国际钻井装备与技术发展趋势与方向

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1、国际钻井装备与技术发展趋势与方向   随着全球经济发展对油气资源的需求量日益增加、油气勘探开发的不断深入，能源行业对钻井装备与技术的要求越来越高。作为石油天然气工业的核心施工环节,钻井是一项投资巨大的风险性工程，钻井装备的优劣直接影响着钻井速度、钻井安全和钻井经济效益，而勘探施工环境的复杂化对钻井装备适应不同操作情况的能力也提出了更高要求。　　目前，钻井的投资占整个石油勘探开发投资的50%以上，是影响油气勘探开发整体效益的关键因素。钻井技术的进步对石油天然气工业的发展有着举足轻重的作用。　　针对钻井行业对装备可靠性、功能性与技术智能化越来越高的需

2、求，世界各大石油公司纷纷以引进或研发先进技术和高端钻井装备的方式，提高钻井完井的工作效率，促进技术集成以实现项目一体化解决方案，提高钻井完井技术的自动化、智能化及人性化水平，从而实现油田开发的经济利益最优化。　　精悍化钻机催生效率质变　　更小更紧凑的钻机结构，一直是各大石油公司致力于实现的发展构想，也是当今钻机技术发展的探索方向。作为钻井作业最重要的“重武器”，精悍化的钻机能够在适应传统钻机同等的工作环境的情况下，达到减少能耗、加快施工速度的目的，同时能够满足复杂作业环境，如海上油井、滩涂等对技术与精度的要求，使钻机的适应能力进一步提高，同时也降

3、低了作业成本，实现经济效益优化。　　在促进钻井系统精简效率化的方案中，壳牌公司提出了一系列完整的构想。壳牌开发了地表防喷器系统，该系统是能够在深水域及更加不稳定的海况中工作的海底高科技装置，使2至3代的钻机能够在需要4至5代钻机的条件下进行钻井作业，从而显著降低了隔水管的作业时间及巨大而复杂的常规海底防喷器组的安装，可以用小规模作业的钻井耗费实现深水钻井作业。　　壳牌公司将无立管泥浆回收系统与地表防喷器结合构成海底隔离装置，使之在深水作业中实现比常规防喷器更加优化的效率与能力。目前该系统工作的最大水深是5000英尺（约1500米）、配合套管尺寸达

4、到45英寸。壳牌公司已经在5个钻井平台的22口井使用了地表防喷器系统，累计水深已达到9400英尺。　　同时，壳牌公司正在进行一种高端惯性头性钻机、钻井船的研发。该钻机结构相比传统钻机将更加紧凑，工作更有成效。而新型钻井船在建造和作业耗费远低于第五代钻井船的情况下，依然能够实现与第五代作业钻井船相当甚至更好的作业绩效。另一方面，该钻井船具有适应从热带到极地作业环境的能力，能大幅降低燃料消耗，节省作业时间。该钻井船使用罐头式钻井平台，节约井架的大量空间，可以用做准备工作、钻机配套设施的安放。这种钻井船集中体现了壳牌在钻井作业上轻捷精悍并高效的发展构想

5、。　　效率与成本一直是钻井技术研究人员致力于加以控制的因素。哈里伯顿公司推广的多分支井技术，适用于轻质原油水下装置、利润微薄的稠油开采、腐蚀性高温或超压油气藏等不同作业条件的多种项目开采，并且具有低风险及节省作业成本的特点。而套管钻井，被威德福公司定义为“挑战未来的先进技术”，通过将套管当作钻柱的方式，采用一个可钻碎的钻头钻进，达到目的深度之后把钻头留在井眼内，从而省略了起钻工序即可进行固井作业。使昂贵的钻机费用得以节省，建井成本全面降低，停钻时间也大大缩短。威德福公司也对钻井工作的灵活性进行了全方位的探索，该公司将恶劣环境定向设备与紧凑型测井系

6、统相结合，使系统能够适应不同温度、不同作业环境、不同轨道面及不同压力状况下的钻井条件，进一步提高测井质量，构成灵活的传输方式流程。各大公司正通过不同方式推进技术革新，使钻机作业向轻质高效的方向不断发展。　　自动化钻机促进智能生产　　随着计算机、通讯及网络技术的广泛应用，钻井作业的自动化逐渐成为可能并持续发展。自动化钻机更高的智能水平，能够减少人工作业，提高钻井生产的精确性，还能保证生产的安全系数，提供成熟的一体化钻完井的解决方案，使钻井技术更加有价值地得到使用。　　自动化是壳牌钻井发展的核心方向，而实时作业中心则是壳牌智能化发展的集成。壳牌钻井自

7、动化智能化系统示意图清晰表明了壳牌如何将先进技术与远程监控相结合，从而实现钻井流程的自动化、智能化。　　壳牌在其全球钻井业务中广泛推广了可控压钻井和机械比能优化的理念。其中比能优化技术能够计算出钻井时破岩的能量消耗，通过优化措施，使破岩能量消耗降到最低，实现最大钻井效率。这一技术可以降低人为偏好的影响，从而选择钻井最优方案，使钻井工序最大程度减少人为的干扰，也使时间得到最大程度的节约。　　贝克休斯也广泛推行套管钻井和随钻扩眼技术，简化扩眼工具部件，减少钻井过程中的振动，从而提高钻井系统的可靠性。挪威NOV公司最新研发的海洋钻井升沉补偿技术中所包含

8、的主动浪涌补偿绞车和主动浪涌补偿吊机，也大幅度提高了钻井工序的效率，减少钻井施工耗时，并提出了在海洋钻井中诸多困难的合理解决方案。　　威