激光钻井技术研究展望

激光技术在钻井中的应用摘要随着钻井深度的增加和钻井成本的提高，必须改变传统的钻井方式，来适应石油工业的发展需要。

本文在对传统钻井工艺进行回顾的同时，展望新一代的激光钻井技术，分析各自的特点和激光钻井的优势；根据激光能量密度大等特性，利用激光器把其他形式的能转换成光能形成很高的温度，从而熔化、融熔、震碎、蒸发要钻进的岩石进行钻井；指出激光钻井在降低成本、减少污染方面有很大的潜力，有可能使钻井发生革命性变化；提出在我国现有技术及经济条件下，应当深入探讨激光钻井原理，激光钻井的可行性及对可用于钻井的激光器的特殊要求。

关键字：激光技术；传统钻井；激光钻井AbstractAlong with the increase of drilling depth and drilling cost, the traditional drilling way must be changed to adapt to the development of the petroleum industry needs. This paper reviews the traditional drilling technology, as well, it forecast the future application of the new generation of laser drilling technique. It also analyzes their characteristics and laser drilling advantages; According to the large properties of laser energy density, using laser can convert other forms energy to light as well as form a high temperature to melt ,fusing, shatter and evaporate the drilling rock; It points out that laser drilling has great potential at reducing the cost and pollution.It may bring a revolution to drilling; It put forwards that we shall discuss the principle of laser drilling and the feasibility of laser drilling further. As well as the special requirements of the lasers that can be used for drilling, in Chinese current technical and economic conditions.Key word:laser technology;conventional drilling;laser drilling引言激光技术是20 世纪60 年代在量子物理学、光子光谱学、无线电电子技术基础上兴起的一门多学科结合的科学技术[1]。

激光测量仪器在矿山勘探中的应用与前景随着科技的不断进步和矿山勘探的需求增加，激光测量仪器作为一种精密且高效的技术手段，在矿山勘探领域得到了广泛的应用。

激光测量仪器具有高精度、高速度、非接触等特点，使得矿山勘探工作变得更加准确、高效和安全。

本文将详细介绍激光测量仪器在矿山勘探中的应用，并展望其未来的发展前景。

激光测量仪器在矿山勘探中的应用是多样化的。

首先，激光测距仪被广泛应用于矿山里程标定，通过测量激光器发出激光束到达地面的时间来计算距离，从而准确获取地下隧道的长度和位置，为矿山施工提供重要的依据。

其次，激光扫描仪也是矿山勘探中常用的工具之一。

激光扫描仪可以实现对地下空间的三维测绘和模型重建，精确获取地下的地貌和构造信息，帮助勘探人员更好地理解矿山的地质结构。

此外，激光测量仪器还可以应用于岩石物性的测定、断层监测、矿区变形监测等工作，为矿山勘探提供更全面的数据支持。

激光测量仪器在矿山勘探中的应用给矿山勘探工作带来了许多优势。

首先，激光测量仪器具有高精度的测量能力。

相比于传统的测量仪器，激光测量仪器能够实现高分辨率的测量，可以准确获取地下空间的各种参数。

其次，激光测量仪器具有高速度的特点。

激光扫描仪能够在较短的时间内完成对整个矿山空间的扫描和测量，大大提高了勘探工作的效率。

另外，激光测量仪器是非接触式测量技术，不需要直接接触到被测物体，减少了勘探过程中可能存在的安全隐患。

总的来说，激光测量仪器在矿山勘探中的应用有助于提高勘探工作的精确性、效率性和安全性。

展望未来，激光测量仪器在矿山勘探中的前景广阔。

首先，随着激光技术的不断发展，激光测量仪器将进一步提高精度和速度。

高分辨率的激光扫描仪有望成为矿山勘探中的标配设备，为勘探人员提供更详尽的数据支持。

其次，激光测量仪器的无人化应用也将得到进一步发展。

通过无人机搭载激光扫描仪，可以实现对较大范围矿区的三维测量和模型重建，大大提高测量效率。

另外，激光测量仪器与其他技术的结合也将推动矿山勘探工作的创新。

钻井新技术及发展方向分析1 钻井技术新进展1.1石油钻机钻机是实现钻井目的最直接的装备,也直接关系到钻井技术进步。

近年来,国外石油钻机能力不断增强,自动化配套进一步完善,使钻机具备更健康、安全、环保的功能,并朝着不断满足石油工程需要的方向发展。

主要进展有:(1) 采用模块化结构设计,套装式井架,减少钻机的占地面积,提高钻机移运性能,降低搬家安装费用。

(2) 高性能的“机、电、液”一体化技术促进石油钻机的功能进一步完善。

(3) 采用套管和钻杆自动传送、自动排放、铁钻工和自动送钻等自动化工具,提高钻机的智能化水平,为提高劳动生产率创造条件。

1.2随钻测量技术1.2.1随钻测量与随钻测井技术21 世纪以来, 随钻测量(MWD) 和随钻测井(LWD) 技术处于强势发展之中,系列不断完善,其测量参数已逐步增加到近20种钻井工程和地层参数,仪器距离钻头越来越近。

与前几年的技术相比,目前,近钻头传感器离钻头只有0.5～2 m 的距离,可靠性高,稳定性强,可更好地评价油、气、水层,实时提供决策信息,有助于避免井下复杂情况的发生,引导井眼沿着最佳轨迹穿过油气层。

由于该技术的市场价值大,世界范围内有几十家公司参与市场竞争,其中斯伦贝谢、哈里伯顿和贝克休斯3 家公司处于领先地位。

1.2.2电磁波传输式随钻测量技术为适应气体钻井、泡沫钻井和控压钻井等新技术快速发展的需要,电磁波传输MWD(elect romagnetic MWD tool s ,EM MWD) 技术研究与应用已有很大进展,测量深度已经达到41420 km。

1.2.3随钻井底环空压力测量技术为适应欠平衡钻井监测井筒与储层之间负压差的需要,哈里伯顿、斯伦贝谢和威德福等公司研制出了随钻井底环空压力测量仪（annular pressure measurement while drilling, APWD) ,在钻井过程中可以实时测量井底环空压力,通过MWD 或EMMWD 实时将数据传送到地面,指导欠平衡钻井作业。

激光经纬仪在地质井测量中的应用与技术发展趋势引言：地质井测量是地质勘探领域中不可或缺的重要环节。

为了更精确地了解地下地质结构，科学家们不断寻求更先进的测量技术。

近年来，激光经纬仪的引入为地质井测量带来了革新，大大提升了测量精度和效率。

本文将探讨激光经纬仪在地质井测量中的应用，并展望其未来的技术发展趋势。

一、激光经纬仪在地质井测量中的应用1. 测量地下井的深度和直径：激光经纬仪通过发射激光束并接收反射光，利用测距原理可以高精度地测量地下井的深度。

此外，激光经纬仪还可以利用扫描功能测量井的直径，帮助科学家们准确了解井的形状。

2. 地下物质成分分析：激光经纬仪通过测量反射光的波长和强度，可以分析地下物质的成分。

利用激光经纬仪进行地下物质成分分析，可以帮助科学家们了解地下岩石的类型、矿物质组成等重要信息，为地质勘探和资源开采提供依据。

3. 检测地下地层的变化：地下地层的变化对于地质勘探十分重要。

激光经纬仪通过测量在不同深度和位置处的光的反射情况，可以帮助科学家们监测地下地层的变化。

这对于研究地质构造的变化、地震活动的趋势等具有重要意义。

4. 地下水位监测：地下水位的变化对于环境和地质勘探都有着重要影响。

利用激光经纬仪可以高精度地测量地下水位的变化，科学家们可以通过监测地下水位的变化，了解地下水资源的利用情况以及环境变化对地下水位的影响。

二、激光经纬仪在地质井测量中的技术发展趋势1. 更高的测量精度：随着科学技术的不断进步，激光经纬仪的测量精度将得到进一步提升。

采用更先进的激光测距技术，如相位差测量方法等，可以实现更高的测量精度。

这将有利于科学家们更精确地了解地下地质结构。

2. 多波长激光技术：目前的激光经纬仪主要使用单一波长的激光，但随着多波长激光技术的发展，科学家们可以利用多种波长的激光进行测量，实现对地下物质更全面的分析。

这将进一步提高地质井测量的准确性。

3. 自动化与机器学习技术的应用：自动化和机器学习技术在各个领域都有广泛应用，地质井测量也不例外。

收稿日期:2008 07 15基金项目:国家自然科学基金项目 激光破岩热影响区岩石物性的变化规律(50874019);湖北省自然科学基金 激光破岩的排屑机理与温度场特性研究 (2005A BA310);CN PC 石油科技中青年创新基金 激光射孔破岩的储层物性研究 (2002Z0601)作者简介:马卫国(1961 ),男,湖北赤壁人,教授级高级工程师,1995年硕士毕业于中国石油大学(北京),现从事石油钻井工程和机电一体化技术教学及研究工作,E mail:mw g jh@v ip.sina.co m 。

文章编号:1001 3482(2008)11 0011 07国内外激光钻井破岩技术研究与发展马卫国,杨增辉,易先中,江 山,钱玉宝,管 锋(长江大学机械工程学院,湖北荆州434023)摘要:激光钻井破岩是钻探工程领域一项具有前瞻性的应用基础理论课题。

它包括5大基础科学问题,即激光/岩石/流体相互作用原理、岩石快速相变的热力学与传热学、强激光的传输变换与微型化原理、激光破岩岩屑运移的多相流动理论、激光钻井的安全与环境保护科学等。

详细评述了国内外激光钻井破岩技术的研究水平与进展,指出大功率激光器的小型化、井喷控制和井漏防治、井壁岩石釉化层强度与井眼防坍塌能力、油气藏的发现与储层保护、激光束在井下环境传输性能、每米钻井成本的经济性等问题将是未来的重要研究内容。

关键词:激光钻井;岩石破碎;研究;发展趋势中图分类号:T E92 文献标识码:ACurrent Progresses on Laser Drilling TechnologyMA Wei g uo,YANG Zeng hui,YI Xian zhong,JIANG Shan,QIAN Yu bao,GU AN Feng(School of M echanical E ngineer ing ,Yang tz e Univers ity ,J ingz hou 434023,China)Abstract:Laser dr illing techno logy is one of the most important theoretical tasks in petroleum drilling eng ineer ing.Rock destruction methods by using laser has the five fo undational problems,such as laser rock fluid inter activ e principles,rapid phase chang e therm ody namics,hig h energy laser transmission and miniatur ization,m ultiphase flow theory of hig h temperature r ock remov al,laser safety and env ironmentalism.Current w o rld level resear ch achievements are review ed par ticularly.It is proposed that the significant subjects in the future w ill be focused on the hig h pow er miniature laser,w ell blow out and leakage contro l,g lazed rock streng th and anti collapse capa bility,oil g as r eserv oir protection,dow n hole laser transferability,drilling eco nom ics,etc.Key words:laser drilling;rock destr uctio n;research achievement;current pr ogresses 激光破岩的基本原理是利用高能光束直接作用岩石,使之局部快速加热到熔化和气化状态并形成气液两相混合物,然后由高速辅助气流将其携走和排除,是一种非机械接触式的物理破岩方法[1 4]。

激光钻井技术展望!"""年#月第$%卷第!期西安石油学院学报&自然科学版’()*+,-.)/012-,345+).4*67,8515*54&9-5*+-.:;14,;4<=151),’>-+?!"""@).?$%9)?!收稿日期A $B B B C "#C "D作者简介A 韩常省&$B E !C ’F男F 副研究馆员F 主要从事石油科技情报研究与教学等方面工作?文章编号A $""$C %#G $&!"""’"!C ""#D C "#激光钻井技术展望H I J K L M N O J P Q R K M I S I T U U T V WX M N Y V J U J W Z韩常省&西安石油学院图书馆F 陕西西安[$""G %’摘要A 为了适应石油工业发展的需要F 改变传统的钻井方式F 根据激光能量密度大等特性F 说明了利用激光器把其他形式的能转换成光能形成很高的温度F 熔化\融熔\震碎\蒸发要钻进的岩石进行钻井的基本原理]指出激光钻井在降低成本\减少污染方面有很大的潜力F 有可能使钻井发生革命性变化]提出当前应深入探讨激光钻井的原理\激光对地层及今后采收率的影响F 在我国现有技术及经济条件下激光钻井的可行性及对钻井用激光器的特殊要求]回顾了激光钻井技术的发展历程和现状]建议我国应积极开展激光钻井技术的研究与开发?关键词A 激光器]热钻]激光钻中图分类号A ^<!E !文献标识码A _激光技术是!"世纪G "年代在量子物理学\光子光谱学\无线电电子技术基础上兴起的一门多学科结合的科学技术?这种基于受激辐射而获得的特殊光具有一些重要的特性?一是方向性强?几乎是一束定向发射的平行光F 发散角一般为毫弧度数量级]二是亮度大&即功率密度大’?激光的亮度可以达到太阳亮度的$百万万倍以上?如果用透镜将激光聚焦F 可得到每平方厘米$万亿瓦的功率密度F 在极小的范围内产生几百万度高温F 几百万个大气压F 每米几十亿伏的强电场]三是单色性高?激光近乎是单一频率的光F 单色性远优于一般单色光源?激光光谱线的线宽可达到千万分之一埃]四是相干性好?由于激光的线宽窄F 位移在空间的分布不随时间变F 具有良好的时间相干性和空间相干性‘$F !a ?激光的上述特点F 使它的发展促进了许多学科的发展F 在许多工业部门得到了广泛的应用?应用激光技术可在卫星上测定油气田开发过程中地面的沉降F 反映出采收程度F 为今后制定开发计划提供原始资料]激光可以用来进行机械切割]分析不同类型的原油]激光可以用来钻井\射孔等几十个技术部门?其中以激光钻井最具吸引力?b 激光技术在钻井中的应用b c b 激光钻井的基本原理亮度大&即功率密度大’是激光的一大特点F 是激光用来钻井的最主要的特性?从本质上讲F 钻井用激光器件就是把能量转换成光子F 光子经过聚焦成为强光束F 把岩石熔融\粉碎\蒸发?具体说来F 就是把激光束聚焦在一个要钻入地层的环形区域上F 这个环形区域是要钻的井眼直径范围内很小的一部分?激光束聚焦后形成很高的温度F 使要钻入的地层材料熔化蒸发F 强大的热冲击也可以使要钻入的岩石材料被击成细粒F 由于环形区域内熔化材料的蒸发而产生强大的压力足以使击碎的材料被腾升到地面d为了增强热冲击的作用F 易于使要钻的材料成为细粒并喷出井口F 还可以向要钻的部位喷射可膨胀的很强的液体流d 液体射流和激光交替作用在要钻部位F 使激光束和液体射流都成为脉冲式的d 液体射流所用液体的特性要易于使要钻材料熔化与震万方数据。

探讨钻井工程技术现状及发展趋势【摘要】钻井工程技术是石油勘探开采中的重要环节，它的发展对于提高油气勘探开采效率和降低成本具有重要意义。

本文通过对钻井工程技术现状和国内外发展趋势的分析，探讨了新兴技术和技术创新对钻井工程的影响。

未来，钻井工程技术将朝着智能化、自动化和高效化的方向发展，新兴技术如人工智能、大数据分析等将对钻井工程产生深远影响。

技术创新是推动钻井工程进步的关键，应加强科研合作，加快新技术的研发和应用。

钻井工程技术有着广阔的发展前景，为了更好地服务于油气勘探开采行业，还需继续不断地创新和完善钻井工程技术。

【关键词】钻井工程技术、现状、发展趋势、新兴技术、技术创新、国内外对比、未来发展方向、展望、总结、建议。

1. 引言1.1 钻井工程技术定义钻井工程技术是指利用钻头等工具，通过旋转与推进的方式在地下开采油气或其他矿产资源的过程中所涉及的技术。

其主要任务是在地下将钻孔沿着预定轨迹（井眼）打通，以获取所需的地质信息或直接采掘地下资源。

钻井工程技术涉及地质勘探、钻井液循环、井壁固井、井筒完井等多个方面，要求技术人员具备扎实的地质知识、机械运转技能和工程设计能力。

钻井工程技术的发展对于油气开采和地质勘探至关重要，是实现油气资源有效勘探、开发和利用的关键环节。

随着油气勘探难度的提高和深水、超深水等极端环境条件下钻井需求的增加，钻井工程技术在技术创新和应用方面也面临着新的挑战与机遇。

钻井工程技术不断在技术革新中发展壮大，为油气资源的开发和利用提供了强大支撑。

1.2 研究意义钻井工程技术的研究意义在于促进石油和天然气资源的开发与利用，提高能源自给率，推动国民经济的持续发展。

钻井工程技术的不断创新和提升，能够有效降低钻井成本，提高钻井效率，减少对环境的影响，保障钻井作业的安全和可靠性。

钻井工程技术的发展还能推动相关产业的发展，促进区域经济的繁荣和就业机会的增加。

通过深入研究钻井工程技术，我们可以更好地把握世界能源市场的动态变化，提高我国在全球能源产业中的竞争力，推动我国能源结构的转型升级。