试论石油钻井现状与技术发展研究
、【摘要】石油开采技术的不断上升，尤其是钻井技术的全面进步，给石油开采带来了更大的前景，在整个技术运用中，可以结合当前石油开采的现状进行分析，采取高效、先进的开采技术，将能收到更好的效果。本文将围绕当前石油钻井现状，结合石油钻井设备的运行状况深入分析，全面探讨石油钻井技术的整体发展，更好的推动石油钻井技术的全面升级。
【关键词】石油钻井现状技术发展研究
石油钻井在当前的技术运用中，是一种更加全面的发展技术，在具体实施中，围绕地质层的岩石活动、油层倾角等多方面的因素，分析石油钻井机械性能的客观条件，并结合在开采过程中出现的注水、酸化压裂、套管材质等多方面的影响，推动石油钻井技术的不断改进，延长整体的使用寿命。
1 简述石油钻井的现状
1.1 套管钻机的整体效能
从当前的钻井技术来看，由于受到套管质量影响的条件下，会带来不同程度的影响，甚至还会造成石油井的报废。从当前的整体发展来看，这种现象依然大有所在。尤其是套管本身质量低劣就会引起更大的损坏，加之在具体运用中，有些检验方法不对、技术运用不对等多方面的因素，也会造成套管的损坏，严重影响整个质量问题，必须要从技术、方法、现代化手段等多方面及时更新，有效处理。
完井技术国内外发展现状分析 第1章前言 1.1 现代完井技术发展现状 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油气层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。完井设计水平的高低和完井施工质量的优劣,对油气井生产能否达到预期指标和油田开发的经济效益有决定性的影响。 近十多年来,国内外完井均有了较快发展,并已发展成为独立的学科。除常规井完井技术日益完善外,其他特殊井完井也得到了很大发展,如水平井完井、复杂地质条件下的完井、小井眼完井、分支井完井、深井超深井完井、现代智能完井、膨胀管完井等。国内在完井技术方面虽然取得了一些进步,但是与国外相比,完井技术还有很大差距,特别是在不同储层选择合适的完井方式、水平井完井、欠平衡井完井、小井眼完井、分支井完井,从而影响了油气井的产量及经济效益。 1.2 本文的主要研究内容 1．查阅现代完井技术方面的文献，对各种完井技术现状进行综合性分析： (1)射孔完井技术； (2)割缝衬管完井技术； (3)砾石充填完井技术； (4)膨胀管完井技术； (5)封隔器完井技术； (6)智能完井技术。 2. 调研国内外最新完井技术现状，重点分析国内外现代完井技术现状、最新进展、应用成果以及发展趋势等,并对国内完井技术方案实施的可行性和完井技术的研究方向作初步预测和探讨。
第2章常规完井技术 完井方式的选择主要是针对单井而言。虽单井属于同一油藏类型，但是所处构造位置不同，所选定的完井方式也不尽相同，如油藏有气顶、底水，若采用裸眼完成，技术套管则应将气顶封隔住，再钻开油层，而不钻开底水层。若采用射孔完成，则应避射气顶和底水。又如油藏有边水，套管射孔完成时，油田开发要充分利用边水驱动作用，避射开油水过渡带。下面主要介绍常用的几种常规完井方式[1]。 2.1 裸眼完井技术 裸眼完井方式分先期裸眼完井方式、复合型完井方式和后期裸眼完井方式三种。 先期裸眼完井方式（如图2-1）是钻头钻至油层顶界附近后，下套管柱水泥固井。水泥浆上返至预定设计高度后，再从套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井身完井。 复合型完井方式（如图2-2）是指适合于裸眼完井的厚油层，但上部有气顶或顶界邻近又有水层时，可以将技术套管下过油气界面，使其封隔油层的上部，然后裸眼完井，必要时再射开其中的含油段。 后期裸眼完井方式（如图2-3）是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层顶界附近，注水泥固井。固井时，为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者换入低失水、高粘度的钻井液，以防水泥浆下沉。 图2-1 先期裸眼完井示意图 1—表层套管 2—生产套管 3—水泥环 4—裸眼井壁 5—油层
一、海洋石油开发现状 世界石油开发已有200 多年的历史，但直到19 世纪61 年代末期，才真正进入近代石油工业时代。1869 年是近代石油工业纪元年，从此，世界石油产量开始迅速增长。尽管在19 世纪末，美国已在西海岸水中打井，开始了海洋石抽生产，但真正成为现代化海洋石油工业，还是在第二次世界大战以后。海洋石袖是以1947 年美国成功地制造出第一座钢质平台为标志，逐步进人现代化生产。 1990-1995 年期间全世界除美国外有718 个海上新拙气田进行开发。最活跃的地区在欧洲，有265个油气田进行开发，其配是亚洲，有l88个，非洲102 个，拉丁美洲94 个，澳大利亚41 个，中东21 个。 1990 -1995 年期间开发的海上新油气目中，储量、天然气田生产能力、油田生产能力排在～ 前 5 位的国家如下图所示。在此期间，全世界18个国家开发的海上油气田数见表 发展最快的是北美，从1989 年的410 口上升到1993 年的500口。全世界有242 个海上油气田投入生产，其中油田139个，气田103个。从分布上看，西北欧居第一位，共投产67个油、气田，其中油田40个，气田27个。在此期间全球海洋石油总投资额为3379亿美元。 1990-1995年期间，全世界（不含美国）共安装了7113座平台，其中有83座不采用常规固定式平台，而采用半潜式、张力腿式和可移式生产平台。巴西建造了300～1400m深的采油平台，挪威建造的张力腿平台水深达350m，中国南海陆丰22I生产储
油船和浮式生产系统工作水深约为355m。有41个国家大约安装370多座水深不超过60m的浅水采油平台。 总之，世界平台市场需求量增加，利用率在提高。 二、海洋石油开发技术与发展趋势 石油是重要战略物资各国都很重视。21世纪，石油和天然气仍将是世界主要能源。世界油气资源潜力还相当大，有待发展先进技术，进一步加强勘探和开发，以提高发现成功率和采收率，降低勘探开发成本。 海洋石油的开发已为全世界所瞩目，世界海洋石油的日产量也在逐年增长。随着陆上石油逐渐枯竭，海上油气的开采将会越来越重要。同时，由于开采技术的不断提高，海洋石油的开发也将不断向南、深、难的方向发展，其总的趋势如下。 （一）石油地质勘探技术 今后的世界石油勘探业将是希望与困难井存。一方面，还有许多远景盆地有待勘探，成熟盆地还有很大的勘探潜力。油气新远景区可能是深海水域、深地层和北极盆地。另一方面，20世纪四年代的油气勘探己向广度和深度发展。世界范围内寻找新油气田，增加油气勘探储量，提高最终采收率的难度越来越大，油气田勘探开发成本直线上升。石油地质工作者将面临降低勘探成本、提高探井成功率，增加探明储量的挑战。在这种严峻的形势下，今后的石油地质科技将向三个方面发展． ①加强盆地数字模拟技术的研究，以深入解剖盆地，揭示油气分布规律， ②加强综合勘探技术的研究，以提高探井成功率，降低勘探成本； ③加强开发地质研究，探明石油储量，帮助油藏工程师优化石油开采，最大限度地提高采收率。 （二）地质勘探技术 海上地震勘探技术的发展趋势是：海上数据采集将越来越多地采用多缆、多震源及多船的作业方式，这样可大大提高效率，降低费用，研究和应用适于海上各种开发区的观测方法，实现海上真三维地震数据来集；研究大容量空气枪减少复杂的气枪组合；开发海上可控震源；不断增大计算机容量，提高三维处理技术，计算机辅助解释系统的发展将进一步满足人机交互解释的需要，并向小型、多功能、综合解释方向发展。对未来交互解释站计算机能力的期望是100 MB的随机存取存储器；2000万条指令∕s，高分辨率荧光屏,软件可移植性。新一代交互解释站将具有交互处理能力，具备叠前、叠后、反演、模拟等处理功能，能作地质、测井、VSP横波资料的综合分析和解释，将物理的定量分析和地质信息结合起来，进行地层和岩性解释。 （三）钻井工艺技术 钻井在油气勘探、开发中占有重要的地位。钻井技术水平不仅直接影响勘探的效果和油气的产量，而且由于钻井成本占勘探开发成本的大部分，因此，它直接关系到油田勘探开发所需要的投资额。基于这一点，提高钻井技本水平和钻井效率、降低钻井戚本对油气田勘报开发具再重要意义。 过去的10年是钻井技术发展的10年，钻井技术的各个领域都取得了明显的进步。随钻测量系统可以把井眼位置、钻井妻数和地层参数及时传送到地面，从而能够实时了解井下情况和监测钻进过程，随锚测量还大大提高了钻井的安全性相钻井效率，地面数据采集与处理计算机系统和计算机信息网络，提高了钻井过程的实时控制和预测能力，实现钻井过程的系统优化、连续控制井眼轨迹技术提高了定向钻井水平；基础研究的加强，促进了钻头设计、钻头性能预测等方面的改善；聚晶金刚石钻头的发展和新型的聚晶金刚石钻头的出现，不仅显著提高了钻头机械钻速，而且成功地解决了非均质破裂研磨性地层的经济钻进问题；优质泥浆和固控技术解决了复杂地层的钻井问题，提高了钻
国内外海洋工程技术的现状及发展趋势 海洋工程技术是造船界关注的技术领域之一,世界上现代化的一流船厂都把高新技术船舶与大型海洋工程结构物作为其纲领性产品。海洋工程技术涉及的领域很广，包括海洋发电技术、海洋钻探技术、海水淡化技术、海洋油矿开采技术、海岸风力发电技术、海层探测技术、海洋物质分离技术、海水提炼技术、海洋建筑设计等。海洋发电技术包括：海水发电、海洋风力发电、潮汐发电、温差发电等。海洋钻探技术包括：海洋油井开发、海洋矿石开采等、海水淡化技术包括：太阳能净水、工业净水等。海洋物质分离技术包括：海水金属分离、轻水物质提炼等。能源开发、资源开采等领域海洋工程技术数目众多，未来人类利用和保护海洋是个新新话题。 随着近年来海洋开发“热”的升温，特别是专属经济区资源勘探和开发的实施，海洋工程技术得到了迅猛发展。 ——在潜水器技术方面。目前世界上建造的载人潜水器超过160艘，无人潜水器超过1000艘。日本继1989年建成深海6500 米载人潜水器“SHINKAI6500”以后，于1993年又建成了世界上第一艘潜深10000米的无人潜水器，用于深海矿产资源和海洋生物资源的调查研究。经过“七五”和“八五”的工作，我国的潜水器技术有了很大的发展。在无人潜水器方面，某些项目已经达到国际水平；在载人潜水器方面，潜深600米的“7 1 03”深潜救生艇是我国第一艘载人潜水器，还有300米工作水深的“QSZ—II型双功能单人常压潜水装具系统”、潜深150米的鱼鹰I号和双功能的鱼鹰II。综合国内从事潜水器开发的各院校、研究院和研究所的力量，我国已具有开发深海载人潜水器的技术能力。
——在海底管线埋设、检测和维修技术方面。我国海底电缆的铺设已有几十年的历史，第一条国际通讯电缆于1976年完成，1993年成功研制出MG一1型海缆埋设犁，并于同年成功完成中日光缆的埋设任务。上世纪80年代开始，英国SMD(Soil Machine Dynamics Ltd．)公司和Land& Marine Eng．公司建造了不少拖曳式埋设系统。而美国的海洋系统工程公司为AT&T研制的SCA- B号埋设机是一种ROV型(水中航行型)的埋设机。可在1850米深用喷水的方式埋设电缆至地下0．6米，可以取出埋深在1．2米以内的电缆，埋设电缆直径为300毫米。履带爬行自走式、带有不同功能挖掘机构的埋设机是海底管道及电缆的埋设技术的发展趋势。在这种履带车载体上通过更换不同的挖沟机械，装备各种探测设备后，既能在沙泥底中进行埋设作业，也能在软岩底中进行埋设作业；既能铺设又能跟踪、挖掘、检修、复埋；既能在水下，也能在浅滩或滩涂工作。目前，这种自走式埋设机已有20多台。 作为开发海洋资源的一种活动，海洋空间利用已有相当长的历史，最早利用海面空间是两千多年前的海上交通运输。然而直到20世纪60年代，由于海洋工程等技术的逐步提高，以及城市化、工业化的迅速发展，导致陆上用地日趋紧张，使人们更加重视海洋空间的利用。海洋空间资源的开发利用可分为几个方面。第一、生活和生产空间；第二、海洋交通运输；第三、储藏和倾废空间；第四、海底军事基地。 解决海洋空间利用的工程技术问题也是近年来海洋工程界研究的热点。 国外研究现状 (1)超大型浮式海洋结构的研究。 在这方面，目前进行最广泛和深入的是日本和美国。日本于1999年8月4 日在神奈川县横须贺港海面上建成—个海上浮动机场。这个浮动机场于1995年开始研制，它由6块长380米、
中石油钻井工程技术现状、挑战及发展趋势分析 发表时间：2016-07-08T17:08:03.557Z 来源：《基层建设》2016年7期作者：冯畅 [导读] 它在促进我国能源结构调整方面有着至关重要的作用。 辽宁石油化工大学抚顺市 113001 摘要：现阶段，大部分国家都把石油、天然气作为主要使用能源。但是，目前我国主要消费能源还是以煤炭为主。但是，由于煤炭资源有一定的使用局限性，企业很难获得良好社会、经济效益。因此，我国能源消费结构亟待调整，只有这样，才能缓解我国能源短缺的现状和不足，以实现我国经济、能源的可持续发展。而石油钻井工程作为开发利用石油资源的基础，它在促进我国能源结构调整方面有着至关重要的作用。 关键词：钻井工程；现状；发展趋势 通过对近几年全球钻井技术发展动向的分析，钻井工程正面临着重大的变革。上百年对资源的开发利用，使得一些能源已经消耗殆尽，而针对极端环境下的资源勘探和开发已经成为资源开发的热点。科学技术的发展为人类开展高难度活动提供了可能。不仅井下工具市场的发展实现了质的飞跃，并且，钻井技术也实现了远程控制，自动化、智能化的作业模式大大降低了工作的难度。基于此种情况，笔者对中石油钻井工程技术现状、挑战及其发展趋势进行了详细地阐述。 一、中石油油气工程技术的发展现状 从全球石油工业的发展形势来看，工程技术的重大变革，都伴随着全球油气在产量、储采等方面的巨大飞跃。特别是近些年来，各种工程技术水平的快速提升，加速推进了全球第四次石油技术革命的发展进程，世界能源格局得以改变。目前，中石油油气工程技术得到了飞速的发展，体现在水平井钻完井方面尤为明显，大大提高了勘探开发工作的效率，现已成为开发油气田的重要手段之一。但是，从某种方面来讲，油气工程技术的发展现状也不容乐观，油气资源品质逐渐劣化，并且油气目标也更加复杂，勘探开发的区域也延伸至海洋，由此可见，中石油油气工程技术面临着重大挑战。 二、中石油油气工程技术面临的挑战 现阶段，全球油气开发工作都发生了重大改变，主要体现在，范围从陆地延伸至海洋，开发深度也从浅层延伸至深层，在这种形势下，原有的工程技术已经不能满足实际发展需要，只有对其进行革新才能保证其工作的效率和质量。一直以来，我国的钻井工程技术都是对国外先进的生产技术进行模仿，自主研发的能力非常弱，始终和发达国家有一定的差距。核心技术和硬件始终都要依赖于进口，这在很大程度上制约了我国钻井工程核心竞争力的提高。体现在非常规环境、海洋和深海等探测领域尤为明显，这也是制约我国钻井工程技术发展的关键因素。深井、超深井、钻井所面临的挑战，主要表现在传统井壁稳定理论已经无法使用，原有的随钻测量系统的信道受到了一定的制约等等。海洋钻井面临的挑战主要有，受到水深、浅层水、气流、风浪流、天然气水合物等方面带来的影响非常大。非常规油气钻井所面临的挑战主要有：旋转导向系统的研发尚不成熟，破岩效率非常低，并且钻井周期非常长，成本也非常，进行流体回收和处理的装备与技术还不够完善。 三、中石油钻井工程技术的发展趋势 对于钻井工程技术的发展趋势，主要涵括三个方面：一方面是对工程技术的未来发展方向，另一方面是对钻完井技术的发展趋势，还有就是钻井工程技术的发展建议。具体内容如下： （一）工程技术的发展方向 当今世界油气技术正在向着集成化、智能化、绿色化的方向发展，而油气钻井技术则向着高效、经济、清洁、安全的方向发展发展。钻井技术不仅是开通油气通道的重要途径，更是促进油气井产量提升的有效手段。现阶段，很多企业都加大了相关技术的研究力度，以实现钻井的自动化操作，提高破岩工具的工作效率，完善井筒配套技术，对井下进行有效的检测和控制。通过对国外工程技术的分析发现，工程技术的创新具有长期性、高投入性以及持续性特点。工程技术的发展方向主要是围绕高效服务来展开的，通过钻井手段来提高发现率、采收率，并降低吨油的成本，提高企业的核心竞争力，实现工程技术的高效化、智能化发展。针对现阶段钻井工程技术面临的挑战，企业应明确攻关方向，以此来保证工程技术的服务能力。 （二）钻完井技术的发展趋势 钻完井技术的发展趋势如下：首先，和钻井技术相关的装备正向着大型化、自动化和模块化的方向发展，海洋钻井装备更可靠、安全、高效，且配套装备的质量也得到了同步提升。其次，高新钻井技术的远程专家控制正在逐步实现。再次，用新型钻井技术来促进油气井产量、开发效益和剩余油的采收率已经成为其新的主流趋势。最后，通过对破岩技术的不断创新，现阶段高效破岩技术不断涌现出来，一些非接触式钻井技术得以应用而生，大大提高了破岩技术的工作质量。此外，像井下测量工具以及控制仪器都在向着智能化方向发展。连续管、套管、膨胀管等钻井技术的配套工作逐渐完善，技术应用已经呈现出高速发展态势。同时，一些非常规的钻井完井技术实现了重大突破。 （三）工程技术的发展建议 对于非常规油气技术来说，应加快水平井的发展速度，实现钻机自动化，加大新型压裂液和流体回收处理技术的研究力度，推进产业优势形成进程。对于深层油气勘探开发来说，应对先关装备进行研发给予高度重视，比如，对抗高温、长寿命螺杆的研发，对高压、高温试油检测装备的研发等等。对于海洋油气勘探开发来说，应提高技术储备的速度，加快钻机、修井机等钻完井设备的研发力度，并且还要对超低温钻井液以及水泥浆等流体进行研究。 结束语 总而言之，虽然我国钻井工程技术仍然面临着巨大的挑战，其现状也不容乐观，但是，通过上述分析可以得知，钻井工程技术还是有着十分广阔的发展空间的。只要相关工作人员积极创新工作模式，改变工作理念，强化企业之间的合作，借鉴国外先进生产经验，加大研究力度，实现技术的自主性创新，为促进油气资源利用率的提升夯实牢固的基础，才能为我国经济的可持续发展提供源源不断的动力。
When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 钻井工程安全发展现状及技术展 望(最新版)
钻井工程安全发展现状及技术展望(最新版)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 一钻井工程及钻井工艺 油气钻井工程是进行石油与天然气资源勘探开发的主要工程。不论是在油气勘探阶段，还是在油气开发过程中，钻井工程都具有重要的作用，因而油气钻井工程被誉为“石油工业的火车头”。油气钻井工程具有规模大、投资多和风险性大的特点。油气钻井工程生产规模宏大、技术复杂，需要花费大量的人力物力。 钻井工艺是在石油和天然气的勘探和开发中钻成井眼所采取的技术方法。主要包括井身机构设计、钻头和钻井液的选用、钻具组合、钻井参数配合、井斜控制、泥浆处理、取岩心以及事故预防和处理。 二钻井技术发展现状及钻井工程特点 20世纪七十年代以来，钻井进入自动化。在此阶段，研制并发展了自动化钻机和自动井口装置、钻井液机械处理、钻井参数随钻测量等自动控制技术和设备、仪表。成功的钻成了定向井、丛式井、大斜度井和水平井。尤其是随着计算机技术的告诉发展，不断研制改进成
深水海洋石油钻井装备发展现状 摘要:为加快我国深海油气开发的步伐,有必要深入调研和跟踪国外深水油气勘探的动态和成功经验,了解国外深水海洋石油钻井装备的结构特点、现状和技术水平。对国外深水半潜式平台和钻井船的特点、现状及发展趋势,深水平台钻机和隔水管系统的发展现状和技术水平,以及深水钻井防喷器系统的工作特点及应用情况做了介绍,对我国深水钻井领域的发展具有指导作用。 关键词: 深水钻井;半潜式平台;双井架钻机;隔水管系统;水上防喷器当今世界油气储量迅速递减,陆上石油资源紧缺问题日渐突出,而占地球面积70%以上的海洋,预计油气储量相当可观。据估计,全世界未发现的海上油气储量有90%是在水深超过1000 m以下的地层中。我国深水海域也十分广阔,蕴藏着丰富的油气资源,但是目前我国的深水钻探开发仍处于起步阶段,深水钻完井技术与国际先进水平相比存在很大差距,在很多方面缺乏自主的关键技术,已成为我国深水油气勘探开发的瓶颈。因此,有必要深入调研和跟踪国外深水油气勘探的动态和成功经验,了解国外深水海洋石油钻井装备的结构特点、现状和技术水平。 1 深水半潜式钻井平台 随着陆地资源的日益枯竭,石油天然气开采已经逐渐由陆地转移到海洋,坐底式平台、重力式平台、导管架平台、自升式平台等主要作业于浅海区域,随着油气勘探开发日益向深海推进,张力腿平台也显示出其局限性,钻井船和半潜式平台成为主要选择,然而半潜式钻井平台由于具有极强的抗风浪能力、优良的运动性能、巨大的甲板面积和装载容量、高效的作业效率等特点,在深海能源开采中具有其他型式平台无法比拟的优势。 1. 1 结构和运动特点 半潜式钻井平台上部为工作甲板,下部为2个下船体,用支撑立柱连接。工作时下船体潜入水中,甲板处于水上安全高度,水线面积小,波浪影响小,稳定性好、支持力强、工作水深大,新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,到21世纪初,工作水深可达3000 m,同时勘探深度也相应提高到9000～12000 m。据Rigzone网站截至2006207初的统计,全球现有165座半潜式钻井平台,其中额定作业水深超过500m的深水半潜式钻井平台有103座,占总数的62%。 与固定式平台不同,半潜式平台在工作时漂浮于海面,因而可以不受作业水深的限制,适用于各种水深的海域。在半潜作业时,平台一直处于运动状态。与钻井船相比,半潜式平台由于大部分排水量都集中在水下较深处,这使得平台整体受波浪的影响较弱,在波浪中的运动响应较小,能够适应大多数的海洋环境,与钻井船相比有更好的运动特性。在作业海况下,半潜式平台的升沉≤1.0～1.5 m,水平位移不大于水深的5%～6% ,平台的纵倾角不大于±(2°～3°)。平台的这种运动是在钻井作业所允许的最大运动幅度之内,因而能很好地满足海上作业要求。 1. 2 技术现状 在用深水半潜式钻井平台主要是在美国墨西哥湾、巴西、北海、和墨西哥海域作业。为适应向深水和深井找油的需求,近年来运用综合高科技,国外设计建造了工作水深超过3810 m (12500 ft) 、钻深达到1219m (40000 ft)、钻机绞车功率增至5292 kW (7200 hp)的第6代海上半潜式钻井平台。
!专题综述# 我国海洋石油钻井平台现状与技术发展分析 黄悦华 任克忍 (宝鸡石油机械有限责任公司) 摘要 海洋油气开发装备产业是直接关系到海洋油气资源开发、影响国家能源稳定和经济安全的战略产业。海洋石油钻井平台是海洋油气开发的关键装备,我国海洋石油装备产业在海洋油气产业持续快速发展的带动下,正处于高速发展的新时期。对我国海洋石油钻井装备产业发展现状及市场需求进行了深入研究,并对海洋石油钻井平台技术特点做了介绍,重点分析了该项技术的发展状况,从钻井平台类型和技术含量等方面指出我国与世界先进海洋石油钻井平台的主要差距,并提出了若干发展建议。 关键词 海上平台 技术现状 发趋势展 引 言 随着我国经济持续高速增长,油气资源供应不足将成为阻碍经济发展的主要矛盾。为提高对油气资源的占有量,海洋油气的开发已经成为我国实现能源可持续发展的战略重点,加快国内油气勘探开发,大力拓展海外,充分利用国内外2种资源、2个市场,保证石油的安全稳定供应已成为我国的国策。海洋石油钻井装备产业是以资本密集和技术密集为主要特征、为海洋油气资源开发提供生产工具的企业集合,是海洋油气产业与装备制造业的有机结合体。 我国海洋石油钻井平台现状 11我国海洋石油钻井装备产业取得骄人业绩 我国油气开发装备技术在引进、消化、吸收、再创新以及国产化方面取得了长足进步。 (1)建造技术比较成熟 海洋石油钻井平台是钻井设备立足海上的基础。从1970年至今,国内共建造移动式钻采平台53座,已经退役7座,在用46座。目前我国在海洋石油装备建造方面技术已经日趋成熟,有国内外多个平台、船体的建造经验,已成为浮式生产储油装置(FPS O)的设计、制造和实际应用大国,在此领域,我国总体技术水平已达到世界先进水平。 (2)部分配套设备性能稳定 海洋钻井平台配套设备设计制造技术与陆上钻井装备类似,但在配置、可靠性及自动化程度等方面都比陆上钻井装备要求更苛刻。国内在电驱动钻机、钻井泵及井控设备等研制方面技术比较成熟,可以满足7000m 以内海洋石油钻井开发生产需求。宝石机械、南阳二机厂等设备配套厂有着丰富的海洋石油钻井设备制造经验,其产品完全可以满足海洋石油钻井工况的需要。 (3)深海油气开发装备研制进入新阶段 目前,我国海洋油气资源的开发仍主要集中在200m 水深以内的近海海域,尚不具备超过500m深水作业的能力。随着海洋石油开发技术的进步,深海油气开发已成为海洋石油工业的重要部分。向深水区域推进的主要原因是由于浅水区域能源有限,满足不了能源需求的快速增长需求,另外,随着钻井技术的创新和发展,已经能够在许多恶劣条件下开展深水钻井。虽然我国在深海油气开发方面距世界先进水平还存在较大差距,但我国的深水油气开发技术已经迈出了可喜的一步,为今后走向深海奠定了基础。 2004年,由中海油研究中心牵头承担了国家“863”课题“深水油气田开发工程共用技术平台研究”项目,开始了国内首个深水工程技术的系统研究,标志着我国的深海油气开发进入一个新的历史阶段。另外,在南海珠江口盆地,中海油通过与国外石油公司合作,所开发的油气田已部分或全 — 7 5 1 — 2007年 第35卷 第9期 石 油 机 械 CH I N A PETROLEUM MACH I N ERY
110 CPCI 中国石油和化工 化工设计 钻井工程设计与工艺软件的发展现状 杨恒涛 （中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院 山东东营 257000） 摘 要：作为重要的一类能源，石油能源是不可缺乏的。近些年，经济在快速进步，这种形势下的钻井工程也在不断拓展规模。钻井工程的先期设计包含了复杂的流程和步骤，属于多元的设计方式。针对方案设计、分析钻井数据、预控钻井风险、优化工艺流程这些方面，都要借助工艺软件来落实工程设计。为此，在设计钻井工程时需要配备专用的工艺软件。对于此，有必要探析设计钻井工程用到的专门工艺软件。结合工程现状，探究设计工艺的整体发展趋势。 关键词：钻井工程设计 工艺软件 发展现状 在很多行业领域，石油需求都在快速增加，因此也需要设计更多的钻井工程。相比于其他工程，钻井工程表现出更高复杂度，工程整体包含了初期设计、钻井施工、后期验收的各个流程。针对钻井的各工艺环节，相关人员都有必要详细加以控制[1]。具体在设计钻井工程的过程中，如果能够配备专门性的工艺软件，那么就可以确保高质量的钻井工程设计，这种基础上也能够优化实时的钻井施工。针对钻井工程，国内外现有的专门设计软件已经具备了较多种类。应当因地制宜，结合钻井设计的真实情况来选择最合适的一类工艺软件。 1 探析发展现状 上世纪末开始，国内外陆续诞生了钻井工程的新式软件，并且呈现出商业化的趋向。截至目前，分析钻井设计的专用软件主要包含三类：Paradigm 软件、Schlumberger 软件以及Landmark 软件。从整体上看，这些软件已达到优良的软件设计质量，同时也符合了可视化和模块化的三维设计思路[2]。 1.1 Paradigm 的工艺软件 从本质来看，Paradigm 软件可以用来指导常见的钻井设计，例如选择钻井靶区、设计钻井的井网、设计特殊的钻井工程。这类软件产品都具备了高级应用性，属于系列的设计导向软件。具体而言，Paradigm 设有专用式的设计平台，能够整合全面的设计性能，进而也达到了最优的钻井设计成效。 1.2 Schlumberger 的工艺软件 这类软件是指在计算机辅助下，可以自动实现更科学的钻井设计。在软件的指导下，钻井设计的具体流程包含了计算测斜、设计井眼轨迹、防碰扫描、显示可视化的三维钻井、编辑井筒和钻具、分析钻井的扭矩和摩擦阻力。 1.3Landmark 的工艺软件 Landmark 是服务于钻井设计的专门软件，这类软件集成了知识系统。在知识集成的前提下，软件就可以提供智能式的钻井设计决策。Landmark 配备了多层次的内部模块，各模块都代表了各异的辅助设计性能[3]。通过各模块的整合，能够从根本上预防卡钻，减小了钻井流程中的危险性，同时也可以用来改进整体的钻井设计质量。 2 工艺软件的各模块性能 从钻井工程来看，工艺软件可以用来设计整体的工程。工艺软件设有专用的模块平台，选择了插件技术的方式。针对特定的平台，如果增加了不同插件那么将会表现出各异的性能。对于系统本身，也可以随时删除或添加动态式的平台插件。从插件本身来看，各插件都是彼此独立的，维修某一插件不会影响到其余插件。这种独立的插件形式更加便于研发系统。详细而言，设计钻井工程用到的工艺软件整合了如下模块： 第一类为控压模块。这类平台模块能够用来调控回压，具体通过地面节流的控制来限制钻井的回压。控压的根本目标为确保井底压力的平稳性。在钻井过程中，需要保持恒定的当量密度。控压系统可以分成监测数据的模块、分析及计算的模块、其他的模块等。针对井底 的压力，控压模块能够确保井底的恒定压力，进而符合了设计需求[4]。 第二类为监测地层压力的相关模块。针对地层压力，工艺软件应当能够精确预测钻井过程中的地层压力。具体在判定地层压力时，软件需要借助地震资料、录井和测井等资料来综合判定。同时，可视化分析的对象包含了计算得到的结果。具体的流程为：获取原始数据、自动处理资料、计算地层压力、打印显示的图件。经过一体式的分析流程，就可以减轻总体的计算量，地层压力的计算结果也会更加精确。 第三类为力学分析的相关模块。在力学分析基础上，模块可以分析钻柱的受力状态。通常来看，钻柱力学的分析包含了振动分析、对于扭矩的分析、底部钻具的分析、强度的分析等。针对钻井时的力学性能给予分析，就能够提供后期钻井施工中的根据。 3 工艺软件在钻井设计中的优势 测试结果表明：在钻井设计中加入适当的工艺软件，能够计算得到更精准的数据。工艺软件便于钻井设计中的具体运用，软件配备了丰富的性能。针对钻井施工，有必要选择特定的工艺软件用来提供辅助。从适用范围来看，工艺软件也能够适用于深井的较复杂钻探工程。经过力学分析，可以建立剖面图和钻井液密度的相关模板[5]。 此外，陆上某些勘探油气的工程通常设置了较复杂的开发流程，对此工艺软件也可给予必备的技术支持。在工艺软件的基础上，相关人员可以进入更深入的钻井液设计或者力学设计，进而在根本上确保更安全的油田开发，同时也增加了设计进程中的方便。 结论 钻井设计需要配备专门软件用来辅助设计。从总体上看，引入工艺软件之后，钻井设计摆脱了信息孤岛，各部门也可以分享实时性的设计数据。这样做，在更大范围内创造了一体式的钻井设计以及钻井施工，同时也密切联系了多学科和多部门。由此可见，钻井工程专用的设计软件能够从根本上确保设计的精确性，帮助相关部门减少总体的设计成本，强化了钻井设计中的自主研发。未来的实践中，相关部门及人员还需要不断探究钻井工程专用的设计工艺软件，服务于钻井设计的根本质量提升。 参考文献：[1]张冬梅,周英操,赵庆等. 钻井工程设计与工艺软件的发展现状[J]. 重庆科技学院学报(自然科学版),2012（02）:66-68+88. [2]石林,蒋宏伟,周英操等. 钻井工程设计与工艺软件ANYDRILL1.0的研发与应用[J]. 石油天然气学报,2012（06）:108-111+168. [3]刘岩生,赵庆,蒋宏伟等. 钻井工程软件的现状及发展趋势[J]. 钻采工艺,2012（04）:38-40+124. [4]黄波. 钻井工程设计与工艺软件的发展现状[J]. 中国石油和化工标准与质量,2014（08）:73. [5]赵庆,蒋宏伟,翟小强等. 钻井工程设计集成系统研发及应用[J]. 石油科技论坛,2015（02）:51-55+61.
环球市场/理论探讨 -112- 试论自升式钻井平台的发展现状 张文恒 中国石油渤海装备辽河重工有限公司? 摘要：自升式钻井平台是浅海油田采油必不可缺的重要设备，本文通过对国内外自升式钻井平台的介绍，就自升式钻井平台的发展现状进行分析。 关键词：自升式钻井平台；发展其实；技术现状石油作为全球的主要和稀缺能源之一，有着不可替代的地位，全球有七成的区域处于海洋之中，海洋石油资源，成为了人类资源开采的新方向，也是最终方向。作为海洋石油开采的重要设备——自升式钻井平台，更是为人类的海洋石油开采立下了汗马功劳。自升式海洋钻井平台作业水深为91.4~125.0 m，最大钻井深度在9 144 m 以上。悬臂梁形式的自升式钻井平台是当前世界的主流，也是近些年来建造最多的平台。 1自升式钻井平台结构分析 自升式钻井平台主要由三大部分组成，分别是平台结构、桩腿和升降传动装置。其工作原理很好解释，在进行勘探作业时，利用升降装置，将钻井平台抬起到海平面以上的位置，然后将平台固定，使其避免受到海水冲击的损害，然后靠桩腿来完成钻井平台的固定，完成钻井作业。等到钻井作业结束时，可以收起桩腿，让钻井平台浮于海面上，即可在拖船的牵引下拖航到下一个井位作业。自升式钻井平台的关键部件是桩腿。当作业水深加大时，带来的结果是桩腿尺寸、长度、强度及其他性能迅速增大，使得钻井作业和平台拖航时的稳定性变差。因此，作业水深是自升式钻井平台的瓶颈，目前其作业范围只限于大陆架200 m 水深以内。 自升式工程生活钻井平台 2 国内技术现状 就目前而言，我国三大石油集团，拥有中深水自升式钻井平台超过三十座，其中有六座自升式平台服役年龄超过20年，有的已经超过30年，现有的中深水桁架式自升式钻井平台远远不能满足我国海洋石油勘探开发的需求。中国海洋石油总公司的“海洋石油941”和“海洋石油942”是目前国内作业水深最深、自动化程度最高，具有国际先进水平的自升式钻井平台。这2座平台属于Friede&Goldman 公司设计的JU2000型，1次定位能钻30多口井。目前国内自主设计的钻井平台既有圆柱腿自升式，也有深水桁架式。 就技术层面而言，我国海洋油气装备起步较晚，技术基础还比较薄弱，目前三大石油公司中拥有的自升式平台的升降系统多数为进口产品，只有极少数的国内厂商和船厂在此方面取得了一定进展，如上海振华重工、烟台莱佛士船厂和广东精铟机械等。因此，应该大力开展该项技术的国产化研究，尽早摆脱国外技术垄断和依赖，早日开发出具有自主知识产权的平台升降系统。 3 发展趋势 为满足海洋石油勘探开发不断发展的需要，自升式钻井平台技术将向以下方向发展。 3.1平台作业走向深水化 随着技术的不断发展和新材料的出现，自升式钻井平台必将在工作水深、钻井能力、可变载荷、抗风暴能力和操控性能等方面取得新的突破。平台将一步步走向深水领域，并在一些水域取代造价昂贵的半潜式钻井平台，完成海洋石油深水区的勘探开发。 3.2平台性能趋向自动化和智能化 面对复杂的海洋作业环境，以及为满足海上作业安全的需要，自升式钻井平台可靠性要求更高。未来的自升式钻井平台必将朝着自动化和智能化的发展方向迈进，控制实现自动化，故障监测和处理实现智能化。智能系统能够自主分析和处理设备故障，自动监测和控制设备正常运行，平台的作业效率将大大提高，工人的劳动强度得以降低，平台的人员配置得以减少，人为误操作趋于0。未来甚至可以实现陆地远程平台作业遥控，在陆地即可完成海上所有的钻完井作业操控。 南通中远船务“凯旋1号”自升式钻井平台3.3平台功能实现多样化 目前的自升式钻井平台的功能相对还比较单一，主要用来完成海洋石油的勘探和开发。未来自升式钻井平台的功能将实现多样化，不仅可发展为钻探和采油两用移动平台，还能实现海底电缆的铺设，充当风力发电支撑底座，完成填海造陆的工程建设，以及充当海洋中的雷达监测站等。 4 结语 自升式钻井平台造价相对较低，运移性好，对海底地形的适应性强，是目前数量最多最常见的移动钻井平台，我国不论是在设计建造还是使用上，渐渐追赶上了欧美发达国家。自升式钻井平台的发展，势必成为海洋资源开发利用的重要组成部分。参考文献： [1]赵阳.海上钻井平台分布式管理信息系统分析与研究[D].天津大学，2005.? [2]汪张棠，赵建亭.我国自升式钻井平台的发展与前景[J].中国海洋平台，2008(4).
浅谈石油钻井技术现状及发展趋势 发表时间：2016-11-08T16:40:45.743Z 来源：《基层建设》2015年11期作者：于洋 [导读] 摘要：石油在我国国民经济的发展中占据着重要的能源地位，对于促进我国的国家经济的发展有着极为重要的影响。石油钻井技术能够有效改善对于石油开发上面发挥着重要的作用。 中国石油集团长城钻探工程有限公司辽河分部东部HSE监督中心 摘要：石油在我国国民经济的发展中占据着重要的能源地位，对于促进我国的国家经济的发展有着极为重要的影响。石油钻井技术能够有效改善对于石油开发上面发挥着重要的作用。经济的不断发展对于石油能源的需求量已经在不断增加。笔者主要讨论石油钻井技术的现状以及发展趋势，以期能够促进石油的技术的发展以及未来国家经济的发展。 关键词：石油钻井技术；发展趋势；能源地位；国家经济发展 0.前言 我国的经济发展在改革开放之后非常迅速，自然对于石油等能源的需求量也不断增加。石油相关的技术发展对于石油的开发非常重要，其中最为主要的就是石油钻井技术，该技术从研发和实践发展至今已经获得了重大的成就，但是这跟很多的发达国家之间存在着巨大的差距[1-2]。笔者主要分析石油钻井技术的现状以及发展的趋势，具体表述如下。 1.石油钻井技术发展现状 1.1钻井成本方面 石油钻井的经济效益和钻井的成本之间存在着紧密的联系。在钻井的相关设备方面，我国已经从基本上实现相关设备的机械化和国产化。一般情况下，一套较为完整的石油钻井设备包含有八个部分，其中分别是循环系统和提升系统以及动力系统等。每个系统都能够由若干个设备组成，共同影响着整个设备的运转。这些设备主要涉及到钻井的成本问题，而钻井成本直接影响石油钻井的经济效益，进而对于石油钻井技术的发展有一定的影响。 1.2石油产量方面 石油钻井的井下测量以及信息的传输技术和控制技术等都对于提高石油产量有着非常重要的影响。我国目前在有关井下测量等方面的相关技术发展也获得了较为重大的发展。石油产量的发展能够有效影响石油钻井产生的经济效益，从而不断影响石油钻井技术的研发和深入发展。 1.3钻井技术方面 在石油钻井中对于深井或者是超深井的钻井技术提出了一定程度上的要求。目前，我国在这对深井以及超深井的钻井技术等方面已经取得了一定的进步。石油工业已经在我国获得了较为长足性的发展，并且陆续出现了很多钻采条件非常恶劣的高温和高压的深井以及超深井等情况，还会可能遇到酸性介质的环境。这种腐蚀的介质有点时候可能会单独存在，有的时候可能会混合存在，对于套管的使用性能等也能够提出更高程度上的要求，例如有关链接强度以及抗挤等。 2.发展趋势 2.1自动化 科学技术呈现着日新月异的发展趋势，石油钻井技术以后必定会取得一定的突破。石油钻井的研发不仅需要在资金和技术上具备一定的实力，还可能会存在一些风险。在未来的发展过程中，石油钻井技术即将走向大型化和自动化的状态。目前，国外在石油钻井的相关机械方向已经取得了较为成功的成果，我国在相关方面的机械化发展也逐渐走向自动化和大型化的发展状态。为了能够更好地进行石油开采并且更好地开采深部和深海地区的相关油气资源等，我国的石油钻井设备也会在未来的发展过程中走向自动化和大型化。另外，在未来的发展过程中，石油钻机如果整体朝向交流变频调速电驱动石油钻机的方向发展下去，就能够在很大程度上提高石油开采的主要效率。交流变频电驱动石油钻机在实际的作业过程中具备足够的优势。交流变频电驱动石油钻井能够在很大程度上保护石油工作人员的相对安全性，还能够提升整体石油开采过程中的相对的安全系数。另外，交流变频电驱动石油钻机能够有效保持短时增距的倍数达到一定的标准范围内，还能够大大提升石油钻机的能力以及相关处理一些意外事故的能力。交流变频电驱动石油钻机还能够有效地适应一些现场的施工环境等，具备一定的自动化的相关性有点。因为交流变频电驱动石油钻机自身具有恒功率宽调速的相关特征，因而能够在很大程度上有效简化石油钻机的机械构造。除此之外，交流变频电驱动石油钻机不但能够有效承载一定的负荷，还能够较为成功地对于一些设备进行相关的启动和速度的调节和控制。交流变频电驱动石油钻机在进行相关的下钻作业的过程中能够根据当时的实际情况对于电网所自身拥有的能力进行实时的反馈，进而提高相关的制动装置的一般使用效率。 2.2信息技术 现代信息技术已经在我国深入到各行各业中，石油钻井工程也不例外。在未来的发展过程中，现代信息技术将在石油钻井中的应用范围逐渐扩大。现代的信息技术能够为石油钻井进行安全作业提供较好的条件。尤其是针对一些视频监控技术来说，3G技术的应用能够有效结合语音以及多媒体的相关作业来提高一些数据传输的速度以及保障数据相关传输的安全性。3G的无限视频监控系统能够有效利用3G相关的通信技术的优势，进而建立起一个小型的远程性的无限监控系统。这种小型的系统具备简单易行的优点。3G无限视频监控能够有效采取相关的设备进行视频监控，只需要预先安装好相关的客户端，就能够在辐射的范围之内进行控制。 2.3智能化 石油钻井技术智能化是其未来发展过程中的另外一个重要趋势和发展方向。智能化的石油钻井技术的运用不但能够有效减少一些人工的操作风险，还能够提升相关资源的利用率。所以，在未来的石油钻井的发展过程中，石油钻井的相关工作人员只需要穿着整洁的工作服，坐在工作间里面监控相关的仪表屏幕以及一些按钮操作，就能够成功实现对整个石油钻机的控制。石油钻井的智能化发展在很大程度上能够有效时限对于钻井工作情况的实时检测，进而提高石油钻井的相关工作质量。石油钻井智能化技术的持续普及以及运用能够大大提升石油开采的整体水平以及开采的质量，还能够减少一些实际钻井过程中潜在的对于生命安全的威胁。 3.结语 石油钻井技术的有效发展能够对于我国石油资源的开发和应用等具备一定的积极影响。随着经济的不断发展，石油开采的领域不断扩大，石油开采的难度也会随之增加，这要求相关的工作人员能够有效运用技术型机械，促进石油开采效率的不断攀升[3-4]。笔者主要分析
深海油气勘探设备发展现状与趋势 供稿人：崔晓文供稿时间：2006-10-20 （一）发展现状 深海油气钻采装备指：深水半潜式钻井平台、深水钻井浮船等钻井装备；浮（船）式生产储油卸油系统（FPSO）、半潜式平台生产系统（含张力腿平台生产系统）、自升式平台生产系统和驳船式生产系统等移动式海上采油（生产）装备；以上钻采装备或设施的配套设备如石油钻机、钻井泵、井控设备、固控设备、井口钻具排放系统、井下动力钻具及仪表、海上平台完井系统、海底完井系统、近水面完井系统、油气水分理处理系统等。 世界上具有油气钻采装备研制能力的国家主要是美国、加拿大、俄罗斯、英国、挪威等，法国、德国、日本、韩国等国也生产少部分。 美国是石油装备最先进的生产国，不仅自给率居世界各国之首，并且石油工业的关键设备，诸如石油钻井设备（含顶部驱动系统）、采油设备、燃气透平发电设备、柴油发电机组、大型高压天然气压缩机组、油气分离处理设备、海洋工程结构、油气集输设备及其相配套的检测仪器仪表、遥测遥控仪表、海上施工设备（大型浮吊、铺管、打桩船等）、海底遥控作业船（ROV）及在钻采工艺实施前的石油物探、工程地质调查、环保、气象、水文监测等均能制造并在技术上领先于世界各国。世界石油工业主要的钻采设备约70％以上由美国输出。 英国和挪威的钻采平台自给率达80％，但其平台装备的钻井、井控、固控、测井、固井等设备及海底完井设备约90％来自美国，另外，这两国分别在动力定位技术、钻机顶部驱动技术方面具有领先优势。法国石油工业技术仅次于美国，与英国齐肩，其高压石油软管制造技术，半潜式、自升式平台建造技术，测井技术，LPG储运设备制造技术著称于全球；意大利的海上铺管技术、管线涂敷技术，瑞典的动力定位铺管技术，荷兰的大吨位海上浮吊技术装备及海底工程地质调查技术，德国的石油钻井设备制造技术、海上液压工业装备技术、大功率变频电力拖动技术及仪器仪表技术等亦各冠于世界。 日本由于其造船、冶金、电子技术领先于世界，在平台建造、海洋工程结构和石油管材（含油气输送管线、钻杆、套管、油管），平台上配套的机、电、仪等技术方面具有较强的国际竞争力。此外，韩国、新加坡的海洋石油钻采平台建造技术也在世界市场崭露头角。 （二）发展趋势 近年来，世界深海油气钻采装备发展趋势呈现以下特征： 1.深水化 根据2002年世界石油大会对海洋勘探开发水深的划分，400m以内为常规水深，400—1500m为深水，1500m以上为超深水。