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世界钻探技术新亮点 油气用钢管创新 全球各地对钻探环境的要求也越来越高，这对于油管供应商和开发商来说也是个更大的挑战。 法国Vallourec Mannesmann 管材公司的子公司VAM钻探公司的主管Nicolas de Coignac指出新型油气用钢管设计是由不断增多的大位移钻井和高温/高压钻井活动引起的。但这对于油气用钢管的开发商和供应商来说也是个机遇，原因是这将使得钻柱设计发生彻底变化。 50年前的油气用钢管生产技术无论在安全性还是在可靠性方面都满足现在钻探工作的要求。De Coignac强调指出欠平衡钻探是未来一项极为重要的钻探技术。欠平衡钻探技术可以允许油田开发商额外获得以前无法开采的接近衰竭产层的油气资源。但是由于强制要求保证安全性和可靠性，欠平衡钻探技术还存在一些挑战。其中，在欠平衡钻探技术普遍应用之前，油管和接头的质量必须得到保证。 深水油气用钢管也为油管生产商和设计商提供了极具诱惑力的挑战。钻探效率、钻柱重量、技术和环保的可靠性、适时监测都是必须应对的挑战。对于其中的每一个问题，油管生产企业的市场开发和技术支持小组都必须与客户的工程部密切沟通，从而在最短的时间内解决技术难题。 贝克休斯（Bake Hughes）公司的子公司Baker Oil Tools（BOT）已经向市场投放了其认为是一套解决开采商的井身结构挑战的革命性方案。该方案在世界上首次使用单孔衬管加长短节。该公司总裁Chris Beaver解释说其研制的衬管加长短节可以让开采商钻探过去不具有商业价值的油气井。这是因为传统的伸缩套管设计以及对钻孔尺寸大小有要求使得一些油气井的开采失去商业意义。衬管加长短节还使得油气开采商在降低钻井装置规模的同时仍能达到所需深度，而且钻孔尺寸适合。 钻探废物处理 钻探和开采废物的管理是目前石油工业面临的最大问题之一。 M－I Swaco公司的总裁兼首席执行官Don McKenzie认为符合环保理念和要求的水基钻井液在性能上超过或者接近反相乳化钻井液，正对世界油气钻探工业产生非常重大的影响。 高附加值的油基泥浆清理剂不仅有效避免了油基流体对环境破坏，而且具有成本效益。 McKenzie认为其他两个领域也对管理钻探废物产生深度影响井下岩屑注射和脱水系统或者闭环钻井系统。井下岩屑注射为开采商提供了一个用于永久储存固体和液体废物的专用区域，因此可消除将这些废物运输出来进行离位处理带来的成本和长期环保责任。脱水系统已经被证明是一种可行的和有成本效应的废泥浆池替代物，并已经在美国西部和其他地区广泛应用。参考文献 1 Anonymous. Efficiencies,cost focus of drilling tecnology advance [J]. Oil Gas Journal,2007,10581214 2耿东士.打造特色技术，拓展服务领域[J].石油科技论坛，2006,244～47 3 李健，胡贯平，杨军.浅谈钻井本身质量控制[J].石油工业技术监督，2006，（3）42～43 4Tatsuya Yokei. Oil majors drilling,reviving Indonesia well [J].Niky Weekly,2007-02-19 5 Bellwether.Oil and Gas News Market Commentary on Baker Hughes Inc[J]. M2 PRESSWIRE,2007-01-17 高压/高温钻探技术 在墨西哥湾浅水区和墨西哥湾海岸地区勘探和开采天然气要求钻井装置能够承受极端的高温高压。 在高温高压条件下作业，钻井装置面临的挑战包括在紧密地质结构中穿透速度下降、不可预料的南路易斯安娜孔隙压力剖面、长衬管剖面和表面流动的“呼吸地质结构”。 Parker钻探公司的深水钻探船的设计和运作对于此类钻探活动极为重要。大型井壁和相关套管作业要求适当的后冲和钩载能力来装卸、存放和打入套管。由于定向工作要在大孔剖面进行以充分利用更快的穿透速率和较低的温度，钻井装置的清除大量大尺寸的岩屑和清洁钻孔的能力载保持高穿透速率和避免出现问题方面具有重要的作用。 工程钻井装置电力供应、分布和控制的改进使得大型泥浆泵、顶端驱动和绞车同时长期可靠运行。高流动油气流和泥浆循环也影响定向和随钻工具。由于电子底盘设计的限制，定向和随钻工具对流体流速都有要求。稳定的压力缓冲和清洁的钻井液对于在钻探通过具有不同孔隙压力的地质结构过程中适时监测环空压力、扣除循环密度和管理压力极为重要。 由于旋转导向定向钻探技术的发展，可靠的泥浆泵系统通过通讯修正轨道与井底微处理机下行连接。采用完全旋转定向系统，穿透速率得到大幅提高，而可靠的下行连接对避免侧钻、迷失目标或者因改进工具而增加停工期具有很高的实用价值。 欠平衡钻井技术 近年来，欠平衡钻井技术获得了重大进展。欠平衡钻井技术可有效降低漏失、提高钻探速率和创造高效完井和将地质构造危害降至最低。在墨西哥南部，Parker钻探公司已经在Iride油田和Jujo油田使用7台大型陆地钻井装置钻探了2年。以前钻探的油井经历了严重的失水。在一次钻探活动中，欠均衡可控钻探可用来平衡预计会出现的当量循环密度，其原理是基于使用最小孔隙流速来确保井眼最大程度的净化。 Parker钻探公司在墨西哥钻探面临的挑战包括井眼状况和油层压力变化大。为了解决这些挑战，Parker钻探公司加大了穿透速率的变化幅度，同时使用氮气来减小钻井孔损失。使用过量氮气可消除井筒堵塞或者钻井孔坍塌的可能性。另外，注入氮气不仅可消除危险，还可以增加油田产出。 Parker钻探公司已经在欠均衡钻探技术实现了新突破封浆钻探，即闭孔循环钻探（CHCD）。目前，Parker钻探公司正使用极地浮动式钻井装置在北里海的Kashagan油田进行钻探开采，同时在附近的Kalamkas油田进行评价井的钻探工作。 在传统的循环钻井技术施展不开的地方，CHCD技术就有了大展身手的机会。CHCD技术涉及使用完全封闭的油嘴的不贯穿钻探，同时使用旋转控制设备用来密封环空，将泥浆周期性地注入环空以阻止烯烃气体和压力逸到地面。而且，通常情况下，在钻探过程中还将水连续注入钻杆之中。 旋转导向系统 Varel国际公司的总裁兼首席执行官Jim Nixon认为旋转导向技术有利于运营商但不利于钻探承包商。在商业引入之后，在墨西哥湾进行作业的钻探工程师发现旋转导向定向钻探可以节省一半左右的钻探天数。尽管旋转导向系统成本翻番，但可节省施工时间，因此综合起来计算直接成本基本保持不变。其中，海上合同钻探成本节省最多一项钻探工程节省20天工期可减少海上钻井装置租赁费用400万美元。 然而，旋转导向系统带来的冲击远不只这些。对于一个计划在1年内于墨西哥湾钻探24口井的运营商来说，不再需要租赁四套钻井装置，仅需三套即可。在短短的数年中，墨西哥湾钻探市场原来需要120套钻井装置，而现在完成同样的工作只需90套钻井装置。目前，旋转导向技术已经在全世界得到应用，并且在陆地钻探领域的应用也在快速扩展。Nixon认为在未来5年内，旋转导向钻探系统的销售将会超过常规定向钻探系统。 钻头技术 在钻头设计方面，相对来说进展不大。2006年，适用于钻进软至中等硬度地层的金刚石复合片钻头（PDC钻头）的销售首次超过了牙轮钻头。2007年，全球PDC钻头的销售额预计将超过20亿美元，几乎是牙轮钻头的2倍。 钻头技术的发展对美国陆地钻探市场产生了积极的影响。振动抑制、平衡设计和切削等技术的进步使得PDC钻头可以更可靠更快速地钻探坚硬、耐磨的岩石。美国低于48纬度地区的新发现油气田地质结构都属于页岩石。近年来，钻头技术的革新使得钻探天数减少了30％～50％。这在钻井装置租赁费用翻番的今天更有利于运营商控制生产成本。因此，运营商利用钻头技术缩短了钻探工期，可以部分弥补钻井装置成本增加的影响。 Nixon表示包括Varel公司在内的大型钻头公司由于重大技术和经济壁垒等在牙轮钻头市场发展受阻。PDC钻头市场并不存在这些壁垒。诸如Varel公司等PDC钻头市场的新军在研发产品性能和提高售后服务投入巨资发展。 大位移延伸钻井技术 大位移延伸钻井技术的许多技术挑战已经解决。Parker钻探公司的高级副总裁David Mannon指出目前采用大位移延伸钻井技术可以钻至钻井装置表面位置下6 .5英里处。 通过采用下套管专门技术、大扭矩顶端驱动和连接、高压高功率泥浆泵、大位移钻井柱可将投射比由21提高至61。最新的钻机、定向钻井和完井技术的开发热点主要集中在克服正面阻力防止油管下滑、旋转摩擦力增加旋转油管所需的扭矩和承载大位移井井管所需的结构强度。 大位移钻井装置的其他设计基础还包括高效自动装卸油管、脱机竖建和加大功率、液压、起重机负荷来达到所需钻探深度的要求。