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當(dāng)前位置：首頁(yè) > 新聞信息- 微孔鉆井技術(shù)
- 錄入時(shí)間: 2014/4/15
專(zhuān)家預(yù)測(cè)，微孔鉆井將最終改變未來(lái)的鉆井技術(shù)，至少這種新興的連續(xù)油管技術(shù)能夠在很大程度上減小鉆井作業(yè)對(duì)環(huán)境的影響。據(jù)美國(guó)能源部預(yù)測(cè)，微孔鉆井技術(shù)將能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)美國(guó)國(guó)內(nèi)陸上已探明的5.57×1010t油藏的經(jīng)濟(jì)性開(kāi)發(fā)，在此已探明的儲(chǔ)量中，有2.98×1010t都能在1524m深度以?xún)?nèi)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。
專(zhuān)家稱(chēng)微孔鉆井是一種小而精的高科技鉆井方法，并期望通過(guò)主要和獨(dú)立鉆井承包商對(duì)這種新技術(shù)的應(yīng)用，將國(guó)內(nèi)現(xiàn)有至少10%的油氣資源通過(guò)淺層鉆井開(kāi)發(fā)而轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際儲(chǔ)量。
目前對(duì)這種新興技術(shù)的開(kāi)發(fā)尚處于早期階段。去年，美國(guó)某一獨(dú)立的專(zhuān)業(yè)組織對(duì)這種鉆井方式的益處以及鉆井工業(yè)界對(duì)此鉆井方法的興趣進(jìn)行了廣泛的調(diào)查。另外，美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室也就開(kāi)發(fā)微孔鉆井現(xiàn)有和未來(lái)所需的工藝技術(shù)作了可行性研究。目前微孔鉆井的能力還只能達(dá)到305m深，然而，要使成熟區(qū)塊的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)較大的成本節(jié)約并改善環(huán)保狀況的話(huà)，則微孔鉆井就必須能夠鉆到1524m的井深才行。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，目前已有６家相關(guān)公司合作開(kāi)發(fā)能夠鉆31/2″井眼的鉆井裝置，他們是西方油井工具公司（開(kāi)發(fā)水平鉆井用牽引車(chē)）、斯倫貝謝公司（開(kāi)發(fā)撓性油管鉆井用微型鉆機(jī)）、貝克休斯公司（開(kāi)發(fā)23/8″直徑的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井裝置）、天然氣開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)公司（開(kāi)發(fā)一種微型電潛泵）、班德拉公司（開(kāi)發(fā)一種零排放泥漿裝置）、以及斯多拉研究公司（開(kāi)發(fā)一種雷達(dá)導(dǎo)向系統(tǒng)）。
減小鉆井作業(yè)的施工范圍和影響，不僅從環(huán)保角度來(lái)講具有重要性，還能獲得很大的經(jīng)濟(jì)利益。因?yàn)橥ㄟ^(guò)減小井眼尺寸可以減少所有與鉆井有關(guān)的成本，包括用于完成多井眼鉆井方案所需的時(shí)間。
如果要在成熟盆地進(jìn)行加密鉆井，通常需要再多鉆數(shù)百口井。而如果油氣盛產(chǎn)區(qū)位于有大量羚羊和野鹿的生態(tài)區(qū)域內(nèi)（如美國(guó)懷俄明州的約拿氣田，以及中國(guó)西部生態(tài)環(huán)境較脆弱的地區(qū)），采用微孔鉆井技術(shù)就可以大大減小尋找和開(kāi)發(fā)非常規(guī)致密地層天然氣對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的影響。在美國(guó)懷俄明州的約拿氣田地區(qū)現(xiàn)有400口井，原計(jì)劃還要再鉆850口新井，這樣無(wú)論如何都會(huì)對(duì)這一敏感地區(qū)造成一定的影響。而通過(guò)采用垂直地震剖面新工藝和新方法，改善了低成本地震井眼監(jiān)測(cè)的目標(biāo)圖像，從而為在該地區(qū)采用微孔鉆井技術(shù)對(duì)深層非常規(guī)儲(chǔ)藏進(jìn)行開(kāi)發(fā)提供了機(jī)會(huì)。由于為儲(chǔ)層開(kāi)采點(diǎn)提供了更好的圖像，因此不用再冒險(xiǎn)在許多相隔很近的位置鉆常規(guī)直井，這樣將較高的地質(zhì)學(xué)風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)換成為低得多的工程開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)大的成本節(jié)約。
與上世紀(jì)70年代相比，當(dāng)今的平均井場(chǎng)大小只占當(dāng)初的30%，而且，通過(guò)采用定向開(kāi)發(fā)方案，就有機(jī)會(huì)進(jìn)一步減少鉆井廢物，實(shí)現(xiàn)零排放鉆井作業(yè)，消除對(duì)泥漿坑的使用，使井場(chǎng)對(duì)周?chē)h(huán)境的綜合影響更小。
1 研究微孔鉆井與技術(shù)的動(dòng)力來(lái)源
隨著對(duì)由美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)所制定的目標(biāo)的開(kāi)發(fā)和實(shí)施，研究微孔鉆井技術(shù)的動(dòng)力正在與日俱增。該目標(biāo)方案對(duì)實(shí)施聯(lián)合行動(dòng)以改進(jìn)可實(shí)現(xiàn)鉆出1524m深的微孔井眼所需的現(xiàn)有工藝技術(shù)并發(fā)明新的工藝技術(shù)制定了循序漸進(jìn)的方向，美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的這一目標(biāo)也被當(dāng)作開(kāi)發(fā)美國(guó)能源部的實(shí)施方案的基礎(chǔ)。
具體的說(shuō)，目標(biāo)就是將現(xiàn)有最小的8 3/4″常規(guī)井眼直徑減小到至少3 1/2″。各種電子器件和傳感元件的技術(shù)發(fā)展已為減小井眼尺寸帶來(lái)了潛在的可能，而井眼直徑的減小則正推動(dòng)著井底鉆具組合、測(cè)井儀器、地震儀器以及鉆機(jī)的小型化發(fā)展。
2 微孔鉆井技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)
在初期階段，美國(guó)能源部正在試圖開(kāi)發(fā)能夠支持淺層資源開(kāi)發(fā)商業(yè)模型的技術(shù)，因?yàn)槲⒖足@井的初衷就是應(yīng)用適當(dāng)?shù)你@井工具來(lái)滿(mǎn)足適當(dāng)資源的開(kāi)發(fā)需求，根據(jù)這一初衷，在初始階段就應(yīng)該根據(jù)需要逐漸增加開(kāi)支。美國(guó)能源部認(rèn)為，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有鉆井設(shè)備和連續(xù)油管技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)就能使微孔鉆井深度達(dá)到1524m。
另外，連續(xù)油管鉆井技術(shù)在加拿大成熟油藏區(qū)域已被普遍認(rèn)為能夠提供明顯的優(yōu)勢(shì)，而鑒于目前技術(shù)的發(fā)展，已能夠開(kāi)發(fā)出在美國(guó)鉆更困難地層的井下鉆井裝置，這使得在加拿大能夠成功應(yīng)用的淺層資源開(kāi)發(fā)技術(shù)，在美國(guó)也能得以實(shí)現(xiàn)。
3 微孔鉆井技術(shù)拓展了人們的想像空間
微孔鉆井技術(shù)正在多方面拓展著業(yè)內(nèi)人士的想像空間。以前由于成本太高，在美國(guó)每年僅鉆很少的地震監(jiān)測(cè)井，若能大幅降低鉆探此類(lèi)井眼的費(fèi)用，則美國(guó)開(kāi)發(fā)商使用連續(xù)油管（ct）鉆井技術(shù)鉆探的監(jiān)測(cè)井?dāng)?shù)量就會(huì)急劇增長(zhǎng)。這樣便會(huì)使油藏管理更為有效，并可能會(huì)改變目前的勘探模式，從而減小深層、非常規(guī)油藏開(kāi)發(fā)的綜合風(fēng)險(xiǎn)。
在普及微孔鉆井技術(shù)之前，微孔鉆井用儀器技術(shù)必須首先過(guò)關(guān)。目前人們?cè)谟蜌夤こ谭矫嫠龅囊恍┡Π☉?yīng)用當(dāng)前所能實(shí)現(xiàn)的ct技術(shù)鉆淺層微孔井、評(píng)估鉆深層微孔井的可行性、對(duì)底部鉆具組合進(jìn)行小型化改造并試驗(yàn)、實(shí)現(xiàn)地球物理測(cè)井儀器的小型化，以及在井眼地震儀器組件中加入新興的微型傳感技術(shù)。與當(dāng)前用于勘探和油藏描述的技術(shù)相比，在終端深度處僅需最小直徑的微孔鉆井技術(shù)將能夠提供另一種的低成本選擇方案。另外，微孔鉆井技術(shù)也可以應(yīng)用于超深和極熱的鉆井環(huán)境。
美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)證明了能夠?qū)O小直徑（小于３″）的微孔井眼鉆到305m深度，其意圖是平衡這種鉆井能力并對(duì)該技術(shù)進(jìn)行微調(diào)，以使其能夠滿(mǎn)足具體的工業(yè)監(jiān)測(cè)和淺層鉆井開(kāi)發(fā)的需要。據(jù)悉，目前已有的小型儀器設(shè)備包括混合式ｃｔ鉆機(jī)、微型地震檢波器和加速計(jì)、具有極高精度的轉(zhuǎn)速高達(dá)1×106r／min的低成本微型陀螺儀，以及焊接式16鉻連續(xù)油管（這種油管能降低30%的摩擦損失，對(duì)超深小井眼來(lái)說(shuō)十分重要）。這類(lèi)技術(shù)使得能夠?qū)崿F(xiàn)低成本和高分辨率的地震監(jiān)測(cè)，進(jìn)而導(dǎo)致潛在的“設(shè)計(jì)地震”概念（基于與應(yīng)用垂直地震剖面技術(shù)的低成本監(jiān)測(cè)井眼的有機(jī)結(jié)合）。隨著各種相關(guān)技術(shù)方案的浮現(xiàn)和對(duì)用于這類(lèi)儀器的材料要求的了解，相信微孔鉆井一定能夠比預(yù)期的要深，有可能達(dá)到3048m。
通過(guò)對(duì)第一階段研究和制造項(xiàng)目(水平鉆井用牽引車(chē)、撓性油管鉆井用微型鉆機(jī)、用于2 3/8″直徑ct總成的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井裝置、微型電潛泵、零排放泥漿裝置和雷達(dá)導(dǎo)向系統(tǒng))正在進(jìn)行的各項(xiàng)試驗(yàn)，估計(jì)在第二階段所評(píng)估的一些技術(shù)將會(huì)集中在對(duì)成熟、低壓油氣藏的欠平衡微孔鉆井方面。在第二階段中要評(píng)估的其他概念將包括能鉆出31/2″井眼的高級(jí)單井眼概念、微孔ct底部鉆具總成（更可靠、馬達(dá)功率更大且機(jī)械鉆速更高的鉆井裝置）以及微孔完井和生產(chǎn)設(shè)備。
4 微孔概念逐漸普及
在環(huán)境敏感地區(qū)如果全年都能進(jìn)行鉆井而不會(huì)因受保護(hù)物種的遷徙和交配而停止作業(yè)，對(duì)于鉆井承包商而言將受益匪淺，而由于“設(shè)計(jì)地震”和緩沖鉆井技術(shù)的結(jié)合而導(dǎo)致地層成像能力大為提高，使得這一設(shè)想有可能成真。
專(zhuān)家認(rèn)為，就美國(guó)國(guó)內(nèi)石油工業(yè)而言，應(yīng)用當(dāng)今最新的石油開(kāi)采方法和技術(shù)，通過(guò)微孔鉆井而開(kāi)創(chuàng)在成熟油氣田進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鉆井的另一個(gè)新時(shí)代將同樣是一個(gè)經(jīng)濟(jì)分水嶺。事實(shí)也的確如此，在一個(gè)油田停止贏(yíng)利之后所剩下的石油量通常都是其原始儲(chǔ)量的60%~80%。如果能夠廣泛采用諸如微孔鉆井一類(lèi)的對(duì)環(huán)境影響很小的新技術(shù)的話(huà)，工業(yè)界就能夠提出很可靠的方案來(lái)在環(huán)境敏感地區(qū)進(jìn)行油氣資源開(kāi)發(fā)。而中國(guó)的很多老油田也已進(jìn)入開(kāi)發(fā)的中后期，但由于開(kāi)采技術(shù)的限制，采收率較低，另外，現(xiàn)在進(jìn)行的西部環(huán)境敏感地區(qū)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)，都對(duì)微孔鉆井技術(shù)有所要求。
5 微孔鉆井技術(shù)的困難、觀(guān)念及未來(lái)
微孔鉆井與小井眼鉆井無(wú)論在關(guān)鍵技術(shù)方面還是在基本概念方面，都存在著諸多不同。采用小井眼鉆井的目的僅僅是為了找到一種更為便宜的途徑來(lái)完成常規(guī)鉆機(jī)和鉆井工藝所能完成的相同工作；而微孔鉆井的焦點(diǎn)則是通過(guò)采用各類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)來(lái)支持一種主要的商業(yè)模型，使其可以實(shí)現(xiàn)淺層油氣資源的開(kāi)發(fā)，并通過(guò)與低成本鉆井能力的結(jié)合而建立起一種能夠平衡各種地震成像技術(shù)的途徑。小井眼鉆井可用于幾乎任何環(huán)境下的常規(guī)旋轉(zhuǎn)鉆井裝置；而對(duì)于微孔鉆井而言，除了要求應(yīng)用尺寸小且效率高的ct鉆機(jī)以外，其焦點(diǎn)主要集中在實(shí)現(xiàn)可由ct鉆井所提供的高機(jī)械鉆速方面，以便對(duì)淺層油、氣資源實(shí)行經(jīng)濟(jì)性開(kāi)發(fā)。
如果目前新型垂直地震剖面技術(shù)和方法能夠獲得成功的話(huà)，就有可能利用自然地震源。在觀(guān)念轉(zhuǎn)變方面，需要認(rèn)識(shí)到在資源豐富地區(qū)實(shí)施低成本永久性監(jiān)測(cè)的潛在優(yōu)勢(shì)?？茖W(xué)界得益于永久性監(jiān)測(cè)所帶來(lái)的好處已有許多年了，但石油工業(yè)界卻還沒(méi)有享受過(guò)這類(lèi)優(yōu)勢(shì)，原因是為了及時(shí)滿(mǎn)足勘探預(yù)算和實(shí)施目標(biāo)，地震資料的合同發(fā)包總是短期行為。
根據(jù)微孔鉆井技術(shù)的潛在能力，該技術(shù)最終能被應(yīng)用于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較高的地區(qū)。無(wú)論何時(shí)，只要能夠在高作業(yè)成本環(huán)境中以相對(duì)低的成本獲取關(guān)鍵的地下資料以便最大限度地降低風(fēng)險(xiǎn)，微孔鉆井技術(shù)就有得以大展拳腳的機(jī)會(huì)。專(zhuān)家認(rèn)為，最值得注意的是帶有淺流、水合物以及眾多其他潛在短期危害的深水海上環(huán)境。
基于目前已有的優(yōu)勢(shì)加之工業(yè)界對(duì)其潛在優(yōu)勢(shì)的認(rèn)可，實(shí)現(xiàn)微孔鉆井技術(shù)全方位商業(yè)化的時(shí)間肯定會(huì)比實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)地震”全方位商業(yè)化所需的時(shí)間要短。由于微孔鉆井技術(shù)的成本相對(duì)較低、風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小，所以在未來(lái)５年內(nèi)，這一新興技術(shù)將用于淺層油氣資源開(kāi)發(fā)