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1、面向21世纪的重要钻井技术newmaker面向21世纪，老油田进步采收率及低压低渗和稠油储层的高效开发，特别需要研究和开发先进适用的特殊工艺钻井技术；高压高温油气躲，特别是高压高温自然气躲的钻探与开发，急需突破高压高温钻井的技术障碍；深部油气资源的钻探与开发，需要进一步研究和发展深井、超深井钻井技术，特别是在深探井的钻井效率上应加大科研与开发力度。1.高压高温钻井技术 按国际通用概念，地温超过150称高温，地层压力当量密度超过1.8g/m3或须用超过70MPa的井口装置时称高压，两者同时具备的井称作高压高温(HPHT)井。井底温度超过220，井底压力超过105MPa，称作超高压高温井。自然气层
2、的温度较油层的高，地温梯度一般在35/100m，5000m的井地温就可能达到150250，故自然气井，特别是深层自然气井大都是高压高温井。高压高温井，特别是高压高温深探井，是钻井工程中难度最大、风险最高、工程用度也最高的一种苛刻井。例如北海中心地堑的一口5000m探井，钻井用度近2000万美元，开发井也不低于1200万美元；南海崖城211构造的3口探井，前两口井未钻达设计目的层，经济损失较大。高压高温钻井技术是勘探开发高压高温油气躲的关键技术，也是代表21世纪钻井技术发展水平的重要标志之一。2.深井、超深井钻井技术 深井是指完钻井深为45006000 m的井；超深井是指完钻井深为6000m以上
3、的井。深井、超 深井钻井技术是勘探和开发深部油气等资源必不可少的关键技术。进进21世纪，我国西部及东部深层钻探工作将进一步加强，需要完成的深井、超深井数将进一步增加。我国深井、超深井比较集中的地区有塔里木盆地、准噶尔盆地、四川盆地及柴达木盆地等。实践证实，由于深井、超深井地质情况复杂(诸如山前构造、高陡构造、难钻地层、多压力系统及不稳定岩层等，有些地层也存在高压高温效应)，我国在这些地区(或其他类似地区)的深井、超深井钻井技术尚未过关，表现为井下复杂与事故频繁，建井周期长，工程用度高，从而极大地阻碍了勘探开发的步伐，增加了勘探开发的直接本钱。我国在深井、超深井(主要是深探井)钻井方面的装备和技
4、术水平现状与美国相比还存在较大的差距，均匀建井周期与钻头使用量约为美国的两倍。3.特殊工艺钻井技术 特殊工艺钻井主要包括定向井、水平井、丛式井、大位移井、复杂结构井及欠平衡钻井等，在世界范围内这些特殊工艺钻井技术的研究与应用已经比较成熟，并且仍在深进研究与试验，以刷新技术指标。目前，我国已基本把握了定向井、水平井及丛式井钻井技术，但是，对复杂结构井、大位移井及欠平衡钻井的研究仍比较薄弱。大位移井是指水平位移与垂深之比即是或大于2的定向井。钻大位移井的主要目的，就是通过大位移延伸实现对油气资源的高效勘探与开发。因此，大位移井钻井的关键技术指标是水平位移的长度。在海洋、滩海及特殊区域的油气勘探与开
5、发工程中，应用大位移井钻井技术，可获得明显的经济和社会效益。复杂结构井，主要是指多分支井，可从一个主井筒内侧钻出若干个分支井筒，并且各分支井都能重进和投产。假如各分支井都是水平井，则称为多分支水平井。多分支井既可钻新井，也可用于老井侧钻，但只适用于油气开发目的。由于多分支水平井克服了常规水平井“一井一层”的不足，可实现“一井多层”，并共用一个主井筒及地面采油设施，钻井用度少，故单井产量高，进步采收率效果好。多分支井与我国陆相沉积油层薄及油层多的特点相适应，对老油田稳产及低压低渗和稠油油躲的高效开发具有重要意义。所谓欠平衡钻井就是人为地使井内流体的有效活动压力低于地层孔隙压力的钻井方式。在钻进过
6、程中答应地层流体进进井内，循环出井，并在地面得到控制。欠平衡钻井有利于发现低压储层，避免对储层的损害，并且能够进步机械钻速，降低钻井用度，还可减少储层增产作业等。美国的调查结果表明，石油公司对欠平衡钻井能够有效地减轻或避免储层伤害最感爱好，而技术服务公司则更关注欠平衡钻井的高效率。欠平衡钻井是一种高风险的钻井作业，轻易引发井壁失稳和井喷事故，必须具有相应的套管程序和增加一整套地面控制装置，故所需用度一般较近平衡钻井要高。在“九五”期间，我国已经钻探了一批欠平衡井，但所用的主要装备是进口的，并且对欠平衡钻井的机理熟悉还不够深进。4.三维可控与可视化钻井技术 实钻井眼轨迹通常是在复杂的三维地层空间
7、中变化，看不见、摸不着，尤其是在丛式定向井、水平井、大位移井及复杂结构井等特殊工艺钻井中，如何有效地丈量和控制实钻井眼的轨迹变化与稳定，甚至达到“看着打，随意打”的理想目标，是油气钻井向自动化和智能化方向发展的重要研究课题之一。经过不断地研究，在20世纪90年代国内外就已经把握了井下动力导向钻井系统及可变径稳定器等技术。同时，国外又进一步研制成功了旋转导向钻井系统，例如贝克休斯（Baker Hughes）的Auto Track RCLS 系统，斯仑贝谢(Shlumberger)的Power Drive SRD系统，以及哈里伯顿(Halliburton)的Geo-Pilot系统等等。这些旋转导向
8、钻井系统，目前主要是为了满足大位移井等特殊工艺钻井的高技术需求而研制开发的。为了使油躲沿井眼更好地裸露，须用复杂的“地质靶子”(如地层中不同岩层或流体的界面)代替简单的“几何靶子”，而这些“地质靶子”的精确位置往往是难以猜测的。于是，国外发明了随钻地质导向技术，如随钻测井技术和随钻地震技术等，以便帮助识别“地质靶子”的位置，从而可将实钻井眼轨迹保持在适当轨道内，更快更好地到达地质勘探和油躲开发的目标。利用计算机可视化技术，可以更好地理解大量井下丈量数据(包括井眼轨迹参数、地层特性参数及近钻头力学参数等)及丛式井设计数据等，实现三维钻井的几何形态、地质状况及力学行为的“可视化”，为三维钻井的优化
9、控制提供信息可视化帮助。(end) 21世纪初世界石油科技发展现状与趋势 21世纪初世界石油科技发展现状与趋势newmaker20世纪是石油产业飞速发展的世纪。首先，在熟悉水平和研究方法方面，从孤立地分析构造油气躲、从静态的槽台说观点熟悉地下地质特征，发展到用板块构造及活动论的观点分析含油气盆地的形成与演化，用含油气系统的观点系统分析油气的天生、运移和聚集过程。其次，在勘探方法和勘探技术方面，从简单的传统钻井工艺逐步发展到喷射钻井、大位移井、欠平衡钻井和多分支水平井。地震勘探技术更是从无到有，从模拟记录阶段迅速发展为数字地震、三维地震、四维地震。测井技术从模拟记录测井发展至数字测井、成像测井和
10、核磁测井。所勘探的目标亦从背斜圈闭、构造圈闭，发展到复杂隐蔽的地层圈闭、岩性圈闭、深部潜山、礁体以及盐下圈闭等等。所勘探的地区从单一的陆上浅层，发展到沙漠、极地等边沿地区以及深层、滩海和广阔的大陆架海域。总之，早期“瞎子摸象”式的勘探活动已经逐渐发展为现代的综合勘探新概念。下面分专业对国外石油产业正在应用的一些关键技术及其发展趋势作扼要论述。 (一)地质理论研究与应用20世纪90年代以来，随着计算机、信息、通讯等基础技术的发展，石油勘探理论研究和应用技术在多方面取得了重要进展，新理论、新技术不断涌现。一些与石油地质相关的学科，如：板块构造理论、沉积学和沉积盆地研究、盆地分析模拟、油气成躲动力学
11、、含油气系统、层序地层学、自然气地质学、多学科工作组等，都取得了较为突出的进展。油气勘探技术正在走向精细化、集成化，形成了以多学科协同研究为基础的综合勘探体系，并逐步渗透到油气开发领域。在整个综合勘探体系中，地质综合研究形成了以盆地分析为基础、以含油气系统为思路和方法、以目标评价系统为手段的一整套地质综合评价方法和技术。盆地分析在引进板块构造学、层序地层学、三维盆地模拟技术和多学科综合后，从理论基础到方法技术，得到了进一步完善。含油气系统把油气形成、运移、聚集作为一个完整的科学体系进行应用，从而改变了以往孤立地研究各单一成躲条件的状况，在猜测含油气区带和油气躲分布等方面显示出良好的效果，己成为
12、不可缺少的找油理论和手段。勘探目标评价系统在国外己有10多年的发展历史，目前各大油公司都拥有自己的勘探目标评价方法并已形成相应的软件，内容包括烃源岩、储层、圈闭和成躲动力学等四大要素的描述；地质、工程、经济和风险分析；钻后评价和油气可采储量评估等多个方面。目前，国外油气勘探的地质关键技术主要有：(1)油躲描述技术(2)盆地模拟技术(3)高精度层序地层学(4)油气远景目标定量评价技术(5)资源评价技术和方法(6)储层综合猜测技术(7)综合勘探技术多学科的交叉、综合，多种勘探方法、勘探技术的综合运用，多个部分间的广泛同盟将是21世纪石油勘探技术发展的主流。高效的信息治理网络、勘探技术的综合与集成、
13、基于风险和经济评价的目标优选和决策会成为各大油公司的制胜宝贝。未来510年，上述地质关键技术将得到进一步发展和应用。并且，下面2项技术将会被开发应用，而成为某些大油公司的关键技术：(1) 综合地质模拟技术(2) 石油勘探开发数据集成技术与治理系统(二)物探技术物探技术在石油勘探开发领域占据举足轻重的位置，尤其是地震勘探技术，更是国外技术服务公司的重点服务项目，也是综合性石油公司降低本钱、实现高效益生产的主要手段之一。自地震勘探技术进进石油勘探领域之后，反射地震技术、数字地震技术和三维地震技术分别在不同的历史时期作出了突出的贡献，使当时的油气发现数目与储量大幅度增加，成为地震勘探技术发展史中里程
14、碑式的进步。进进90年代，随着计算机技术水平的进步，高分辨率地震技术、三维叠前深度偏移技术、油躲地震描述技术、四维地震监测技术等一批新技术迅速发展，它们不仅极大地进步了新区勘探的成功率，也给老区勘探注进了新的活力。在现阶段，相关学科的不断发展促使地震勘探技术在数据采集、处理、解释和设备制造方面取得长足的进步。成像技术和多学科协同研究的应用，使地震勘探技术的作用更加广泛，三维地震、井眼地震、地震油躲描述与监测和三维可视化等技术，均已在油气勘探与生产中发挥着无法替换的作用，为进步勘探成功率、降低生产本钱和改善采收率作出了突出的贡献。在21世纪初期，这些技术仍将在油气勘探与生产领域继续自身的作用，然
15、而随着生产要求的不断进步，这些技术自身的改造势在必行。有迹象表明，各种方法技术的集成与生产题目的实时解决，是这些技术发展的趋势。未来510年，将出现的关键技术包括：部署永久性地震传感器排列系统，实施实时地震油躲生产监测，实现油田生产仪表化（电子化）治理；发展实时深度成像技术，实施随钻地震成像，实现钻井进程可视化控制；完善多分量地震勘探技术，实现岩性和直接流体判别勘探；建立数据处理-解释-评价-决策过程可视化综合系统，全面提升多学科工作组的研究能力和资产评估组的决策正确性。(三)测井技术油气勘探开发面临的新形势对测井技术提出了新的要求。电子、机械、计算机、通讯等技术的迅猛发展为测井技术的发展提供
16、了先决条件。在这种大环境下，测井数据采集、处理和解释技术得到了快速发展。现在，测井仪器已经从数控测井仪器向成像测井仪器方向发展，成像测井仪器可以以更高的数据传输率、在更短的时间内传送更多的丈量数据；一次下井可以组合更多的下井仪器；一个仪器有更多的探测器，扩大了井眼的覆盖范围，进行成像丈量；仪用具有更高的采样率、更高的分辨率和多种探测深度。20世纪90年代中期，斯伦贝谢等至公司相继推出了成像测井技术，使得测井技术发生了根本性的变化，测井正从均匀化的丈量向阵列丈量演变，能更好地探测地层的非均质性，更有效地划分薄层，更正确地确定薄层的孔隙和含油饱和度。除了成像测井技术外，核磁共振测井技术、套管井测井技术、随
