石油钻井技术的现状与发展

石油钻井技术的现状与发展

摘要：石油钻井技术的全面发展是当前技术运用中的一个重要环节，要从多方

面深入分析造成各种机械性能失效的重要原因。完善管理措施，加强设备维护与

管理措施，走上科学化、规范化、现代化的发展模式，推动石油开采技术的全面

进步。

关键词：石油钻井；现状；技术；发展研究

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。

1石油钻井工程技术简介

1.1水平井钻井技术

水平井钻井技术是在上世纪八十年代迅速发展起来的一种钻井技术，同目前

各类钻井技术相比较，水平井钻井技术具有很多优势，发展到现在，其逐渐成为

比较核心钻井技术。随着一些大型油田的开采已经接近尾声，现需要寻找新的油

气资源，然而目前发现油田相对比较分散，针对这一情况，采用水平井钻井技术

恰好能够满足钻井工程的需求。作为一种定向钻井技术，水平井钻井技术的钻井

倾斜角度需要大于86度，且最大为90度左右。并且利用水平井钻井技术更适用

于特别薄的油气层钻井，利用该技术可以明显的提高薄油层的裸露程度，能够很

大程度上的提高油气的产量。此外，针对纵向薄油层，水平钻井具有明显的贯穿

效果，由于这方面技术的突破，可以保证一些薄油层能够被开采利用。

1.2欠平衡钻井技术

欠平衡钻井技术是在19世纪末被人们提出来的，其理论发展已经相当的完善。但是欠平衡钻井技术具有较高的要求，需要对油气资源地层压力比较了解，压力

控制比较精确，这样才可以发挥欠平衡钻井技术的优势，使得钻井速度加快，钻

井成本降低。不过利用欠平衡钻井技术进行钻井施工时，还是具有很大的风险，

由于需要相对精确的压力控制，所以钻井的难度也是相当的大，尤其是在水平钻

井以及超深钻井方面，近几十年来，我国在欠平衡钻井技术上投入很大，因此快

速地促进了欠平衡钻井技术的发展。

1.3大位移钻井技术

作为一种新型钻井技术，大位移钻井技术结合了深井钻井技术与水平井钻井

技术的优点。因此大位移钻井技术所具备的技术含量比较高，具有比较复杂，比

较特殊的性质。大位移井指的是水平位移与垂直深度的比值不小于2.0，并且水

平位移大于3000米，αmax大于63度。大位移井能够扩大控油面积，提高石油

开采效率，此外大位移钻井技术还具有以下三个优点：第一，能够节省钻井平台，较少钻井井数；第二，可以用于开发主油田附近的小油田；第三，对于海底油田

可以采取陆地开采的方法，避免搭建人工岛或者海上钻井平台，有利于保护环境。

1.4分支钻井技术

分支井指的是在一口主井的底部再钻出两口或者两口以上的分支井眼，也称

二级分支井眼，以进入地底油气藏，甚至还可以再从二级分支井眼的底部钻出多

个分支井眼（三级分支井眼）。其中主井眼可以是直井、定向斜井以及水平井；

分支井眼可以是水平井、定向斜井以及波浪式分支井眼。同普通定向井、水平井

相比较，分支钻井技术有着很大优点，在油藏工程上，能够增大油藏的裸露面积，提高泄油效率，可以采取纵向调整油藏的开采策略；在钻井方面，可以减少无效

井段，减少钻井设备的搬迁运输，节约套管以及泥浆等的费用，此外对于海底油田，能够确保海上平台井口槽得到充分利用，并且还使得平台的建造费用降低了。 2概述石油钻井机械性能失效的主要原因

2.1射孔作业不当

射孔作业是当前石油钻井技术运用中的一个方面，但是由于受到套管质量不高、破损严重等影响，就会带来不同程度的冲击，形成一种突然膨胀的现象，导

致套管在射孔作业情况下与非深孔井段之间的剧烈变形，造成力量的集中挤压，

降低套管强度降低，形成套管的变形，不利于钻机整体效能的全面发挥，其中，

射孔枪型号与套管壁厚强度的配合不当，造成套管材质的屈服强度与张力强度很高，不利于穿透力的整体效能使用，因此，要充分考虑射孔作业下的钻机技术与

运用功能。

2.2注入水引起套管变形

在钻机技术的运用中，由于注水过程中压力过大，也会造成套管的严重破坏。注水过程中，油层空隙压力发生普遍的提升，膨胀系数就会高涨，从而造成岩体

移动以及套管的破坏，影响钻机使用的整体效能。注水的压力增大，就会减少岩

石的抗剪切强度，从而增加注采压差，造成岩石的破裂等一些后果。注水压力减

小岩石的摩擦角，使倾斜的地层易滑动致使套管发生变形，在具体的使用过程中，要注意注水的力量，从套管的实用程度进行计算分析，形成良好的技术运用模式，减少注水给套管质量带来的影响。

3探讨石油钻井技术的运用情况

3.1新型技术的运用

从当前钻机技术的使用来看，尤其是在海上油田的开采中，多地采用FPSO装置，该装置主要面向大型化、深水及极区发展。FPSO在甲板上密布了各种生产设备和管路，并与井口平台的管线连接，设有特殊的系泊系统、火炬塔等复杂设备，整船技术复杂，价格远远高出同吨位油船。它除了具有很强的抗风浪能力、投资低、见效快、可以转移重复使用等优点外，还具有储油能力大，并可以将采集的

油气进行油水气分离，处理含油污水、发电、供热、原油产品的储存和外输等功能。

3.2自升式平台载荷不断增大

自升式平台发展特点和趋势是：采用高强度钢以提高平台可变载荷与平台自

重比，提高平台排水量与平台自重比和提高平台工作水深与平台自重比率；增大

甲板的可变载荷，甲板空间和作业的安全可靠性，全天候工作能力和较长的自持

能力；采用悬臂式钻井和先进的桩腿升降设备、钻井设备和发电设备。

3.3综合技术的全面提升

油藏开采技术不是单一的技术能解决的，而是要建立全方位的技术提升系统。从注水、酸化压裂、固井质量、套管材质、套管伸缩等是引发地质因素产生破坏

性地应力的各种因素着手，尽量减低斜点低渗透油藏的低压型特点，降低承平井

的造斜点，实现接近油层，采用保护油层的钻井完并液，侧重于考虑低渗透油藏

套管开窗到钻水平井的技术问题，采用多管外封隔器滑套完并管柱，采用多管外

封隔器滑套完井有利于水平井解堵和采取增产措施。压裂方法，层状油层水平井

只宜采用解堵性压裂，防止压裂裂缝穿透隔层进入永层。

4结语