【摘要】对于中国石油工业来说,钻井是一个熟悉的词汇。随着油田的不断深入开发,钻井数量逐年增多,钻井难度日益加大。米博体育在钻井过程中,各种常规钻井技术日益成熟,各种钻井新技术逐渐得到推广和应用,其中,欠平衡钻井技术、定向井、丛式井钻井技术、水平井、大位移井、分支井钻井技术等就得到了很好的推广应用,使钻井速度更快,钻井安全指数更高。本文就目前海洋钻井技术和陆地钻井技术的发展现状进行了分析。
近年来,国内钻井技术取得了长足进步,但总体应用规模与发达国家比仍存在较大差距。国内外油田开发历史悠久,各项钻井技术已经发展的比较完善,针对低压、低渗透、低产和难采储层等油气勘探开发的钻井技术不断创新应用,其中包括气体钻井、控压钻井在内的欠平衡钻井系列技术。海洋石油钻井起步较晚,但也有几十年的历史,在这个过程中,技术创新层出不穷,海洋油气开发得到突飞猛进的发展。一般来说,钻井涉及到诸多因素,如电气设备,环境因素,自然因素等,这些因素中存在一些不安全隐患。控制钻井安全的技术对策在不断完善,如:控制能量,危险最小化设计,隔离,闭锁,锁定,故障最小化等。
自升式平台发展特点和趋势是:在提高平台可变载荷与平台自重比方面应用高强度钢,高强度钢有很多优点,例如:增加平台可变载荷,提高平台自重比,使得平台排水量增加,增加工作平台水深与平台自重比率,提高甲板的可变载荷,在安全可靠性上大大提高,尤其提高了全天候工作能力和较长的自持能力。
随着开发难度的增加,出现了满足多海底井和卫星井采油需要的宽阔甲板平台,这个平台上可以实现钻井、修井等作业施工。此外,平台上还有一些功能完善的装备,如:处理油、气、水的生产装置,钻井施工必备的立管系统、动力系统及辅助生产的运行系统。
由于FPSO装置具有大型化、具有深水作业能力,抗风浪能力强,储油能力大,投资成本较低,还可以重复使用等优点。海洋油田开发已经愈来愈多地采用FPSO装置。FPSO在甲板上布置了各种各样的管道和生产需要的设备,实现了不同井之间的管线连接,并且配有符合生产作业的系泊系统、火炬塔等复杂设备。该装置可以将采集的油气进行油水气分离,处理含油污水、发电、供热、原油产品的储存和外输等功能,被誉为“海上加工厂”。
由于钻井工作向深水推移,有的需在海底以下5000~6000m或更深的地层打钻,有的为了节约钻采平台的建造安装费用,需以平台为中心进行钻采,将其半径从通常的3000m扩大至4000~5000m,乃至更远,还有的需提升大直径钻、深水大型隔水管和大型深孔管等,因此发展更大提升能力的海洋石油钻机将成为发展趋势。
中深井优快钻井技术:形成了适应中深井钻井的区域优化钻井模式。2007年,某钻井队在东部钻井施工中创造出队年进尺20032米(4001-4500米井段) 的中国石化石油工程新纪录。2008年,某钻井队完井25口,平均井深2789米,钻井进尺70002米,在东部油田创出年钻井进尺最高纪录。
定向井、丛式井钻井技术:积极推广应用定向井、丛式井钻井配套技术。近年来针对老油田定向井、丛式井逐年增加和施工难度不断加大的局面,强化定向井、丛式井施工工艺技术研究,加大顶驱、井下动力钻具、钻杆、米博体育无磁钻铤等装备和工具的投入,做到了每口井上动力钻具和井下马达,满足了工艺需求;改进施工工艺,全面推广随钻测量、复合钻井等技术,实现了一趟钻具组合完成一口2000多米井的目标。2006-2008完成94口井的钻井任务,是目前国内井数最多的丛式井组。
水平井、大位移井、分支井钻井技术:公司先后完成了均创当时全国陆地水平井位垂比和水平段最长新纪录金平1井(2.803:1)和高平1井(4.02:1)、全国第二口分支水平井等多口高难度水平井。
深井超深井钻井技术:2007年完成的胜科1井,完钻井深7026m,是胜利油区第一口超深井,也是我国东部最深探井。创造出井底钻井液抗温235℃、固井水泥浆抗温235℃的国内石业新纪录。
钻井液技术与保护油气层技术:形成了满足优快钻井的钻井液技术、井壁稳定技术、井眼清洁与净化技术、防漏堵漏技术、钻井液抗高温技术、盐膏层钻井液施工技术及油气层保护技术和环境友好的钻井液施工技术。
固井完井技术:熟练掌握了尾管及回接、分级、筛管顶部注水泥、封隔器及水泥充填封隔器、预应力等固井工艺,配套完善了漏失井、高压油气井、水平井、大位移井、分支井、深井和超深井固井技术、固井二界面整体固化胶结技术。在水泥将体系方面,研究出抗高温高压、米博体育 米博平台胶乳防窜、超低密度等系列水泥浆体系,其中新型减轻材料超低密度水泥浆的室内试验已达到0.9g/cm3。
近年来,持续深化欠平衡钻井在钻井提速、应对井漏等复杂情况方面的应用,特别是推井气体钻在深井提速中的应用,提升气体钻井装备能力,拓展气体钻井应用范围。全过程欠平衡钻井技术得到广泛推进应用,与水平井技术相结合,最大限度发现和保护油气藏,提高单井产量。
国外能成熟运用新一代欠平衡钻井技术,即在钻进、接单根、换钻头、起下钻等全部作业过程中保持井下循环系统中流体的静水压力小于目标油气层压力。国内,欠平衡钻井技术越来越多地与水平井多分支井及小井眼钻井技术相结合,开发了一些新老油田,米博体育 米博平台应用范围日益广泛。欠平衡钻井技术发展方向是钻井模型分析、更有效的钻井液、更有效的井底导向系统与马达。这有利于新的钻井液井控与地面分离系统的发展,集成化是大趋势。欠平衡钻井技术将进一步朝安全、简便和适用的方向发展。这项技术对于保护油层和提高钻井速度具有重要意义,将广泛用于低压、低渗透油田。第一个500口,是从中国现代石油工业开始到2006年,中国石油一共打的欠平衡井总数;第二个500口是2012年一年实施欠平衡钻井目标。两个500口告诉大家:中国石油正以前所未有的速度和紧迫感推动欠平衡钻井技术发展。
由于油田开发难度逐渐增大,薄差油层对钻井技术要求越来越高,海洋钻井技术逐渐从浅水向深水转移,给钻井技术带来了困难和挑战。不断引进国外先进钻井技术,不断创新现有技术水平,已经成为钻井技术发展的主要方向。相信在广大钻井技术人员的共同努力下,不断探索钻井技术和钻井设备的安全性能,就一定能够在理论上和实践中探索出适合自身油田钻井的新技术。