21世紀(jì)鉆井技術(shù)展望(1)
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[時間:2009-12-23 中國鉆井網(wǎng) 關(guān)注度:0]
摘要: 【論文摘要】回顧了中華人民共和國建國50年來石油天然氣鉆井技術(shù)經(jīng)歷的組建時期、發(fā)展時期和科學(xué)鉆井時期,以及每個時期所取得的成就,并展望21世紀(jì)我國鉆井技術(shù)的發(fā)展前景將是自動化、智能化鉆井。文中分析了我國與國際鉆井技術(shù)存在的差距,指出中國石...
【論文摘要】回顧了中華人民共和國建國50年來石油天然氣鉆井技術(shù)經(jīng)歷的組建時期、發(fā)展時期和科學(xué)鉆井時期,以及每個時期所取得的成就,并展望21世紀(jì)我國鉆井技術(shù)的發(fā)展前景將是自動化、智能化鉆井。文中分析了我國與國際鉆井技術(shù)存在的差距,指出中國石油天然氣集團(tuán)公司目前鉆井技術(shù)水平將面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn),提出了21世紀(jì)鉆井技術(shù)的五條技術(shù)發(fā)展措施和對策,即發(fā)展旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)、超深井鉆井技術(shù)、大位移鉆井技術(shù),提高老油田產(chǎn)量的各類型鉆井技術(shù)和加強(qiáng)鉆井基礎(chǔ)理論研究,加強(qiáng)鉆井裝備的更新改造技術(shù)。
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當(dāng)我們展望21世紀(jì)鉆井工程前景時,讓我們先回顧一下建國50年來鉆井取得的成就。我國石油鉆井從1949年建國開始到現(xiàn)在50年中為勘探找油氣、為開發(fā)采油氣、鉆井做出了巨大貢獻(xiàn)。
1 石油鉆井經(jīng)歷了組建、發(fā)展和提高時期
新中國的石油鉆井事業(yè),從解放到現(xiàn)在50年中,取得了巨大的發(fā)展,經(jīng)歷了組建、發(fā)展和提高三個時期。
1.1 石油鉆井組建時期(1949年-1957年)
1951年新中國在新疆成立中蘇石油公司,以后在甘肅玉門油礦、陜西延長油礦、四郎廟和永坪,以及青海民和地區(qū)成立了鉆探大隊(duì)。四川成立了西南石油勘探處。從此,我國有了專門從事鉆井的機(jī)構(gòu)。1953年在西安成立了石油鉆探局,專門領(lǐng)導(dǎo)全國勘探、鉆井工作。鉆井隊(duì)也有了很快的發(fā)展,由1949年的 8個隊(duì)發(fā)展到1957年的205個隊(duì),鉆機(jī)達(dá)到319臺。當(dāng)時鉆井集中在玉門的老君廟、三號重力高、鴨兒峽、白楊河、永昌、文殊山、教水,陜北的七里鎮(zhèn)、四郎廟、永坪,四川省的隆昌、龍女、合川、江油、厚壩、龍泉山、石油溝,新疆的獨(dú)山子、克拉瑪依、白堿灘、烏爾禾、百口泉、依希克里克。青海的民和、冷湖等地區(qū)。發(fā)現(xiàn)了克拉瑪依、鴨兒峽油田。年鉆井總進(jìn)尺由1949年的0.5萬米增加到1957年的52.9萬米,1957年平均臺年進(jìn)尺4 007m,該年原油產(chǎn)量達(dá)到145萬噸,比建國初期增長了12倍。
鉆井裝備是從前蘇聯(lián)、羅馬尼亞引進(jìn)的。3 200m的鉆機(jī)有Y2-4-3、Y2-4-5、Y2-4-5Д、R3200。1 000m左右的鉆機(jī)有貝烏-40、貝亞鉆機(jī)等。玉門、四川解放前還買了幾臺美國的30型、50型、75型鉆機(jī)。還引進(jìn)了前蘇聯(lián)、羅馬尼亞的套管、牙輪鉆頭、取心鉆頭、渦輪鉆具、鉆桿、鉆鋌、防噴器、水泥車、打撈工具等。
多數(shù)地區(qū)使用轉(zhuǎn)盤鉆井,只有延長油礦使用頓鉆。玉門、四川地區(qū)學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)還使用了渦輪鉆具鉆井。鉆井技術(shù)也有了進(jìn)步,過去40年代使用輕壓、小排量、低轉(zhuǎn)速鉆井。1952年6月玉門的河西區(qū)鉆井會議,確定推廣前蘇聯(lián)的“重壓、快轉(zhuǎn)速、大排量”的鉆井經(jīng)驗(yàn)。使用的鉆頭多從前蘇聯(lián)、羅馬尼亞進(jìn)口。這個時期開始鉆井深3 200m的井,鉆速很慢,要一年多才鉆一口井。1955年開始用渦輪鉆具進(jìn)行側(cè)鉆處理事故。同年用渦輪鉆具、彎接頭開始鉆我國第一口定向井C—215井,1956年完井。鉆井液多為細(xì)分散鉆井液,使用膨潤土和褐煤粉(或丹寧)燒堿配成煤堿液。套管采用324、219、146系列,1950年開始用蘇制水泥車固井,用人工割水泥袋。使用的鉆桿全部為細(xì)扣鉆桿,易發(fā)生折斷,用原油浸泡法解除卡鉆。測斜使用虹吸測斜儀。還使用了鉆機(jī)整體搬遷。管理上建立了生產(chǎn)管理工作責(zé)任制,技術(shù)管理上建立了工程師專責(zé)制。
1.2 石油鉆井發(fā)展時期(1958年-1977年)
在這20年中,雖然經(jīng)過1958年到1960年3年自然災(zāi)害與1966年到1976年10年文化大革命禍害,但由于石油工業(yè)部組織了11次石油大會戰(zhàn),即玉門、四川、大慶、勝利、大港、江漢、遼河、長慶、吉林、河南、華北會戰(zhàn),會戰(zhàn)中加強(qiáng)了領(lǐng)導(dǎo),集中了全國人力、物力,組織科技攻關(guān),克服了重重困難,取得突出成果,鉆井隊(duì)伍有了很大發(fā)展,鉆井隊(duì)達(dá)570個,鉆機(jī)達(dá)到942臺,1977年鉆井總進(jìn)尺352.3萬米,臺年進(jìn)尺7 206m,鉆井取得較大進(jìn)展。
1.2.1 提高了鉆井速度
大慶會戰(zhàn)將我國淺井(1 000m左右井)鉆井水平大大提高了,1971年大慶油田1205鉆井隊(duì)創(chuàng)造年進(jìn)尺12.7萬米的最高記錄。一個隊(duì)一個月可鉆5口~6口井。2 000m左右的井,勝利油田臺年進(jìn)尺達(dá)到18 000m,接近國際水平。1973年勝利油田3252鉆井隊(duì)鉆2 000m左右的井,創(chuàng)年進(jìn)尺15.1萬米最高記錄。3 000m左右的井,玉門、大港油田均鉆了一批井,一個月鉆一口井。這個時期鉆超過4 000m的深井31口,其中大港的新港57井(5 127m)、勝利東風(fēng)2井(5 006m)、江漢王2井(5 163m)、四川女基井(6 011.6m)均超過5 000m,但鉆速很慢。
1.2.2 鉆井技術(shù)有了發(fā)展
(1)通過四川、華北會戰(zhàn)摸索出一套對付裂縫性碳酸鹽巖和古潛山油氣藏的鉆井方法。四川采用先期完成,清水、空氣、天然氣鉆開氣層,中途測試,“十快、十細(xì)”動作,1958年、1965年兩次會戰(zhàn),幾十臺鉆機(jī)實(shí)行欠平衡鉆井,邊噴邊鉆。勝利油田形成了一套使用刮刀鉆頭,滿眼鉆具防斜,鐘擺鉆具糾斜,“重鉆壓,快轉(zhuǎn)速,大排量”的快速鉆進(jìn)方法。江漢油田在78°地層傾角構(gòu)造上,利用自然造斜規(guī)律打“中靶上環(huán)”井。
(2)特殊工藝井鉆井技術(shù)取得進(jìn)展。1960年前,玉門油田用渦輪鉆具鉆定向井8口,雙筒井4雙8口,多底井2口,空氣鉆井1口。四川局1963年在南充構(gòu)造270號井鉆成1口3個井底的多底井,1964年用空氣鉆成1口井;1965年鉆成磨3井水平井,水平位移444.2m(井深1 685m,井斜92°);1976年鉆成1口大斜度井(巴24井),水平位移537.7m(井深1 332m,井斜119°)。1962年大慶油田在南1-3-39井鉆成我國第一口救援井,井深911.5m,井斜13.3°。1973年吉林油田鉆成第二口救援井火3井,井深329m。
(3)鉆井液技術(shù)有了發(fā)展。從細(xì)分散發(fā)展到粗分散鉆井液,1962年使用羧甲基纖維素處理劑,四川使用密度小于1的油包水鉆井液,使用石灰石粉加重鉆井液。1964年大慶研制成功水解聚丙稀腈與木質(zhì)素磺化鐵鉻用于深井,1973年勝利油田首先采用聚丙稀酰胺鉆井液,華北、遼河、四川、大港使用水解聚丙稀酸鈣鉆井液,形成了低固相聚合物鉆井液體系。江漢油田使用酸性羧甲基纖維素飽和鹽水鉆井液鉆厚鹽巖層。
(4)出現(xiàn)了新型鉆頭。大慶、勝利、大港先后研制成噴射式刮刀鉆頭、硬質(zhì)合金刮刀鉆頭、聚晶金剛石三刮刀鉆頭。勝利油田一只刮刀鉆頭進(jìn)尺3 135m。江漢油田試驗(yàn)了密封軸承牙輪鉆頭。
(5)取心工具和技術(shù)有了發(fā)展。1959年四川使用單筒取心,1961年大慶使用投砂憋泵單筒取心,玉門、四川于1963年、1964年使用雙筒取心,大港研制了疏松地層取心工具,大慶、勝利、大港創(chuàng)造一次取心超過100m,取心收獲率100%的成績。大慶油田為獲得準(zhǔn)確的開發(fā)原始數(shù)據(jù),研制成密閉取心工具。
(6)固井裝備和技術(shù)。1965年大慶、勝利、大港研制成氣動下灰設(shè)備,各油田使用管匯車,散裝水泥庫,渦輪流量計(jì),1964年新疆使用雙級注水泥成功。采用雙凝水泥,加回壓候凝等。
1.2.3 鉆井裝備有改善
1966年大慶油田將5Д鉆機(jī)改成電驅(qū)動鉆機(jī),1971年我國自制成5 000m鉆機(jī),3 200m鉆機(jī)換上了600馬力鉆井泵,大慶油田將貝烏40鉆機(jī)改成電驅(qū)動鉆機(jī)。1972年大港油田研制成功液壓防噴器和萬能防噴器。1974年研制成功閃光對焊鉆具設(shè)備和摩擦焊機(jī)等。
1.2.4 管理方面
鉆井隊(duì)普遍建立以崗位責(zé)任制為主要內(nèi)容的八項(xiàng)制度即崗位責(zé)任制、交接班制、巡回檢查制、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)制、質(zhì)量檢查制、崗位練兵制、安全生產(chǎn)制、班組經(jīng)濟(jì)核算制。機(jī)關(guān)和后勤單位干部都制訂崗位工作制度。這些制度促進(jìn)了干部、工人的工作責(zé)任心。會戰(zhàn)期間加強(qiáng)“三基”(基層建設(shè)、基礎(chǔ)工作、基本功)工作,培養(yǎng)“三老四嚴(yán)”作風(fēng)(三老是做老實(shí)人、說老實(shí)話、做老實(shí)事。四嚴(yán)是嚴(yán)格的要求、嚴(yán)密的組織、嚴(yán)明的紀(jì)律、嚴(yán)肅的態(tài)度),鍛煉和培養(yǎng)了一批思想好,作風(fēng)好,能打硬仗的隊(duì)伍。