石油钻井自动化关键技术应用

浅谈石油钻井自动化关键技术应用

【摘要】石油钻井技术的不断进步，尤其是智能化、自动化技术的发展，为石油开采技术的全面发展提供很好的平台。本文将围绕当前石油钻机技术的运用现状进行分析，并从多方面如测量与地质导向钻井、电子智能钻柱等关键技术进行分析，更好的推动石油钻井技术的全面进步。

【关键词】石油钻井自动化关键技术应用模式

石油钻井自动化关键技术是当前一项重点运用模式，主要从整个发展的现状出发，突出自动化、智能化的运用方法，突出机械化、科学化钻井的阶段性发展，形成整体发展的局面。

1 简述石油钻井自动化技术的运用现状

1.1 增产技术的相对应用

在石油钻井开采技术的处理上，一般情况下采用的是井内爆炸技术、水力压裂理论与技术、高能气体压裂技术三种技术方式。从技术层面来看：三种油藏开采技术各有优势，井内爆炸技术是从物体的三种状态进行技术研究，主要是围绕固态、液态和气态炸药在井内的爆燃效果，通过这种方法，可以在井内产生多条裂缝，从而有效减弱在爆炸过程中对地表造成的表皮损坏，实现天然裂缝与井筒的自然连接，避免机械性能失效的现象发生；水利压裂理论与技术的应用，是基于一定的高压泵组，通过将高粘液体以超大的能量载体形式不断注入井中，在井底形成高压的状态，改变由于泥岩的不稳定，给吸水蠕变和膨胀造成套管等影响，尤其是温度全面升高的

时候，由于注入了一定的水质，并结合泥岩层改变泥岩的力学原理，可以发生不同程度的改变，从而影响到套管会被挤压变形乃至错断，避免这些现象的出现；高能气体压裂技术，利用火药或火箭推进剂快速燃烧，产生的大量高温、高压气体，在机械设备、热能、化学反应和振动脉冲等综合作用下，在井壁附近产生不受地应力约束的多条径向垂直裂缝裂纹，改善导流能力、增加天然裂缝的机会，从而达到增产增注的目的。

1.2 旋转导向钻井与随钻测控制传贮技术

1990-1995年德国首先研究和成功应用了世界上第一个自动垂直旋转钻井系统（vds）。90年代中期，斯伦贝谢等多家大公司先后研究成功了pd等系列rst/rss。rss是人类继实现空间和水域制导技术之后的又一个重要里程碑。21世纪国际上又提出了“pv”等钻垂直井工具。rss还成功地应用于小尺寸油管（98.4～114mm）的过油管侧钻和套管钻进。

2 探讨石油钻井自动化关键技术应用

2.1 随钻测量与地质导向钻井技术的应用

随钻测控技术是迈向自动化、智能化钻井的重要环节和关键技术，突破了录井、测井、钻井单项技术的局限性，打破了原有行业界限，形成了新的技术体系和新的行业。自1979年首次应用了mwd。mwd是把钻后有线测量及传输井下参数的方法改变为随钻无线测量及传输的方法，随钻测量是一个重大进步。无线传输方法主要有泥浆脉冲法和电磁波法。但它们目前仍有很多缺点：传输参数数目少、

传输速率低、传输距离小以及循环流体性能受限等。从20世纪90年代中期起，相继研发应用了lwd、pwd、iwd、nrwd等，形成了随钻地质导向钻井和随钻工程服务技术，适应了复杂地质与环境条件下钻复杂结构井、特殊工艺井实时处理井下复杂情况和不确定性难题，以及实时控制三维井身轨迹入窗中靶等高难技术的要求。而swd 还能探测钻头前方地层参数，起到了“车前灯、探照灯”作用。2.2 信息、网络与远程自动化钻井

信息技术和网络技术以及通信技术是自动化钻井的重要组成部分。19slb与m/d totco合作自剑桥slb研究中心在网上发送变泵排量的遥控指令达8000km远程遥控着横跨大西洋的德州cameron

试验中心的钻机成功地执行命令，第一次实现了远程自动化钻井作业。总之，人类在进入21世纪时，石油钻井系统正由机械化和科学化钻井阶段向半自动化到自动化钻井阶段进展，这是发展大趋势。

2.3 关键技术的全面升级运用

新型随钻地震采集装置实现了高采样速率、高采样精度、高信噪比数据采集，完成实时授时方式与时间同步修正的技术困境。开发监控中心实时监控软件，实现高速无线数据传输，可根据随钻地震信号特点，远程在线设计，利用独立成分分析技术提取钻头源信号，实现了对待钻地层的地层孔隙压力预测。通过成功采集全井段连续深度的随钻地震信号，随钻地震采集装置的研制及系统集成、信号采集和传输、随钻地震波场传播特性分析研究、随钻地震信号在钻

柱中传播规律研究、随钻地震成像及基于随钻地震的地层孔隙压力预测等关键技术相继被突破。相信不久的将来，随钻地震将取得更大的突破，彻底打破国外技术垄断，缩短我国随钻地震技术与国际先进水平的差距，更好地为油气勘探开发服务。以旋转导向钻井技术和自动垂直钻井系统为“方向盘”的智能化、自动化钻井的雏形已经形成，实现自动钻井、智能钻井的梦想正在新一代石油钻井科技人员的手中逐步变为现实。

3 结语

随着智能化、数字化石油钻井技术的不断升级，围绕当前关键技术的突破等多个运用角度，实现整体技术的作用发挥。随着自动化、智能化钻井技术发展，在不久的将来那种手握刹把、满身油污、顶风冒雪工作着的石油工人将永远成为历史。

参考文献：

[1]肖晓悦.石油钻井自动化技术探索.中国新技术新产品，2012年07期.

[2]张家明.向世界石油钻机制造强国迈进[j].石油科技论坛，2004年04期.

[3]孙玉琴，杜广明，朱家景.石油钻机用调速型液力偶合器

[a].2008年石油装备学术年会暨庆祝中国石油大学建校55周年学术研讨会论文集[c]，2008年.

[4]阳连丰，彭艳.我国海洋油气开发面临的历史机遇[a].2006年度海洋工程学术会议论文集[c]，2006年.