技术的不断发展,我国当前已经掌握了很多井下自动化技术,比如深度测量、能源信息传输以及安全控制等技术,随着我国石油钻井工程技术的不断提升,以及我国石油工程行业对技术提升需求的不断增长,我国油气勘探开采行业中使用井下测量和传输的地位越来越凸显,井下自动化开采技术将成为未来我国石油钻井技术的核心。我国已经随着辛苦的自主研发攻破了许多技术难题,并且现在已经成功拥有了有线和无线两种钻井测量仪,以及电磁波勘探技术,在不断克服技术难题的同时,我国拥有了自动化钻井技术的知识产权,也是现在世界上第三个运用CGDS—1近钻头的先进石油勘测开采国家。
三、对我国石油工程技术钻井技术的技术改革建议
1.创新运用水平井钻井技术
我国的石油工程技术钻井技术需要创新运用水平井钻井技术,以往的不定向钻井技术,随意性大,失败率高,对石油资源造成比较大的浪费。采用水平井钻井技术即运用定向钻井工具控制成井的斜角保持在740以上,且井底动力工具的地质稳定程度测量值应保持在2.5左右。该技术在国内的开发时间较短,但是在短时间内已经使我国的废油率减少了3%。定向钻井技术的技术要点在于要将钻井工具端平,多次转动转盘,利用卡尺不断测定井中的斜角,调整工具上的上下尺度,减小摩擦力带来不必要的地质变动。同时钻井动力工具的机器钻速要保持在总进尺的63%以上,这种速度的钻井动力工具稳定性最高。看好井壁下落的铅锤位置,在钻井过程中不断进行动态捕捉监控及微调。
2.改良连续管钻井技术
以往的钻井技术所使用连续管的石油运输方式,这种方式容易造成运输过程中的泄露而不容易修复。所以应该将连续管技术进行改良,运用套管技术。在连续管钻井技术中加入防喷器,外部另附一层套管,如果发生泄露情况,管内产生负压状态,防喷器会将石油资源引流入套管,使得钻井作业可以持续开展。在休工期可以通过防喷器的数据显示,找到泄露管体进行修复。有效防止简单连续管造成的井喷事故,保证工作人员的安全。套管技术一般应用在海上领域较多。海上的石油泄露影响范围大,且环境施工不便。套管钻井技术占地面积小,能够解决传统钻井需要较大工作平台的问题,安全系数也大大增加。
3.新应用随钻地震技术
一个行业的创新与发展需要与其他行业进行合作。石油钻井技术可以与地质勘探技术相结合,创新出随钻地震技术。钻井的过程中,钻头对地质的震动会产生震动波,震动波反射到断裂的岩石层与非断裂岩石层的反射信号不同,且对于火山岩浆等液体的反射信号也不同。这种技术就是在钻头工作的附近埋入信号接收装置,回收钻头发出的震动波触及附近地层所反射的信号。从这些数据中可以分析出附近的地质结构,地质特点,是否具有丰富的石油资源,石油资源较为可能的分布区域等参数。同时这些信号可以准确的捕捉到地质变动的信息,可以为我国的地震勘探技术提供较为可靠的数据。
四、石油钻井工程技术的发展方向
1.随钻测量与风险控制
在当前石油钻井工程技术的发展过程中,随钻测量和风险控制对于钻井技术的发展是非常重要的,随钻测量技术作为钻井技术的基础,能够充分收集井下信息,对于地质情况作出分析,并将信息从后期研究转成实时研究,然后从中提取出压力数据来。在经历技术的不断发展后,钻井工程对于套管下井深度已经可以准确测量,并能让钻井液保持最合理的密度,大大提升了钻井平台以及各个设备之间的运作效率,有效控制了石油钻井工程过程中的各种风险,降低了钻井工程的成本。除此之外,我们要充分认识到钻井工程开展过程中可能会存在的各种风险,主要有以下几个方面:第一,井下情况,比如可能遇到的崩塌、倾斜、跑漏等情况,第二,井下可以能遇到的各种事故,比如卡、断裂,以及喷涌的情况,不论哪种井下风险出现,都会造成经济损失和平台安全性没有保障,因此控制井下风险,对于减少钻井费用、缩短钻井周期有十分积极的作用。
2.石油钻井技术的智能化
石油钻井技术的智能化,即工作人员能够通过操作设备完成钻井工作,在设备操作室根据设备的相关操作流程完成钻井操作,不用通过自身大量的体力劳动进行资源开采,能够大大降低工人的劳动强度,降低工作的危险程度,逐步达到智能化。
通过不断的实践与探索研究,当前我国在石油钻井方面已推出了具有世界先进水平的钻机,今年7月,我国自主研发的管柱处理系统。其自动化、智能化程度在国内领先,有创新、有特色,是我国钻井作业能力提高的一个标志性成果。
3.自动化发展趋势
由于传统的石油开采主要是依靠工作人员进行,工作效率较低,为了提高石油的开采效率,进一步拓宽石油的开采范围,提高采油数量,我国加强对石油开采相关的技术进行研究,集合多种的新技术致力于研发一项新型高、高校的技术,推动石油钻井技术向自动化的方向发展。对于石油钻井技术的研究,能够实现多学科的有机结合,既有利于提高石油开发效率,也推动着特殊油气开采的突破。在各种新型钻井技术不断涌现,并逐渐普及应用的背景下,相关的自动化设备也得到了不断改进与完善,为深海地区、地层深部的石油开发奠定了坚实的基础。就现阶段的情况来看,我国石油钻井技术、石油钻井设备正在逐渐朝着大型化、自动化的方向发展,以便于在未来更好地适应高难度的石油开发作业。
结语
我国的石油钻井工程技术发展十分迅速,而且取得很大的而成就,石油资源应用在我国各领域,但是由于其是不可再生能源,而且使用率较高,浅层的石油消耗殆尽,应向深处的海底与地下石油进行开采,但是需要石油钻井可以保证节能、环保、安全、经济等功能,实现可持续发展。
参考文献:
[1]赵凯.浅谈石油工程钻井技术的发展[J].中国新技术新产品,2012(16):78-79.
[2]刘朝.浅谈水平井钻井技术现状及发展方向[J].工程技术:引文版,2016(4):00215-00215.
[3]刘国志.石油钻井技术优化[J].化工设计通讯,2017,43(6):231-231.
关键词:石油;钻井工程;技术
一、我国石油钻井技术的历史源流
1.石油钻井技术的起源于初步发展
在汉元帝的时候我国一些地区开始挖掘天然气井,这是我国石油钻井技术的开端,到了北宋时期我国石油钻井技术有了重大的突破,并领先国际水平,到了清后期年间在四川盆地使用的桑海井,使得我国古代钻井技术更上一层楼。
2.钻井技术的繁荣与鼎盛
随着我国经济的快速发展,石油钻井技术稳步且深入的发展,建国后国家引进苏联等西方国家的石油开采技术,并不断创新,一系列钻井专业高级人才的培养,还有就是钻井设备生产制造厂的成立,使得此技術有效的促进我国石油工业的发展,我国不断的进行自动化钻井技术革新,使得早此领域我国迈入自主创新的道路。喷射钻井、多分支井钻井和气体钻井等科研技术的研发取得的成就,使得我国成为世界性的石油开采大国。
二、、石油钻井技术发展现状
1.机械装备
伴随着我国科技技术的不断发展,我国石油行业的勘探技术也呈现了不断增长的趋势,当前石油钻井装备在不断更新换代,并且我国科研能力的提升也让石油钻井装备逐渐国产化,这些年来,我国石油钻井设备也开始向国外学习,或是引用先进的钻井设备如电动钻机或电动钻井泵等。我国现在在石油开采中已经熟练掌握了钻井设备的运用,随着自主研发力度的不断增强,我国在大型钻井和相应配套设备上也开始走上了世界先进水平,并且,一些气体钻井设备以及井下操作设备都已经逐渐用上了国产设备,实现了国产化。
2.井下自动化技术
伴随着科学技术的不断发展,我国当前已经掌握了很多井下自动化技术,比如深度测量、能源信息传输以及安全控制等技术,随着我国石油钻井工程技术的不断提升,以及我国石油工程行业对技术提升需求的不断增长,我国油气勘探开采行业中使用井下测量和传输的地位越来越凸显,井下自动化开采技术将成为未来我国石油钻井技术的核心。我国已经随着辛苦的自主研发攻破了许多技术难题,并且现在已经成功拥有了有线和无线两种钻井测量仪,以及电磁波勘探技术,在不断克服技术难题的同时,我国拥有了自动化钻井技术的知识产权,也是现在世界上第三个运用CGDS—1近钻头的先进石油勘测开采国家。
三、对我国石油工程技术钻井技术的技术改革建议
1.创新运用水平井钻井技术
我国的石油工程技术钻井技术需要创新运用水平井钻井技术,以往的不定向钻井技术,随意性大,失败率高,对石油资源造成比较大的浪费。采用水平井钻井技术即运用定向钻井工具控制成井的斜角保持在740以上,且井底动力工具的地质稳定程度测量值应保持在2.5左右。该技术在国内的开发时间较短,但是在短时间内已经使我国的废油率减少了3%。定向钻井技术的技术要点在于要将钻井工具端平,多次转动转盘,利用卡尺不断测定井中的斜角,调整工具上的上下尺度,减小摩擦力带来不必要的地质变动。同时钻井动力工具的机器钻速要保持在总进尺的63%以上,这种速度的钻井动力工具稳定性最高。看好井壁下落的铅锤位置,在钻井过程中不断进行动态捕捉监控及微调。
2.改良连续管钻井技术
以往的钻井技术所使用连续管的石油运输方式,这种方式容易造成运输过程中的泄露而不容易修复。所以应该将连续管技术进行改良,运用套管技术。在连续管钻井技术中加入防喷器,外部另附一层套管,如果发生泄露情况,管内产生负压状态,防喷器会将石油资源引流入套管,使得钻井作业可以持续开展。在休工期可以通过防喷器的数据显示,找到泄露管体进行修复。有效防止简单连续管造成的井喷事故,保证工作人员的安全。套管技术一般应用在海上领域较多。海上的石油泄露影响范围大,且环境施工不便。套管钻井技术占地面积小,能够解决传统钻井需要较大工作平台的问题,安全系数也大大增加。
3.新应用随钻地震技术
一个行业的创新与发展需要与其他行业进行合作。石油钻井技术可以与地质勘探技术相结合,创新出随钻地震技术。钻井的过程中,钻头对地质的震动会产生震动波,震动波反射到断裂的岩石层与非断裂岩石层的反射信号不同,且对于火山岩浆等液体的反射信号也不同。这种技术就是在钻头工作的附近埋入信号接收装置,回收钻头发出的震动波触及附近地层所反射的信号。从这些数据中可以分析出附近的地质结构,地质特点,是否具有丰富的石油资源,石油资源较为可能的分布区域等参数。同时这些信号可以准确的捕捉到地质变动的信息,可以为我国的地震勘探技术提供较为可靠的数据。
四、石油钻井工程技术的发展方向
1.随钻测量与风险控制
在当前石油钻井工程技术的发展过程中,随钻测量和风险控制对于钻井技术的发展是非常重要的,随钻测量技术作为钻井技术的基础,能够充分收集井下信息,对于地质情况作出分析,并将信息从后期研究转成实时研究,然后从中提取出压力数据来。在经历技术的不断发展后,钻井工程对于套管下井深度已经可以准确测量,并能让钻井液保持最合理的密度,大大提升了钻井平台以及各个设备之间的运作效率,有效控制了石油钻井工程过程中的各种风险,降低了钻井工程的成本。除此之外,我们要充分认识到钻井工程开展过程中可能会存在的各种风险,主要有以下几个方面:第一,井下情况,比如可能遇到的崩塌、倾斜、跑漏等情况,第二,井下可以能遇到的各种事故,比如卡、断裂,以及喷涌的情况,不论哪种井下风险出现,都会造成经济损失和平台安全性没有保障,因此控制井下风险,对于减少钻井费用、缩短钻井周期有十分积极的作用。
2.石油钻井技术的智能化
石油钻井技术的智能化,即工作人员能够通过操作设备完成钻井工作,在设备操作室根据设备的相关操作流程完成钻井操作,不用通过自身大量的体力劳动进行资源开采,能够大大降低工人的劳动强度,降低工作的危险程度,逐步达到智能化。
通过不断的实践与探索研究,当前我国在石油钻井方面已推出了具有世界先进水平的钻机,今年7月,我国自主研发的管柱处理系统。其自动化、智能化程度在国内领先,有创新、有特色,是我国钻井作业能力提高的一个标志性成果。
3.自动化发展趋势
由于传统的石油开采主要是依靠工作人员进行,工作效率较低,为了提高石油的开采效率,进一步拓宽石油的开采范围,提高采油数量,我国加强对石油开采相关的技术进行研究,集合多种的新技术致力于研发一项新型高、高校的技术,推动石油钻井技术向自动化的方向发展。对于石油钻井技术的研究,能够实现多学科的有机结合,既有利于提高石油开发效率,也推动着特殊油气开采的突破。在各种新型钻井技术不断涌现,并逐渐普及应用的背景下,相关的自动化设备也得到了不断改进与完善,为深海地区、地层深部的石油开发奠定了坚实的基础。就现阶段的情况来看,我国石油钻井技术、石油钻井设备正在逐渐朝着大型化、自动化的方向发展,以便于在未来更好地适应高难度的石油开发作业。
结语
我国的石油钻井工程技术发展十分迅速,而且取得很大的而成就,石油资源应用在我国各领域,但是由于其是不可再生能源,而且使用率较高,浅层的石油消耗殆尽,应向深处的海底与地下石油进行开采,但是需要石油钻井可以保证节能、环保、安全、经济等功能,实现可持续发展。
参考文献:
[1]赵凯.浅谈石油工程钻井技术的发展[J].中国新技术新产品,2012(16):78-79.
[2]刘朝.浅谈水平井钻井技术现状及发展方向[J].工程技术:引文版,2016(4):00215-00215.
[3]刘国志.石油钻井技术优化[J].化工设计通讯,2017,43(6):231-231.