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油田化学应用技术

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油田化学应用技术

油田化学应用技术范文第1篇

【关键词】南堡陆地 油井结蜡 化学清防蜡

1 油井结蜡过程

原油中的蜡是指那些碳数比较高的正构烷烃,通常把C16H34~C63H128的正构烷烃称为蜡,纯净的石蜡是略带透明的白色无味晶体。蜡在结晶过程中首先要有一个稳定的晶核存在,它成为蜡分子聚集的生长中心,随着原油温度不断降低,熔点比较高的高碳数蜡会首先结晶析出并形成结晶中心,随后越来越多的蜡分子从原油中沉积出来,沉积的蜡分子的浓度也会越来越大,使蜡晶增长。

2 影响结蜡的因素

影响结蜡的主要因素有原油含蜡、温度、压力、流速、含水率、杂质、结蜡固体表面润湿性及光滑程度等:

(1)含蜡量越高结蜡就会越严重;

(2)温度越低,析出的蜡越多;

(3)压力主要影响着原油中轻质馏分的溶解情况,溶解于油中的轻组分具有溶蜡能力;

(4)流速增加能减少原油在井筒的流动时间,油温下降变慢,使悬浮于油中的蜡晶颗粒来不及聚集沉积就被油流带走,另外由于流速大还会对管壁具有较大的冲刷作用;

(5)原油中的水会在油管壁上形成水膜,使析出的蜡不容易沉积在管壁上,减缓结蜡;

(6)胶质、沥青质是活性物质,可以吸附在蜡晶表面,改变蜡晶的结构,阻止蜡晶长大,同时对蜡晶具有分散作用;

(7)机械杂质成为活性中心,加速结蜡。

3 室内实验研究

(1)油基清蜡剂在不同含水下的防蜡率实验。含水越高,清蜡效果越差,当含水高于30%,防蜡率呈加速下降的趋势;随着加药浓度的增加,防蜡率也随之增大。

(2)不同浓度的油基清蜡剂防蜡率实验。浓度越大,清蜡效果越好,一般浓度在200-600ppm范围内,即能满足清蜡要求。

(3)油基清蜡剂溶蜡速率实验。多数油井的溶蜡速率≥1.26×10-2,符合标准,能够满足溶蜡要求;少部分油井未达到标准值,只能部分溶解,主要与油品性质有关。

(4)油基清蜡剂的降凝实验。现有油基清蜡剂具有一定降凝功效,但降凝效果不明显。

4 化学清防蜡技术研究

4.1 油基清蜡剂

清蜡剂的主要组份为有机溶剂、互溶剂、表面活性剂等。其清蜡原理是有机溶剂具有溶蜡能力;表面活性剂起到渗透、解离保护作用,能提高溶解速度,促进蜡层脱落;聚合物能够使脱落的蜡晶稳定分散于原油中,降低原油的凝点和孰度,防止蜡卡事放发生。优点:单次清蜡效果明显;单次作业费用少;施工方便。缺点:有毒、易燃、易爆,施工不安全;液量少,结蜡严重的油井不合适;容易造成蜡脱;

4.2 固体防蜡块

技术原理:该工具利用微晶蜡可以阻止石蜡结晶的原理,将与微晶蜡结构相似而分子量较大的高分子聚合物作为高分子量石蜡阻聚剂,在石蜡结晶过程中,可以起到晶核、共晶或吸附作用,使原油中的石蜡形成更多的小晶体,改变蜡晶微粒在网络中分散状态,延缓蜡晶聚结、沉积,起到防蜡、降粘的作用。适用条件:

(1)温度:30-70℃,最佳温度65℃;

(2)含蜡稀油、高凝点常规稠油,但原油中蜡的分子量较高,凝固点超过40℃的油井慎用。

优点:实现连续定量加药,不污染地层;缺点:受温度影响大,温度在70℃以下,有效期较长,高温井有效期短。

5 应用效果

5.1 油基清蜡剂应用效果评价

一年内使用油基清蜡剂269.13吨,占总清蜡费用的53.7%。表现为冬季用量大,夏季用量小。使用油基清蜡剂后,载荷,电流,应力均有下降,但下降幅度不大;其中在含蜡量较高、含水较低的油井上效果更好。其中高中深、柳中、柳北、庙中深等区块加药后载荷、应力下降较大,效果更明显。

5.2 固体防蜡块应用效果评价

一年内共使用固体防蜡块108套,目前仍有效44口井,使用后有效期内取消加药26口井,减少加药量或延长加药周期82口井,工艺有效率100%。

6 结论

(1)油基清蜡剂适用于低含水,低凝固点,低胶质沥青质油井;

(2)油井结蜡受环境温度影响较大,冬季应加大药剂用量,缩短加药周期,夏季相反;

(3)针对结蜡严重油井,采用加药、热洗等多种清防蜡相结合的方式,效果更好;

参考文献

[1] 刘兆筑,等.苏北洲城油田化学清防蜡[J].油气田地面工程,第23卷 第4期

油田化学应用技术范文第2篇

【关键词】井下压裂技术 应用 现状 措施

油田井下压裂技术主要是通过水力作用形成压力,使油层产生裂缝的技术方式,在应用中需要借助压裂车,将具有高大压力的液体推入油层,在油层产生裂缝后再进行支撑剂填充的方法,井下压裂技术能够有效提高油层的渗透力,增加油井的产能。压裂技术在我国的油田开发中已经广泛应用,是油田增加产油能力、提高企业经济效益的一种关键技术措施。在应用中,井下压裂技术受到我国各地地理环境的差异影响,技术方法上也存在不同,压裂技术要根据不同地形地质条件的油井进行应用上的调整。

1 油田井下压裂技术的类型

1.1 化学隔离技术

化学隔离技术的应用主要是针对套管井的应用技术。化学隔离技术的应用原理和过程主要表现为以下:对油管进行压裂处理,在对已经被压裂的井管部位再用液体胶塞和砂子进行隔离,按照该方法对整个井管的不同井段进行压裂处理。在该技术方法应用具有安全性高的优点,只是对液体胶塞的浓度性要求严格,而且在进行冲砂的施工时储层会受到不同程度的影响破坏,需要在与填砂技术结合应用时克服较大的技术难度,也需要耗费大量的金钱和时间,因此该项技术应用成本高。所以化学隔离技术在此后并没有进一步研究发展。

1.2 限流压裂技术

限流压裂技术主要是通过射孔方式运用压裂液的高速射孔来提升井底的压力,使该压力大于油井的承压范围时,在每一层段上压开裂缝。这一技术方法主要应用于纵向裂缝的水平井,但是该技术在对不同的井段的应用上效果不明显,而面对油田生产的日益变化和复杂的油田井下环境无法满足应用需求,近年来应用也在降低。

1.3 水力喷砂压裂技术

水力喷砂压裂技术是由水力喷射分段改造技术发展而来的,在上个世纪末期该技术方法被广泛应用于油田的开发,该技术主要是通过压力转换为速度的方法,对油管内的流体进行加压处理,流体在到达喷嘴后形成高速,喷射出速度较快的射流,促使地层形成裂缝,再通过注入液体的方式平衡井底压力和裂缝压力,使井底的压力被控制在裂缝的延伸压力范围内,在射流的出口处流体的速度是最高的,压力时最低的,在压力差的环境下注入的液体进入射流区域,与喷嘴喷出的液体一同被吸入地层,形成动力迫使裂缝继续延伸,在压力控制的作用下,当裂缝延伸至压裂下一层时就不能再延伸了,这样就实现了一部分井段的压裂改造,进入下一个层段进行改造,只需要拖动管柱,挪动喷嘴即可。水利喷砂压力技术能够实现自动封隔,不再需要使用封隔器以及桥塞等设备工具,该技术可以应用于裸眼井、筛管完井的水平井、套管井等。水利喷砂压裂技术的优势在于可以用同一趟管柱在水平井井下压开几条裂缝,且速度极快、位置精准。该技术方法还能够与传统的普通油管连接并介入井内,还可以与大直径的油管结合使用,这就加快了施工的进度,使应用更加快捷。水利喷砂压裂技术方法具有安全性高、成本低、效益高等诸多优势,是目前世界范围内最为有效简便可行的压裂技术。实践中,已经有许多的油井应用了此技术完成了压裂处理,效果极其显著。

2 井下压裂技术的应用问题和完善建议

2.1 井下压裂技术应用中存在的问题分析

第一,在油田井下压裂技术的应用中,需要投入使用的机器设备、工具材料多,参与施工的工作人员也较多,在施工现场人员和设备集中,就存在着安全隐患。压裂技术应用所使用的设备中包括压裂车等一些大型设备,这些大型设备对压裂技术应用具有重要意义,同时对其管理也是最具难度的,如何实现对这些设备和人员的布置和安全管理是一项关键的问题,也是目前井下压裂技术应用中存在的主要问题之一。解决这一问题的关键主要还在于实现井场布置的科学化、规范化。

第二,井下压裂技术应用中面临着施工风险高的问题。油田井下压裂技术本身就是一项十分复杂的技术工艺,实施过程复杂,尤其对于已经经过多年开发的老油井,容易造成井身结构的损坏和管线的破坏,尤其在管线受到破坏的情况下会引起严重的爆裂,使得工程现场发生卡钻、引起井喷等事故,这都会引起油井的严重的安全事故。

2.2 井下压裂技术的完善建议

在我国的油田开发中应用井下压裂技术是一种需要,经过多年的应用和不断的革新,在我国多地的油田油井都已经得到了应用,但是由于我国地形地质条件的复杂,所以在压裂技术的发展应用上与国外先进国家的技术还存在一定的差距,但是经过实践证明,压裂技术是适合我国复杂地形地势的油田开发的,实践中压裂技术的应用也使我国的油田开发取得了显著效果。为了更好的使压裂技术促进我国油田企业的生产效率提高和经济效益增长,完善压裂技术是重要的手段。今后压裂技术的发展方向是什么?根据我国的实践需要,对水力喷射分段压裂技术的发展完善是最为有效的,树立喷射分段压裂技术和水力喷射技术能够广泛的应用于各种类型的油井以及不同岩性的油井,例如在裸眼、筛管以及套管完井等进行压裂技术应用时都能取得较好的效果,水力喷射技术在应用施工的程序上也更为简便可行,安全性能高,是效果最为显著的压裂技术。我国在该技术的应用发展上应当加大对水平井水力喷射分段压裂技术的研究和改进,进行突破和创新,还要与目前广泛应用的大直径连续油管进行有效结合,共同在油田开发中为油田发展提供安全、高效的技术支持。

3 结语

油田井下压裂技术是在油田开发中提高油井的产能和开发效果的一项关键技术,在技术应用上关键是要针对不同的油井状况选择适宜的压裂技术方法。我国的油田分布分散,各油田产区的地形地质条件差异大,在压裂技术的应用上存在着较大的差异和难度,这就要求我们要加强对井下压裂技术的研究,结合实践进行改良和创新,提高井下压裂技术的应用水平,为石油企业进行石油开发提供更加科学有效的技术支持,为提高油井产能和油田经济效益做出贡献。

参考文献

油田化学应用技术范文第3篇

[关键词]油田;井下;压裂技术;应用

中图分类号:TE357 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2014)42-0183-01

广义而言,油田井下压裂技术实质上是指通过对应水力作用去形成开采施工所需压力,并使得油层产生压力的一种主要技术方式。需要强调的一点是,在进行井下压裂技术实施时会运用到压裂车设备等,合理使用压裂车设备可以将具有较大压力的液体进行适时的油层推入,之后在此基础上等待油层出现裂缝,当裂缝出现时可进行支撑剂填充操作实施以至有效增加油井产能。油田井下压裂技术在现有油田开发过程中已经得到长期广泛应用,油田井下压裂技术是增加产油能力的一种关键技术,但内在技术与技术之间仍旧存在较大不同。

一、油田井下压裂技术类型要点分析

1.化学隔离技术要点综述

我们通常所说的化学隔离技术主要是针对套管井应用技术而言的,化学隔离技术应用原理和化学隔离技术过程二者表现具体内容主要体现在处理操作中。油管压裂处理操作过程中对压力井管部位应该进行及时补救,此时要运用到液体胶塞隔离手法和砂子隔离手法,之后在此基础上按照此种方法对井管自身内部井段进行压裂处理,不同井段压裂处理方法各不相同,但是在该技术方法运用方案中会具备较高的操作安全性。与此同时,实践操作中对液体胶塞浓度要求也十分严格。冲砂操作中,储层损坏率会有所增加且需要在与相应填砂技术之间进行相互配合,不仅要消耗大量金钱,还会消耗掉大量的时间,所以该项技术成本较高且并未得到广泛应用与普及。

2.水力喷砂压裂技术要点分析

此条首要一点就是对水力喷砂压裂技术中的重要影响进行详细分析和阐述,水力喷砂油田井下压裂技术的产生于水力喷射分段位置改造技术息息相关,早在90年代末期,水力喷砂油田井下压裂技术就被应用到油田开发中,水力喷砂油田井下压力技术主要通过压力转换技术来完成相关操作,将压力转换为所需速度,并对油管内部对应流体部分进行一定的加压处理,当流体被喷嘴所吸收之后,速度得到明显提升且会达到历史最快运行速度,进而喷射出速度较快的射流以至地面形成裂缝。

当上述环节完成之后,应采取液体注入方式来维持井底压力平衡,同时也可以有效维持境地裂缝压力,完成此项工作后可以使井底压力受到积极合理控制,达到原定延伸压力范围可许标准。应该了解到,在射流出口位置处,流体速度会不断提升,但压力会有所降低,以压力差环境为大体背景,液体注入之后会被自然安置到射流区域并在压力差存在的基本情况下与所出液体共同进入地层,当动力被迫产生时裂缝便会自动延伸。反之如若受压力控制的话,当裂缝延伸到压裂下层时方可进行油田井下压裂改造。之后层段改造中,我们只需进行管柱拖动操作既可,还有就是要进行适时的喷嘴挪动,水利喷砂压力技术能够在一定程度上实现自动封隔操作,此时无需使用封隔器设备即可达到理想效果,也无需使用封隔器工具设备和桥塞工具设备等,此项技术可多适用于裸眼井和水平井以及相关套管井等。

水利喷砂井下压裂技术可以关注在对应井下进行裂缝压开操作,裂缝数量由任务初始量度要求所决定,水利喷砂井下压裂速度极快且压裂位置较为精准。水利喷砂井下压裂技术能够与传统油管链接技术相互结合,在进入钻探井内时可与油管进行共同结合使用,此时油管直径较大,通过此种模式可加快基础性施工进度,既快捷有方便,水利喷砂油田井下压裂技术具有安全性高和成本较低等特点,而最终获益值也是其他技术无法比拟的,经过喷砂油田进行压力技术的合理介入操作,油井压裂处理质量和油井压裂处理效率都得到了明显提高。

二、油田井下压裂技术存在问题及对策分析

1.存在问题要素分析

井下压裂技术应用中面临着施工风险高的问题。油田井下压裂技术本身就是一项十分复杂的技术工艺,实施过程复杂,尤其对于已经经过多年开发的老油井,容易造成井身结构的损坏和管线的破坏,尤其在管线受到破坏的情况下会引起严重的爆裂,使得工程现场发生卡钻、引起井喷等事故,这都会引起油井的严重的安全事故。在运用油田井下压裂技术进行相关操作过程中,需要使用到大量的机械设备和施工装备材料等,油田井下施工人数相对较多,存在诸多安全隐患。压裂技术应用所使用的设备中包括压裂车等一些大型设备,这些大型设备对压裂技术应用具有重要意义,同时对其管理也是最具难度的,如何实现对这些设备和人员的布置和安全管理是一项关键的问题,也是目前井下压裂技术应用中存在的主要问题之一。解决这一问题的关键主要还在于实现井场布置的科学化、规范化。

2.对策要素分析

压裂技术在裸眼、筛管以及套管完井等进行压裂技术应用时都能取得较好的效果,水力喷射技术在应用施工的程序上也更为简便可行,安全性能高,是效果最为显著的压裂技术。我国在该技术的应用发展上应当加大对水平井水力喷射分段压裂技术的研究和改进,进行突破和创新,还要与目前广泛应用的大直径连续油管进行有效结合,共同在油田开发中为油田发展提供安全、高效的技术支持。

经过实践证明,压裂技术是适合我国复杂地形地势的油田开发的,实践中压裂技术的应用也使我国的油田开发取得了显著效果。为了更好的使压裂技术促进我国油田企业的生产效率提高和经济效益增长,完善压裂技术是重要的手段。液体技术与工艺技术相结合,用工艺技术弥补液体性能的不足 若要压裂液冻胶耐高温,通常使用高浓度稠化剂,随之而来的是现场配液难、交 联反应快摩阻高的问题, 制约着超高温压裂液的实际有效应用。耐高温与稠化剂 高用量、交联快与高摩阻等内在的矛盾相互制约,短期内很难根本解决。因此, 建议液体技术与工艺技术相结合,用工艺技术弥补液体性能的不足。比如可以考 虑减阻水携带耐高温纤维,代替超高温压裂液进行应用。减阻水摩阻低,可以实 现大排量,通过大排量弥补液体滤失和纤维暂堵降低滤失实现造缝;利用纤维强悬浮性实现地层高温下携砂功能。

结束语

随着科学技术的飞速发展和人们生活水平的不断提高,当前人们逐渐对油田井下开采工作逐渐重视起来,现下我国各个行业领域中的生产活动都会涉及到对油气资源的应用,油气资源需求得到提升,之后在此基础上使石油行业领域发展规模和石油行业领域发展速度等都得到质的飞跃。应该了解到,在石油行业快速发展的整个过程中,石油勘探开发技术研究工作正在如火如荼的进行着,石油资源储量尤为丰富且发展速度超乎人们想象,技术典型性十分明显。

参考文献

[1] 胡阳明,胡永全,赵金洲,范兆廷.裂缝高度影响因素分析及控缝高对策技术研究[J].重庆科技学院学报(自然科学版).2009(01).

[2] 韩烈祥.水平井分段压裂技术将给我们带来什么[J].钻采工艺.2010(05).

[3] 吕清河.水力喷射压裂技术在特殊井中的应用[J].油气田地面工程.2010(12).

[4] 何茂秀,高保国,王玲,李华玲,曹意中,秦毅.压裂技术在渤南油田低渗透储层改造中的应用[J].石油地质与工程.2010(06).

[5] 贾长贵,李奎为,刘敏慧.水力喷射压裂技术[J].油气田地面工程.2011(01).

[6] 王文霞,李治平,黄志文.页岩气藏压裂技术及我国适应性分析[J].天然气与石油.2011(01).

油田化学应用技术范文第4篇

关键词:修井液;水锁;配伍;油气层保护

中图分类号:TE35 文献标识码:A

一、概述

油田开发包括探井、钻井、修井、完井等工作内容。各个环节如果作业不当,都会对油气层造成不同程度的损害。尤其是修井作业包括大量各类工作内容,如:调整改变油井的生产方式、生产层位、油气井、水井解堵、清蜡、防砂、打捞井下落物、修补套管等,种类纷繁复杂,很容易对地层造成损害,而且,造成油气层损害的原因也就相应的比较复杂。同时,对解决油气层的损害方法过程中也存在着很多误区,长庆油田根据长期以来的实际工作经验,对此作出总结,并分析产生问题的原因,提出相应的技术进行解决。

在修井作业中,必须严格遵守和执行技术标准及操作规程,明确修井作业的目的,及时解除井下事故,使井身得到维护,保障油气井的生产能力,使油气井的利用率得以提高,保持油气井的稳定生产,进而提高油气田的油气采收率,最终使油气田开发获得巨大的经济效益。遵循只能解除井下事故,不能增加事故,只能保护和改善油气层,不能破坏和伤害油气层的原则,避免过于频繁的作业引起的油气层污染问题,否则,会造成不可估量的经济损失。

二、修井作业中对油气层的损害原因

(一)使用的修井液不适当。在修井作业过程中,如果修井液侵入油井的油气层,就会与地层岩石、地层流体发生相互作用,修井液的滤液与地层不配伍、修井液与地层流体不配伍、水锁效应或称之为液锁效应的损害等,都会对地层造成各种不同程度的损害。

(二)修井作业施工不当。修井液的滤液侵入地层之后,不能对油气层浸泡时间过长,所以,在作业施工过程的一些环节中,一定要做好周密的准备和安排,紧锣密鼓地进行操作,减短作业时间,保证地层不受损害;施工作业过程中,井眼或炮眼有可能被大量碎屑堵塞,造成对油气层的损害;作业压差和排量过大引起的作业施工参数不当,有可能引起地层的速敏损害;进行解除储层堵塞作业时,如果施工方法、施工工艺或作业液体配方不当,可能会对地层造成损害;修井作业的大量反复工作,会造成对地层损害的叠加效应;另外,如果不能及时清洁作业工具或井筒等等,诸多由于修井作业施工不当,都有可能引起对油气层的不同程度的损害。

三、修井作业中对于油气层保护采取的优化技术

(一)暂堵剂的优化应用技术。

在修井作业过程中,必须根据不同的地层条件,选用恰当的暂堵剂。长庆油田的储层特点是:埋藏浅,孔隙大小不一的非均性疏松砂岩地层,容易出砂,低压层比较多,渗透率高,地层压力系数多在0.8-1.0之间,压井过程中,压井液漏失严重等。根据其特点,针对性地在油溶性暂堵剂中添加一定比例的超低渗透材料,取得了良好的效果。后来,长庆油田在其他一些重点油井进行现场应用,实践表明,经过比配的修井液压得住、防漏失效果明显、作业安全,在短时间内就能使产量得以恢复,在作业实施后,没有发现明显的污染现象,使油气层得到良好的保护效果。由此,我们可以得出这样一个结论:同样是采用暂堵技术,但是必须要经过科学严谨地分析,在摸索中合理改进技术配方,有针对性的加以应用,才能收到良好成效。

(二)聚合物的优选技术。

为了保护油气层,降低修井作业中的漏失率,一些作业区误认为在修井液中添加聚合物就可以起到这样的作用,但是对聚合物的配伍性缺乏相关认识,其实,配伍性差的聚合物不仅不能有效的保护油气层,相反,在一定程度上还会对油气层造成损害,或者造成单井产能恢复期的延长,比如,PHP聚合物体系的修井液,难降解,尽管能减少作业漏失,却容易造成对油气层长期性的堵塞,从而使产能恢复期延长至2-3个月之久。

因此,可以针对不同条件的地层,优先选择修井液体系。如果地层压力系数低,同时要满足气流进和出的"双向"流动,选择的修井液就应该以可降解的聚合物材料作为主剂,同时该聚合物要具备良好的配伍性能,满足容易降解、气体容易进出等条件,从而达到对油气层保护的要求。

(三)关于高密度“液钙”压井的优化技术。

一般地,油井需要采用一定密度的油层保护液,但是,高压井采用的卤水、液钙等高密度修井液中具有污染性质,针对这种情况,可以采用“隔板法”修井液技术,在高压井作业中加入少量的低密度油层保护液,既能起到保护油气层的作用,还能降低生产成本。

如果将井筒和地层看成一个巨大的“U”型管,把一定少量的低密度油层保护液注入到管子的底部,就好像是一层隔板一样,在作业前期,根据地层特性,有针对性地对“隔板”进行优化处理,使它的功能发生一系列转化,可以有效的实现防垢、防膨、减轻水锁等作用,作业时,使“隔板”流体与油层充分接触,起到其保护功能,这样,就不会太大影响到井内压力系统的平衡,还会最大程度上减轻“液钙”修井液对油气层的损害。

油层保护液在选用时要注意用量恰当,密度尽量与液钙密度接近,配置时,可用生活用水当做基础液体。实践证明:这项技术无论在理论上,还是具体应用过程中,都具有可行性。

(四)修井液的优选技术

在修井作业的保护油气层技术中,关键是选择什么质量的修井液。优质的修井液既能完成修井作业的任务,又能降低甚至不会对地层造成损害。经研究,在修井液体系配方中添加适合于其储层的粘土稳定剂,就不会对地层造成水敏、盐敏、速敏等敏感性问题。在选择各类化学添加剂时,首先要注意使其能确保产生化学效应,其次地层岩石与地层流体要能很好地配伍。

结语

总而言之,在修井作业中,虽然各道工艺程序都有可能引起对地层的损害,但如果积极地进行相关技术研究,全面开展难点技术攻关,科学有效地进行技术分析,并将有理论基础的技术大规模化加以应用,变应用,变改进,就能逐步提高油田修井作业中油气层的保护技术水平,就能见到收益,为科学开发油田奠定坚实的基础。

参考文献

油田化学应用技术范文第5篇

[关键词]钻井 石油钻井 钻井技术

中图分类号:F426.22;F406.72;F224 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)01-0079-01

一、引言

钻井是利用一定的机械设备将地层钻开一个井眼的过程。我国是世界上最早进行钻井采油国家之一。远在两千多年前(1521年),在四川嘉州一带钻成的井中采出了油。这口井比美国所谓的“世界第一口井”(1859年)要早三百多年;比俄罗斯自称的“世界第一口采油井”(1848年)也要早很多年。由此可见我国的古代石油开始并不晚,可是现代石油现状并不乐观。

就钻井工程而言,地层的勘探面临着地质结构复杂、压力层系多、井下高温等难题;在西部和南方海相地区,面临着超深井钻探、地质构造斜度大、地层压力复杂多变等难题;在海外,面临着地质资料不全、超长段盐层下的勘探难题,这些都是目前钻井工程技术面临的紧迫的攻关任务。在开发方面,东部老区由于进入开发中后期,边际油藏、薄油层及特殊岩性油藏和低渗透油藏开发成为主攻方向,钻井工程技术举足轻重。西部新区降低吨油成本、提高开发效益的要求,对钻井工程技术和保护油气层提出了许多新的课题。可以说,钻井工程技术已经成为勘探开发的先头“攻城”部队。

二、钻井技术的发展趋势:

1、向快速、优质高效、低成本方向发展。

积极采用高性能螺杆钻具和新型钻头、高压喷射钻井、小井眼钻井、连续管钻井、套管钻井、随钻测量、随钻测井、随钻测试技术、旋转导向与地质导向钻井技术、垂直钻井技术、按压钻井技术、可膨胀管应用技术、气体钻井技术与装备、全过程欠平衡钻井技术、超深井技术及万米深井钻探装备、随钻地震技术等新技术、新方法,努力提高钻井水平与效率。

2、采用水平井、大位移井、多分支井等MRC技术提高油田开发的综合效益。

自水平井技术获得进展以来,出现了明显的专业分工和作业中的合作,现在这种趋势更加明显。测试工具开发和应用,多分支井完井管柱系统开发,都体现了专业服务公司和作I者之间的专业分工和作业合作趋势。这种趋势有利于新技术、新工艺的研究和应用。

3、向更加注重QHSE方向发展,钻井安全和环保问题得到更加广泛的重视。

4、向更有利于保护油气层的方向发展。积极采用优质钻井液和完井液,更好地保护油气层。

20世纪90年代以来,为了减轻钻井废弃物对环境的污染,国外和国内一些公司特别注重各种新型低污染钻井液的开发,包括研制各种新型低毒无害的化学添加剂,以替代传统的化学添加剂,如甲酸盐基钻井液完井液体系、甘油聚合物钻井液、酯基钻井液体系和仿油性水基钻井液。另外,还利用气体或泡沫作为钻井流体来实施钻井,这些钻井液已在国内油田应用,既保护了油气层,又减少了对环境的污染。

5、以信息化、智能化为基础和特点向自动化主向发展:

采用地面自动化钻机配合井下旋转闭环导向钻井系统,不断强化对钻井和地层的实时监控;通过卫星和互联网实现对现场的远程监控,建立钻井信息数据综合管理与适时应用的钻井远程快速决策系统。

智能化钻井系统是自动化钻井的核心,是多种高新技术和产品的进一步研究和开发,其微型化的发展趋势,可望在21世纪前半叶实现,随着钻井过程中工具位置、状态、流体水力参数、地层特征参数的实时测试、传输、分析和控制指令的反馈、执行再修正、钻井信息日益数字化,越来越脱离了人的经验性影响和控制,钻进过程逐步变成一个可用数字描述的确定性过程。当前出现和正在发展的三维成像技术就是钻井信息数字化的一个典型例证。

三、国内钻井技术、装备方面与国外存在差距

在钻井装备方面,国外正实现机械化、自动化,初步具备智能化,达到有效、安全、快速、经济的要求,钻机实现模块化、高运移性,满足各种地貌条件下作业需要,各种特殊工艺井的井下工具实现自动化、智能化。但国内特殊工艺井井下工具的高端产品仍主要依赖进口,高运移性的中浅井钻机和机械化、自动化工具与装备还正处在试验阶段。

在钻井核心技术与前沿技术研发方面,目前国内还基本处于跟踪模仿国外先进钻井技术阶段。国外已成熟的技术,国内往往才开始模仿研究或引进技术,时间落后5―10年。如国外研发的多种随钻测井系统、近钻头地质导向钻井系统、垂直钻井系统、旋转导向钻井系统等在上个世纪90年代就已商业应用,而国内在这些技术领域的研发工作仍处于追赶阶段。而且缺乏自主知识产权的先进工具与仪器,使得我国钻井工艺技术的发展受制于国外。

在解决复杂地层深井钻井井下复杂问题方面差距并不大。

四、钻井技术重点研究方向

面对这些新要求,石油工程技术必须在科技创新重点、科研攻关方向上进行新的调整,在关键技术和优势技术上寻求突破。在为提高钻井速度、降低钻井成本提供技术支撑的传统技术攻关领域,要瞄准世界前沿的钻井新技术,全面分析影响钻井速度和效率的各项因素,重点在钻井工艺、井下测量仪器、井下实用工具、新型钻井液、先进的钻井完井技术等方面开展有针对性的立项攻关,力争迅速形成成果并尽快转化,要提升石油钻井技术,必须在引进、消化、吸收的基础上,强化自主创新,形成具有自主知识产权的核心技术,这既是参与市场竞争、壮大发展实力的需要,也是促进石油工程技术迈入全新发展阶段的需要。

五、总结

经过历代钻井人员的努力,国内各油田钻井队伍不断壮大,钻井装备水平逐渐提高,生产管理水平实现现代化,众多先进钻井技术已经达到世界先进水平。但是,随着油田开发的不断深入,油田开采难度逐渐加大,勘探开发有了更高的要求,这给钻井技术带来了新的挑战,钻井难度不断加大。相信在钻井人员在苦难面前一定能够正确面对,一定能够不断的进行技术创新和技术进步,一定能够不断解决世界性难题,为油田勘探开发打下良好的基础作用。

参考文献:

[1] 《钻井技术论文集》鲁小辉 主编

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