全球钻完井技术发展趋势研究(下)
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探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是石油钻井的核心技术领域,主要涉及到的内容包括钻井工具和设备、钻井液、钻井作业、井筒完井等各个环节。
随着油气资源的不断开发和需求的增长,钻井工程技术也在不断发展和创新,以提高钻井效率和降低成本。
目前,钻井工程技术主要存在以下几个现状:一、钻井工具和设备的发展钻井工具和设备是钻井工程技术的基础,其发展直接决定了钻井效率和质量。
目前,随着科技的进步和材料技术的发展,钻井工具和设备已经更加先进和智能化。
采用了新型的高硬度合金材料来制造钻头,提高了钻进速度和寿命;应用了新技术和电子设备来实现井底测量和钻井监控,增强了工程师对钻井过程的控制和调整能力。
二、钻井液技术的改进钻井液在钻井作业中起到润滑、冷却、清洗井眼和稳定井壁的作用。
钻井液技术的改进可以降低钻井事故的发生率并提高钻井效率。
目前,钻井液技术已经从常规水基钻井液向油基钻井液、水泥渗漏控制剂、泥浆分离技术、高渗透率井眼防塌技术等方面发展,以适应复杂的地层环境和井眼形态,提高钻井质量和作业效率。
三、钻井作业技术的提升钻井作业技术主要包括钻井方案设计、钻井操作指导、井下作业协调等方面。
目前,随着数据采集和处理技术的进步,钻井工程师可以更加准确地分析地层情况和井下状态,进行钻井方案的优化设计,并实时监测和调整钻井过程。
利用互联网等信息技术手段,提高钻井团队之间的协作和沟通效率,优化钻井作业流程,提高钻井作业的效率和安全性。
一、自动化和智能化随着信息技术的发展,钻井工程技术将越来越智能化和自动化。
采用自动钻井系统可以实现钻井工程的全自动化操作,减少人工干预,提高作业效率和安全性。
采用人工智能、大数据和云计算等技术,可以对采集到的数据进行实时分析和处理,并根据模型进行预测和决策,提高钻井效率和质量。
二、环境友好型技术的应用随着环境保护意识的提升,钻井工程技术也在向环境友好型技术转变。
采用可降解的钻井液来替代传统的钻井液,在钻井作业结束后能够迅速降解和回收,减少对环境的污染。
探讨钻井工程技术现状及发展趋势近年来,随着石油勘探和开发的不断深入,钻井工程技术也得到了不断的发展和完善。
本文将从技术现状和发展趋势两个方面来对钻井工程技术进行探讨。
一、技术现状1. 钻井装备逐步智能化传统的钻井设备通常需要大量的人力来操作,效率低下。
近年来,钻井装备逐步智能化,井下自动化技术被广泛应用,实现了自动化控制,人员配备也相应减少。
智能化装备极大提高了钻井工程的效率和安全性。
2. 钻井技术不断改进传统的钻井技术存在着许多问题,比如钻头磨损、孔径精度不够等等。
近年来,人们利用新的技术手段不断改进和完善钻井技术,在钻井过程中减小了自然环境和井下情况的干扰,提高了钻井的成功率和效率。
3. 环保要求逐步提高随着环境污染和能源消耗等问题的不断加深,对钻井工程的环保要求也逐步提高。
近年来,人们在钻井过程中使用环保材料和环保技术,对小颗粒等有害物资进行分类和处理,尽可能减少污染。
二、发展趋势1. 油气勘探深度将不断加深和扩大随着地球资源的逐步枯竭,油气勘探面积和深度将不断扩大,这对钻井工程技术的提出了更高的要求。
未来,钻井技术将不断先进化,更深的钻探、更复杂的地层、更高的温度和压力将成为常态。
2. 钻井技术将以“深、快、稳”为标准未来钻井工程技术将以“深、快、稳”为标准,根据地下环境不同,钻井技术将不断变化和创新,技术水平将不断提高。
钻井装备将更为智能化、高效化,提供完善的管控系统和信息采集设备,提高钻井的能力和效率。
3. 人们将更加注重环保和安全未来人们将更加注重环保和安全,开发环保、低碳和可持续能源成为全球的趋势。
钻井工程的设计和实施过程中将更加注重环保和安全,充分整合环保、安全、科技等因素,按照可持续化发展的原则实施钻井工作。
综上所述,钻井工程技术在不断进步和完善中,未来的发展将更注重技术创新、环保和安全。
这将是一个充满挑战和机遇的时代,而加强创新和技术升级则是提高竞争力、实现可持续发展的关键。
探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是一项复杂而又重要的工作,它是油气勘探与生产的核心环节之一。
随着油气资源逐渐枯竭和需求增加,钻井工程技术不断得到改进和提高,使得勘探和生产成本逐渐降低。
本文将探讨当前钻井工程技术的现状以及未来可能的发展趋势。
1. 现代化智能化钻井设备的现代化智能化成为当前技术发展的趋势,随着计算机、电子技术的发展,各种智能化设备逐渐应用到钻井工程中。
钻井平台智能化控制系统、神经网络预测技术以及现代化电力传动系统等,极大提高了钻井工程效率和准确性,同时降低了安全风险和环境污染。
2. 深层钻井当前大部分国家油气资源逐渐减少,而深层气藏、超深层油藏等资源的勘探与开发已成为热点。
深层钻井涉及到高温、高压、高含硫等复杂地质条件,需要钻机、钻头、钻杆等设备高标准的抗压承载能力及温度耐受性。
因此,未来钻井技术向更深层油藏、气藏开发的方向发展是不可避免的。
3. 环保绿色化钻井工程技术的发展必须要考虑到环保问题,人们意识到,油气的勘探、开发和利用会对环境造成不良影响。
因此,当前一系列环保措施被逐渐采用到钻井工程中。
比如,利用先进的环保型钻头和钻杆、采用新型钻井泥浆缩短井口污染时间、实行无砖混凝土钻柱削弱地质障碍等。
未来,钻井工程技术将继续朝环保绿色化的方向发展。
4. 自动化化自动化技术将成为钻井工程未来的重要发展方向。
自动化工具和高效软件的应用将极大地提高钻井的效率和准确性,同时降低人为因素带来的不利影响,如提高钻井安全性、优化作业流程和降低维护成本等等,自动化化也逐渐成为钻井工程技术发展趋势的一项核心。
二、未来的发展趋势1. 数字化随着计算机和通信技术的飞速发展,数字化技术已成为未来钻井工程发展的前沿。
数字化技术可以对油气生产过程进行实时监测和数据处理,减少停机时间和运营风险,同时提高勘探的准确性和生产率。
2. 现代化的新材料现代化的新材料将成为未来钻井工程技术发展的重要方向。
新材料应用在钻头、钻杆、钻柱、钻井液等方面,可以加强机械性能和化学稳定性,从而提高钻井的质量和效率。
探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是石油行业中的重要分支,其作用是开采油田、制造井眼和填充井眼。
它涉及多个领域,包括地质学、机械工程学、电子工程学和材料科学等。
随着技术水平的不断提高,钻井工程技术正在不断发展,各种新技术不断涌现,其发展趋势也在日益清晰。
一、现状分析当前,国内外油气勘探工作已进入高技术阶段,其中最具代表性的是深海和陆上超深井钻探,涉及井深超过7000米。
在这一背景下,各公司的钻井技术不断更新,产品也不断升级,以提高钻探效率和安全性。
现阶段的技术趋势是追求高效率和高质量。
因此,各种新技术和设备的应用变得越来越广泛。
例如:1.自动化技术:通过使用自动化技术,大大减少了人工操作的风险,同时提高了钻探的速度和精度。
2.智能设备:智能化技术已经成为钻井工程技术的重要组成部分。
智能设备可以更好地监测井深和井壁压力,以确保油气管线的安全。
3.立体成像技术:通过使用立体成像技术,可以更准确地检测井下地层的情况,从而更好地确定开采方案。
4.新型材料:新型材料的应用使得钻探设备更加耐用、安全和高效。
例如,镁合金和碳纤维等新材料正被广泛应用于各类钻井设备上。
二、发展趋势未来,钻井工程技术将继续向高效率、自动化和智能化方向发展。
以下是几个主要的趋势:1.自动化程度更高:自动化技术将变得更加成熟和普及,更多的人工将会被自动化系统代替。
从而可以保证开采效率和安全性。
2.更加智能化的设备:新一代的钻井设备将会更加智能化,它们能够进行更加精细的井下数据采集和控制,以提高生产效率和安全性。
3.更高效的井壁完整性维护:高效的井壁完整性维护将会成为未来发展的重点。
新技术和先进的设备将被广泛应用在井壁完整性维护上,从而提高钻探效率和井壁完整性。
总之,随着各种新技术和设备的不断涌现,未来的钻井工程技术将更加智能、高效、安全和可持续,为石油工业的发展提供更加坚实的支撑。
探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是石油钻井行业的核心技术之一,它涉及到油气井的钻井设计、材料选择、钻井操作等方面。
随着石油资源的逐渐枯竭和技术的不断进步,钻井工程技术也在不断发展。
本文将探讨钻井工程技术的现状及其发展趋势。
目前,钻井工程技术已经取得了一系列重要的技术进展。
钻井设备的发展使得钻井作业更加高效、安全。
自动化钻井系统的应用使得钻井操作能够更加精确和可控,大幅度提升了钻井的效率。
随着钻井技术的不断提高,已经可以实现超深井的钻探。
目前,全球最深的油井已经达到了12,376米的深度,超深井的钻井技术成为了当前的研究热点之一。
随着水平井和多级压裂技术的发展,已经可以有效地开采页岩气和致密气等非常规油气资源。
未来,钻井工程技术将继续朝着以下几个方向发展。
随着石油资源的逐渐枯竭,未来的钻井工程技术将更加注重提高勘探效率和生产效率。
新型的勘探技术和仪器将被开发,以提高发现和采集油气资源的能力。
随着环境保护的重要性的提升,钻井工程技术也将更加注重降低对环境的影响。
开发更环保的钻井液和能源系统,减少废弃物的排放和化学物质的使用,是未来的发展方向之一。
随着人工智能技术的发展,将有更多的智能化和自动化的设备应用于钻井作业中,提高工作效率和安全性。
与此钻井工程技术的发展还面临一些挑战。
超深井的钻井技术是目前一个较为困难的问题。
钻井过程中的高温高压、井壁不稳定和井眼塌陷等问题对钻井工程师提出了更高的要求。
非常规油气资源的开采技术也需要进一步突破。
目前,非常规油气资源的开采技术尚不成熟,且对环境的影响较大,亟需创新的技术解决方案。
钻井工程技术的发展还需要增加对新型设备和材料的研究投入,以满足不断提高的工业需求。
钻井工程技术在不断发展并取得了重要的技术突破。
未来,钻井工程技术将继续朝着提高勘探和生产效率、环保化、智能化等方面发展。
面对挑战,钻井工程师需要不断创新和提高自己的技术水平,以应对日益复杂的工作环境和任务要求。
探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是石油勘探与开发的重要环节,它是人类获取地下能源资源的关键技术。
随着全球能源需求的增加和传统能源资源逐渐枯竭,钻井工程技术差异化和先进化的需求也越来越迫切。
本文将就钻井工程技术的现状及其发展趋势进行探讨。
钻井工程技术的现状钻井工程技术在过去几十年里取得了巨大的进步,从传统的手工操作发展到了现代的自动化、数字化和智能化水平。
以下是钻井工程技术的一些重要现状:1. 钻井装备的升级:钻井机械装备从早期的旋转钻和豪华钻井设备,到如今的大功率直驱电机和高效电动机械装备,电液对控制系统,装备的升级提高了钻井效率,并减少了钻井事故的风险。
2. 安全环保技术的应用:近年来,随着环保意识的增强和环境法规的加强,钻井工程技术中的安全环保技术得到了广泛应用。
井下环境监测装置、环境风险评估和预警系统等,有效减少了事故发生的概率,保护了环境的安全。
3. 控井技术的改进:控井技术是钻井工程中至关重要的一环,其安全性和准确性直接关系到井下井上的危险性与环境的安全性。
现如今,随着计算机、通讯和传感系统技术的发展,实时数据采集和处理技术、控井模拟仿真技术和自动化控井系统等都取得了重大突破,提高了控井的准确性和安全性。
4. 水平井技术的突破:水平井技术是近年来钻井工程技术的一大突破。
通过水平钻井技术,油井效率得到了大幅提升,油井储量得到了有效开发。
水平井技术也逐渐应用于非常规能源资源的勘探与开发,提高了非常规油气资源的利用率。
钻井工程技术的发展趋势随着能源需求的不断增加和能源资源的枯竭,钻井工程技术将继续发展。
以下是钻井工程技术的几个发展趋势:1. 数字化和智能化:数字化和智能化技术的发展将在钻井工程中发挥重要作用。
无人机在钻井勘探中的应用、智能井下传感器和智能化自动化控制系统的应用等,将显著提高钻井过程的精确度和效率,减少人工操作的风险。
2. 高效率、低成本:随着能源资源的稀缺性和价格上涨的压力,钻井工程技术将趋向于高效率和低成本。
探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是石油和天然气开发过程中的重要环节,它不仅直接影响着能源资源的开采效率和成本,还关乎着能源产业的可持续发展和国家能源安全。
随着石油和天然气勘探开发的不断深入,钻井工程技术也在不断创新和发展。
本文将探讨钻井工程技术的现状及发展趋势。
一、钻井工程技术现状1. 钻井技术设备水平不断提高随着科技的不断进步,钻井技术设备水平也在不断提高。
先进的液压钻机、自动化控制系统、实时数据传输技术等设备的应用,极大地提高了钻井的效率和安全性。
钻头、钻杆、钻井液等钻井工具的制造工艺和材料也得到了革新,使其在各种复杂地层中的应用能力得到了提升。
2. 钻井技术标准化和规范化程度提高钻井工程技术的标准化和规范化程度不断提高,使得钻井作业更加规范和科学。
各种标准化的规范文件和指导意见的制定推动了钻井技术的发展,同时也提高了钻井工程的质量和安全水平。
3. 钻井工程技术在非常规油气领域的应用非常规油气的开发要求对钻井工程技术提出了更高的要求。
水平井、多级水平井、压裂井等技术的应用,需要更加先进的钻井技术和工程手段。
钻井工程技术在非常规油气领域的应用,不断推动着钻井技术的进步和创新。
4. 钻井液技术的改进和创新钻井液是钻井过程中不可或缺的重要技术环节,其性能将直接影响到钻孔的质量和效率。
近年来,钻井液技术得到了较大的进步和改进,高效环保的钻井液技术不断涌现,为钻井工程技术的发展提供了更好的保障。
5. 钻井工程技术的自动化和智能化发展随着物联网、大数据、人工智能等新兴技术的迅猛发展,钻井工程技术也在向自动化和智能化方向不断发展。
自动化控制系统、智能钻头、智能钻井液等技术的应用,使得钻井作业更加安全高效,并且减轻了人力成本。
1. 钻井技术设备向大型化、集成化、智能化方向发展未来,钻井技术设备将更加向大型化、集成化和智能化方向发展。
大型钻机、多功能集成钻机、智能钻井设备等将成为发展的趋势。
这不仅可以降低钻井成本,提高钻井效率,还可以减少工人的作业强度和提高工作安全性。
探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是石油工业中的关键环节之一,它涉及到石油勘探、开发和生产过程中的钻井操作和相关技术。
本文将从钻井工程技术的现状和发展趋势两个方面进行讨论。
钻井工程技术的现状主要体现在以下几个方面:在钻井设备方面,钻机的自动化程度不断提高。
自动钻机的应用使得钻井作业更加高效和安全,人力需求减少,操作风险也降低。
钻井设备的智能化发展,使得数据采集和分析工作更加方便和准确。
在钻井工艺方面,多级压裂、水力驱油等先进技术的应用提高了钻井效率。
多级压裂技术可以增加油气井的产能,水力驱油技术可以提高油气井的持续产量。
随着水平井和超水平井的广泛使用,钻井工艺也得到了不断的改进和创新。
钻井液技术的发展也得到了显著的进展。
传统的钻井液主要是水基和油基钻井液,不仅有环境污染问题,而且在深水、高温等复杂环境下的适应性较差。
近年来,固体钻井液、水泥钻井液、纳米钻井液等新型钻井液技术逐渐应用,它们具有更好的环境适应性和钻井效果。
除了现状之外,钻井工程技术的发展趋势也是一个值得关注的话题。
以下几个方面可以作为未来钻井工程技术发展的趋势:随着油气资源日益枯竭,勘探和开发复杂地质条件下的油气资源将成为未来的主要方向。
在井深、井径、温度、压力和非常规油气等复杂环境下,钻井技术需要不断创新和改进,以提高钻井效率和质量。
数字化和智能化技术将在钻井工程中得到更广泛的应用。
通过传感器和无线通信等技术,可以实现对钻井现场数据的实时监测和分析,以及对钻井设备的远程控制和管理,提高工作效率和安全性。
环保和可持续发展也成为全球关注的焦点之一。
钻井工程技术要在减少环境影响和资源消耗的基础上,提高钻井效率和效益。
研发和应用更环保的钻井液技术和钻井废弃物处理技术将是未来的重点。
人力资源和培训也是钻井工程技术发展的重要环节。
随着全球石油勘探开发活动的不断增加,钻井工程技术人才需求将持续增长。
培养高素质的钻井工程技术人才,强化技能培训和知识更新,将是未来的发展方向。
探讨钻井工程技术现状及发展趋势钻井工程技术是石油工业中的关键环节,它涉及到油气勘探、开发和生产过程中最重要的步骤之一。
随着石油资源的逐渐枯竭与人们对能源需求的不断增长,钻井工程技术的发展趋势逐渐受到了广泛关注。
本文将探讨钻井工程技术的现状以及未来的发展趋势。
钻井工程技术的现状主要可以从以下几个方面来进行分析:钻井工程技术的自动化和智能化程度不断提高。
传统的钻井方式需要大量人工操作,不仅效率低下,而且存在很多安全隐患。
而随着科技的发展,自动化和智能化装备的应用已经逐渐成为钻井工程的主要趋势。
自动钻井装置可以通过无人操控自动完成钻井过程,有效提高了生产效率,减轻了劳动强度,并且还能够实时监测井下状况,提高作业的安全性。
钻井工程技术的高深井开发能力不断提升。
由于常规油气资源逐渐减少,人们开始向超深层、大角度和复杂地层等难以开采的油气资源进行开发。
为了应对这一挑战,钻井工程技术也在不断发展。
钻井工程师通过使用高性能钻头和复合钻柱等新材料,可以有效地解决井下高温、高压和腐蚀等复杂环境条件下的钻井难题。
水平井和多级水平井技术的发展也为开发难采油气资源提供了有效的方法。
钻井工程技术的环保性能不断提高。
在过去的钻井过程中,由于钻井液和钻井废弃物的大量排放,对环境造成了严重的污染。
而现代钻井工程技术则注重环保性能的提高。
通过使用环保型钻井液和回收利用废弃物等措施,可以有效减少钻井过程中的污染物排放。
钻井废弃物处理技术也得到了大幅度的提升,能够将废弃物进行安全处理和利用,减少对环境的损害。
钻井工程技术的数字化管理水平不断提升。
随着信息技术的飞速发展,数字化管理在钻井工程中得到了广泛应用。
通过建立数字化钻井模拟平台和实时监测系统,可以实现对钻井过程的全程跟踪和控制。
通过数据分析和统计,还可以挖掘出隐藏在数据中的规律和信息,为决策提供科学依据。
未来,钻井工程技术还将面临许多挑战和发展方向。
随着非常规油气资源的开发步伐加快,钻井工程技术需要更高的适应性和灵活性。
全球钻完井技术发展趋势研究(下)2014-1-27 1:27:52 标签:完井技术压裂技术钻井新方法全球趋势钻井完井分享到:0文|汪海阁等中石油勘探开发研究院钻井所副所长,研究生导师2、国外完井、压裂技术新进展2.1 完井新技术完井是连接钻井和生产的关键环节,完井技术是影响油气井开发效益的关键技术。
近两年完井技术革新主要围绕水平井开展,膨胀管技术和多级完井工艺得到不断发展和走向成熟。
i-Frac 完井工具:挪威i-TEC 公司新推出革命性的i-Frac 完井工具,主要用于致密储层增产作业,可以显著减少作业时间,加快投产进度,从而降低成本。
i-Frac 新型投球滑套工具包括2 种尺寸类型:Ф5.6in×37.9in 和Ф6.732in×36.4in,分别用于4.5in 和5.5in 套管,最高工作压力达10kpsi 和15kpsi,最高抗温177℃,使用的投球尺寸分别为1.875~3.625in 和1.875~4.5in。
使用i-Frac 完井工具进行压裂施工,仅需一次投球即可打开超过20 个滑套,大大提高了作业效率。
今年4 月对北海挪威大陆架一口水平井的碳酸盐岩储层实施分段压裂,井深4921m,水平段长839m,分3 次投球完成3 级56 个滑套的压裂施工,第1、2 个球分别打开19 个滑套,第3 个球打开剩余的18 个滑套,共计用时1.5d。
如使用常规作业方式,每次只能打开一个滑套,累计需要40~50d。
该技术同样适用于页岩油气井,尤其是在美国的致密页岩气田和中国的低压低渗致密油气田,预计至少可以节省一半的投产作业时间。
采用这种方式进行压裂作业也意味着能够将压裂作业所占用的资源快速转移到其他地方去,最大限度地降低对环境的影响,明显减少压裂作业对水资源的需求,而水资源对于美国页岩油区是一个棘手的问题。
套管下深工具(DST):Shalerunner 的套管下深工具(DST)是在页岩储层井中应用完井管串的新型运载工具,能够确保完井工具成功着陆。
该工具添加了一个高速旋转的扩眼引鞋,允许作业者必要时钻掉完井工具。
工具可以减少起下钻,具有清洗、扩眼和重入井眼的能力,可使完井管串下入准确位置而无需旋转,避免下尾管系统过早坐挂的任何系统风险。
可膨胀防砂筛管完井系统:由Weatherford 公司研发的可膨胀防砂筛管完井系统已成功应用于沙特阿拉伯油田的一口陆上水平井中,这是世界上首次成功完井的实例,创立了多项世界纪录。
智能完井技术:Weatherford 公司的微密封膨胀封隔系统使用了一种专有弹性体,能根据微环空内的排出液类型进行膨胀,防止微环隙内的流体和压力运移,不必进行修井和补救注水泥作业;Baker Hughes 公司发布的新型膨胀尾管悬挂器TORXS 系统能够在固井施工之前安装,以消除在固井、打捞作业或弃井过程中下放该工具被卡的风险。
该工具应用范围广,可在深水油气井、斜井、定向井和未来的单一井径井完井中使用。
Packers Plus 能源服务公司是多级压裂完井工艺系统的先锋,在设计和制造各种完井系统创新技术方案方面处于行业领先地位,其发布的QuickFRAC 多级完井系统为行业首创,在15 次处理作业中完成了60 级改造。
2.2 压裂新技术近两年,非常规油气开发取得突破性进展,压裂技术成为关注的焦点。
水力压裂技术的地位大幅提升,重要性日益凸显,正在页岩气、致密气、致密油等非常规油气的开发中发挥着至关重要的作用。
目前主流技术有水力喷射、裸眼封隔器、快钻桥塞3 种工艺,压裂呈现出平均分压段数、平均水平段长度、平均单段加砂量不断增加,平均段间距不断减小的发展趋势。
压裂段数倍增技术:通过一个允许重复投球的滑套实现同一尺寸的球多次投放和准确坐封在特定位置,可成倍增加压裂段数、减少完井时间、提高单井产量。
该技术已成功进行现场测试,2011年实现了60 级分压,研发目标是用于更长的水平井,缩短段间距,使分压段数达100 段。
缝网压裂技术(同步、拉链式):同步压裂和拉链式压裂已经被成功地用于多个页岩气田的开发。
同步压裂平均增产30%以上。
两步跳压裂法还处于概念阶段。
高速通道压裂技术(HIWAY):改变了依靠支撑剂形成导流能力的方式;在压后支撑剂充填层内建立稳定的通道;大幅提高压后裂缝导流能力;特定射孔、脉冲式注入、专有纤维三者结合。
在全球超过3000 个层段的作业,施工成功率大于99.9%,压后产量显著提高(20%以上),单位生产成本降低。
我国已在长庆油田成功实施了一口试验井。
快速压裂技术(QuickFrac technologies):作为一套全新的批压裂工艺,在两个封隔器之间安装若干专有滑套把目标层分割成独立的小段,投一次球打开该层内所有滑套,节约泵送时间和成本,降低压裂液用量。
双分支水平井、多分支井分段压裂技术:每个分支长1500m 以上,15 段以上分压,与单分支井水平井相比,产量提高25%,成本节约35%,内部收益率由51%提高到98%。
井下混液技术(CobraMax DM):从环空高速注入清洁压裂液,从连续油管低速注入支撑剂,压裂液与支撑剂在井下通过特殊工具实现均匀混合。
可实现一次注入完成多段压裂;根据井下情况与需要灵活控制支撑剂浓度,有效提高完井效率;预留支撑剂段塞用于隔离各压裂层段,有助于提高近井筒导流能力。
环保型压裂新技术:包括闭环压裂作业、LPG 无水压裂、集中压裂等。
压裂技术的发展趋势是:随压甜点监测,实现压裂段数少、精、准;增加储层接触面积,提高压后裂缝导流能力;工厂化作业,降低压裂成本,提高作业效率;研发“绿色”添加剂,大幅降低用水量,减少占地。
3 、国外钻完井前沿技术3.1 双壁同心钻杆钻井新方法双壁同心钻杆钻井(Reelwell Drilling Method,简称RDM)是应用双层同心钻杆作钻井液流入流出通道来解决钻井难题。
循环钻井液和钻屑是从双层钻杆的内部通道返到地面,而不是如常规钻井那样从井壁与钻杆的环空中返到地面。
系统的关键技术是井下压力隔离系统,以保证无限次开关操作都能实现井下隔离。
通过在双壁钻杆上下安装的一系列流量控制阀,确保复杂地层的钻井更安全有效。
主要技术优势有:采用反循环技术,管外环空内充满清洁的钻井液,可维持井筒清洁,井壁不受冲刷;内管外壁有绝缘涂层,管中管充当同轴电缆,向井下供电,实现数据的高速、双向传输;在水平井段和大位移井中,推动钻柱前进,给钻头施加更有效的钻压,解决了长水平段水平井的加压问题;钻井安全方面,RDM 提供一个良好的闭路循环系统,非常适合于深水窄密度窗口储层的安全钻井,能精确控制井下压力和循环量,对钻井液的体积变化作出即时响应、控制和调整,在钻井液停止循环或接单根时实现井内关井。
而不改变井底压力,从而避免压力波动导致油气入侵;可膨胀尾管代替BHA 接入,可用于套管钻井或尾管钻井;井下压力隔离系统相当于给井控增加了一道屏障。
该技术可应用于复杂深井、大位移井和长延伸段水平井。
RDM 钻井的概念最早由挪威国家石油公司、挪威科学研究委员会提出,Reelwell 公司于2004年开始研发,现已通过了几次全尺寸测试,2009 年首次在挪威陆上的一口MPD 定向井上应用,2010年第一次在加拿大的一口页岩气井上应用,证明了其有效性和潜在能力,预计2015 年能达到工业化应用。
目前Reelwell 无隔水管钻井技术的研发得到了Petrobras、Dockwise、Shell、Total 和挪威国家研究委员会的支持。
一旦投入商业应用,必将给深水钻井带来一次革命。
3.2 无钻机技术海底钻井技术(海底无人值守钻机):这项指钻机坐落在海底的钻井技术,不受水深和海况限制,能够解决深水作业中面临的各种海况问题,可应用于台风、飓风频发海域的油气钻探。
由于深水钻井环境恶劣,一般需要大型浮式钻井装置——半潜式钻井平台和钻井船,其造价极高,作业费用更高。
如果能够不用大型浮式钻井装置就能钻井,必将节省大量的钻井成本,还能避开恶劣的海洋环境对钻井作业的干扰。
为此,提出了海底钻机的设想,设计了多种方案。
如美国Gregg 海洋公司新推出的一种机器人海底取样钻机,其最大作业水深3000m,可钻取150m 深的岩心,预示未来随着技术的进步,用海底钻机进行深水石油钻井将成为可能。
海底钻机的共同特点包括:不用钻井船、半潜式钻井平台,也不用隔水管和升沉补偿装置,容许浮式辅助船有很大的漂移范围;不受海况、水深和天气的限制,无需动力定位;无需钻工;压力补偿式密闭装置;全自动化;遥控等。
海底钻井通过电缆来提供动力和必需的作业流体,并依靠各种技术控制水下工程作业。
国外从20 世纪90年代已经开始研究,Seabed Rig 公司的Seabed 钻井技术、Shell 公司的Seafloor 钻井技术、德国布莱梅大学研发的Mebo 海底钻井系统、Maris 公司的海底钻机都属于这一类,但多停留在概念设计阶段。
Seabed Rig 公司已完成概念设计,正在进行关键部分的实体设计。
此技术难度较大,预计2020 年前能达到工业化应用。
獾式钻探器:獾式钻探器是一种不用钻机钻孔,靠自掩埋钻探工具将监测仪器随身带入地下永久监测地下地质状态与活动的一种地质勘探技术。
1999 年,挪威技术专家首次提出了獾式钻井概念,这种无钻机钻井方式可在很大程度上解决深海、极地等特殊复杂区域的探井所面临的难题。
钻入时,钻探器通过电缆供电,驱动前端电动钻具带动钻头破岩,同步将岩屑输送到后端挤埋到地层中,如此实现獾式钻进。
随同钻探器带入地下的监测站将监测到的信息以2Mbit/s 以上传输速率从电缆传输到地面。
目前ExxonMobil、Shell 和NOV 等石油公司通过联合工业组织资助挪威的獾式钻探器公司开展研发,现已进入室内地表全尺寸自掩埋试验阶段,其远期目标是3000m 钻深。
无钻机钻井技术的应用前景主要有:作为油气资源勘探的一项技术,用以代替深水野猫井采集地层信息,降低勘探风险;利用獾式钻探器地下监测站和电缆高速信道,采集VSP 信号,提高物探精度;利用獾式钻探器自身携带的永久监测站代替常规监测井进行地下微地震监测及连续的三维地震,监测油藏中各种流体运动和压力变化,为确定剩余油分布、优化开发方案、提高采收率提供技术手段;极地(北极)资源钻探与监测。
3.3 天然气水合物开发钻采技术开采方式的高成本是制约可燃冰产业发展的一大瓶颈,各国正在加快推进开发可燃冰的步伐,日本、美国、加拿大、俄罗斯、印度、韩国等国政府都制定了有关天然气水合物的长期研究计划。
美国2000 年起将“可燃冰”作为政府项目进行勘测,2012 年斥资2900 万美元在阿拉斯加试验开采,曾用潜艇开采海底可燃冰,成本高达每立方米200 美元。