钻头装上国产“眼睛”

2009-07-20　　关键字：　　来源：中国石油石化工程信息网

[中国石化报2009年7月14日] “火眼金睛”，看到地下数千米深的情景。这种在神话小说里才能出现的事情，如今被胜利油田钻井工艺研究院的技术人员变成了现实。他们努力攻关，在深达千米的地下，让钻头自动识别砂泥层和油水层，并准确捕捉到油层。
这种给钻头装上“眼睛”的技术叫地质导向钻井技术，由胜利油田钻井院自主研发，属于复杂结构井钻井配套技术的核心技术。它的出现，破解了老油田中复杂断块油藏、薄油层的勘探开发难题。

打破国外技术垄断

经过数十年的勘探开发，目前，国内各大油田剩余油资源品位愈来愈差。在胜利老油田，复杂断块油藏、薄油层等难动用储量越来越多，钻井施工难度大。如何破解难题，成为老油田保持“油气硬稳定”的关键。

作为20世纪90年代发展起来的前沿钻井技术，地质导向钻井技术以油藏为目标点，通过对实时采集的数据进行分析、研究，实时测量多种井底信息，对所钻地层的地质参数进行实时评价，使井眼轨迹在油藏中延伸，从而精确控制井下钻具命中最佳地质目标。如果说传统钻井技术是打“固定靶”，那么地质导向钻井技术则以移动中精确命中“标靶”见长。

国外的地质导向测量仪器在20世纪末就已经相当成熟，能够实时测量近钻头处的地质参数和工程参数。由于多参数LWD仪器开发难度大、费用高、操作复杂，加之核心技术掌握在世界上少数国家手中，推广应用范围小。

随着我国石油勘探开发技术的不断发展，地质导向钻井技术在海上丛式井、大位移井、大斜度井及水平井中普遍应用，效益显著。但我国LWD仪器大多数依赖进口，高昂的价格成为制约该技术应用推广的“瓶颈”。

自2002年起，胜利油田钻井院陆续开展了以“十五”国家科技攻关项目复杂油气藏配套钻井技术和关键装备研究与中国石化“十条龙”科技攻关项目地质导向钻井技术研究为支撑的自主攻关研究工作。经过攻关，该院逐步完成了地质导向随钻测量仪器研制和地质导向钻井工艺技术研究工作，完成了25口薄油层水平井的地质导向钻井现场试验，其中最薄油层厚度为0.8米，平均水平段长度301.82米，水平段井眼轨迹在油层中的平均有效延伸率达94.39%，形成了地质导向钻井工艺配套技术，打破了国外技术垄断的局面。2006年，地质导向钻井技术研究成果获中国石化科技进步一等奖。 研发三种核心仪器，突破四项关键技术 在深达几千米、结构复杂的井下，如何准确导向砂岩储层向来是钻井界的难题。胜利油区砂岩储层并含底水的特点更增加了地质的复杂性。胜利油田钻井院研发了能够实时测量地层岩性、分辨上下岩性界面特征、有效发现储层、捕捉进入储层最佳时机的方位伽马随钻测量仪。为有效避开底水层并确定地层受钻井液侵入情况和储层渗透性，研发了可同时测量两个径向深度的地层电阻率、准确测量地层真电阻率的随钻双感应电阻率测量仪。为实现复杂结构井井眼轨迹的精确测量和数据的实时传输，研发了正脉冲无线随钻测量仪，并编制了国家行业标准。三种仪器串联应用，形成了双地质参数和井眼姿态参数地质导向测量系统。在系统研发过程中，胜利油田钻井院还完善了四项配套关键技术。三个核心测量仪和四项配套关键技术的突破，形成了地质和井眼姿态参数随钻测量系统，成为地质导向钻井工艺技术的装备基础。胜利油田钻井院还首创了待钻井眼轨道优化设计和测点另长信息实时预测新理论、新方法，研发了特殊工艺井轨道设计及实钻轨迹监测系统和地质导向测量参数随钻解释系统，为地质导向钻井工艺技术推广应用奠定了工艺技术基础。目前，胜利油田钻井院已达到年产无线随钻测量仪器100多套、LWD仪器30多套的生产能力，仪器销往大庆、新疆等油田以及国外市场，先后在新疆和哈萨克斯坦等地油田完成现场技术服务近900井次，仪器整体无故障率达98%。节约仪器进口费用6500多万美元，外部市场创收两亿多元。 国产技术支撑东部复杂油田开发 随着我国“稳住东部，开发西部”战略的进一步实施，在大规模开发西部油气资源的同时，东部复杂油气资源的勘探开发也是我国石油战略的重点。我国东部油田多数已进入开发后期，存在着大量自然形成的复杂断块油藏、隐蔽油藏、薄油藏和长期开采剩余的边底水构造油藏等复杂油气藏，老油田面临着较大的开发难度，迫切需要应用先进的地质导向钻井技术来开发，以利于油气采收率的提高和增储上产的需要。同时，西部和海上油田的开发又受到自然环境的限制，开采成本很高。如何最大限度地提高采收率，是钻井技术发展的重中之重。近年来，胜利油田钻井院研发成功的具有完全自主知识产权的地质导向测量仪器及复杂结构井钻井技术为开发复杂油气藏提供了强有力的技术支撑。在推广应用钻井新技术、新工艺的同时，钻井业对随钻测量仪器的要求越来越高，需求也越来越大，胜利油田钻井院自行研制的具有自主知识产权的地质导向测量仪器必定具有巨大的市场潜力和广阔的应用前景。

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