21世紀鉆井技術展望(1)
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[時間:2009-12-23 中國鉆井網 關注度: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經歷的組建時期、發展時期和科學鉆井時期,以及每個時期所取得的成就,并展望21世紀我國鉆井技術的發展前景將是自動化、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經歷的組建時期、發展時期和科學鉆井時期,以及每個時期所取得的成就,并展望21世紀我國鉆井技術的發展前景將是自動化、智能化鉆井。文中分析了我國與國際鉆井技術存在的差距,指出中國石油天然氣集團公司目前鉆井技術水平將面臨嚴重挑戰,提出了21世紀鉆井技術的五條技術發展措施和對策,即發展旋轉導向鉆井技術、超深井鉆井技術、大位移鉆井技術,提高老油田產量的各類型鉆井技術和加強鉆井基礎理論研究,加強鉆井裝備的更新改造技術。
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當我們展望21世紀鉆井工程前景時,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年建國開始到現在50年中為勘探找油氣、為開發采油氣、鉆井做出了巨大貢獻。
1 石油鉆井經歷了組建、發展和提高時期
新中國的石油鉆井事業,從解放到現在50年中,取得了巨大的發展,經歷了組建、發展和提高三個時期。
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,以及青海民和地區成立了鉆探大隊。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構。1953年在西安成立了石油鉆探局,專門領導全國勘探、鉆井工作。鉆井隊也有了很快的發展,由1949年的 8個隊發展到1957年的205個隊,鉆機達到319臺。當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、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。發現了克拉瑪依、鴨兒峽油田。年鉆井總進尺由1949年的0.5萬米增加到1957年的52.9萬米,1957年平均臺年進尺4 007m,該年原油產量達到145萬噸,比建國初期增長了12倍。
鉆井裝備是從前蘇聯、羅馬尼亞引進的。3 200m的鉆機有Y2-4-3、Y2-4-5、Y2-4-5Д、R3200。1 000m左右的鉆機有貝烏-40、貝亞鉆機等。玉門、四川解放前還買了幾臺美國的30型、50型、75型鉆機。還引進了前蘇聯、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。
多數地區使用轉盤鉆井,只有延長油礦使用頓鉆。玉門、四川地區學習前蘇聯還使用了渦輪鉆具鉆井。鉆井技術也有了進步,過去40年代使用輕壓、小排量、低轉速鉆井。1952年6月玉門的河西區鉆井會議,確定推廣前蘇聯的“重壓、快轉速、大排量”的鉆井經驗。使用的鉆頭多從前蘇聯、羅馬尼亞進口。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行側鉆處理事故。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扣鉆桿,易發生折斷,用原油浸泡法解除卡鉆。測斜使用虹吸測斜儀。還使用了鉆機整體搬遷。管理上建立了生產管理工作責任制,技術管理上建立了工程師專責制。
1.2 石油鉆井發展時期(1958年-1977年)
在這20年中,雖然經過1958年到1960年3年自然災害與1966年到1976年10年文化大革命禍害,但由于石油工業部組織了11次石油大會戰,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,會戰中加強了領導,集中了全國人力、物力,組織科技攻關,克服了重重困難,取得突出成果,鉆井隊伍有了很大發展,鉆井隊達570個,鉆機達到942臺,1977年鉆井總進尺352.3萬米,臺年進尺7 206m,鉆井取得較大進展。
1.2.1 提高了鉆井速度
大慶會戰將我國淺井(1 000m左右井)鉆井水平大大提高了,1971年大慶油田1205鉆井隊創造年進尺12.7萬米的最高記錄。一個隊一個月可鉆5口~6口井。2 000m左右的井,勝利油田臺年進尺達到18 000m,接近國際水平。1973年勝利油田3252鉆井隊鉆2 000m左右的井,創年進尺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 鉆井技術有了發展
(1)通過四川、華北會戰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”動作,1958年、1965年兩次會戰,幾十臺鉆機實行欠平衡鉆井,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,快轉速,大排量”的快速鉆進方法。江漢油田在78°地層傾角構造上,利用自然造斜規律打“中靶上環”井。
(2)特殊工藝井鉆井技術取得進展。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)鉆井液技術有了發展。從細分散發展到粗分散鉆井液,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尺3 135m。江漢油田試驗了密封軸承牙輪鉆頭。
(5)取心工具和技術有了發展。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。大慶油田為獲得準確的開發原始數據,研制成密閉取心工具。
(6)固井裝備和技術。1965年大慶、勝利、大港研制成氣動下灰設備,各油田使用管匯車,散裝水泥庫,渦輪流量計,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鉆機改成電驅動鉆機,1971年我國自制成5 000m鉆機,3 200m鉆機換上了600馬力鉆井泵,大慶油田將貝烏40鉆機改成電驅動鉆機。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備和摩擦焊機等。
1.2.4 管理方面
鉆井隊普遍建立以崗位責任制為主要內容的八項制度即崗位責任制、交接班制、巡回檢查制、設備維護保養制、質量檢查制、崗位練兵制、安全生產制、班組經濟核算制。機關和后勤單位干部都制訂崗位工作制度。這些制度促進了干部、工人的工作責任心。會戰期間加強“三基”(基層建設、基礎工作、基本功)工作,培養“三老四嚴”作風(三老是做老實人、說老實話、做老實事。四嚴是嚴格的要求、嚴密的組織、嚴明的紀律、嚴肅的態度),鍛煉和培養了一批思想好,作風好,能打硬仗的隊伍。