摘要:本文对石油钻井技术在地热勘探中的应用问题进行了探讨,文章从阐述地热勘探及石油钻井技术概况入手,进一步分析了利用石油钻井技术进行地热勘查的困难,最后对我国石油钻井技术应用现状展开了研究。
关键词:石油钻井技术;地热勘探;概况;困难;应用现状
前言
地热资源作为整个地球上一类能够直接被人类控制开采且具有较强的可再生能力的重要资源,由于其在现代社会各行各业的发展中发挥较大实用价值而得到相关企业和群众的重视,在对地热资源进行勘探的过程中,石油钻井技术发挥了重要作用,但也遇到了一定的技术运用困难,使得技术优势得不到充分发挥,因此如何对该项技术进行科学运用,值得思考。
一、地热勘探及石油钻井技术概述
(一)地热资源勘探价值
现代社会,地热资源的经济、社会效益已经得到了越来越普遍的认可,尤其是在提倡可持续发展的今天,地热资源的利用能够减轻不可再生资源的开采和利用压力,在一定程度上缓解资源紧缺的局势,这就使得地热能的开发在能源界形成了一股新的潮流。我国是一个地热资源储量较丰富但开采尚不充分的国家,因此利用科学技术加大对地热的勘探与开采是具有现实意义的。而在地热能的勘察中,形成了许多物理的勘探方法,石油钻井技术也发挥了一定的作用,其在运用中表现出了操作便捷、深度大、能广泛运用于多种场所的有点,加上技术进步为其匹配了大量先进的现代化设备,这就有利于钻井技术的优势得到最充分的展现。
(二)石油钻井技术发展概况
随着经济社会的持续发展,国内石油钻井技术的进步走向了一个新的台阶,技术研究不可否认地取得了许多重大突破,尤其是在高效钻井技术以及保护油层技术方面成效可喜。此外,由我国自主研发的膨胀管钻井技术仅用三年时间就发挥了巨大实用价值,我国也成为了全球第四位有近钻头地质导向技术的国家,毫无疑问,我国石油钻井技术发展步入了世界领先水平。与之相应的,为规范技术的实际运用,我国还出台了针对性的行业技术规范,确保该项技术的发展更趋向正规化、现代化,技术配套装置则进一步实现了国产化,正是因为该项技术的快速进步,使得我国地热勘察、石油开采等工作打开了新的格局。
二、利用石油钻井技术对地热勘查的帮助
借助石油钻井技术等勘探方法对地热储量、分布等信息进行全面调查及后续勘察,也会面临一定的阻碍,例如有关业主方、政府机关及勘探设计单位可能在主观方面未能意识到对勘察技术的作用、操作原理,进而导致了对地热勘察工作实际进展的漠不关心,由此出台限制区域地热资源开采之类的政策。
(一)定向钻井技术的启示
定向钻井技术是由特殊井下工具、测量仪器和工艺技术有效控制井眼轨迹,使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标的钻井工艺技术。借助该技术可以使地面和地下条件受到限制的油气资源得到充分开发,从而提升油气产量。而在地热勘探过程中,很可能出现地热井打到设计位置没有水或者水量水温不够的问题,此时借助定向打井技术,就能对该位置的实际情况进行具体探测,从而明确矿藏情况。
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(二)石油钻井压裂技术的启示
因为勘探地区的自然环境影响,物质形态特征及其分布可能有显著不同,受地热资源储存区地理环境制约,资源勘探和开发面临越来越大的困难。此外,尽管国内地热资源勘查工作的发展层次有所精进,但客观现实是当前普遍运用的许多地球物理勘探技术都无法跟上市场变化的步伐,因此面对地热井中水温不适宜的问题,就可以借鉴石油钻井压裂技术等的操作原理,确保地热资源得到充分开发与利用。
三、我国石油钻井技术应用现状
(一)井下钻井动态数据采集应用技术
目前我国已经研发出了井下钻头地质导向系统,处于全球领先水平,为相关钻井井下参数的采集创造了良好条件。而井下钻井动态信息的收集、整合及利用,对地热资源储量及分布情况的了解有着重要的技术支撑作用。在井下信息的收集上,国内运用相对成熟的包括对钻柱的振动监测等,但由于钻柱振动与钻头运行特征运转情况的对应模型尚未建立完成,因此难以精确地利用钻柱来进一步推测钻头状态。随着我国对水平井、大位移井钻井等技术类型的进一步推广利用,使得钻柱与井壁的接触增多,这就影响了对钻井信息进行预估的效果。随着信息技术的全面普及,钻井技术也更多地与电子信息和传感器等技术等相结合,从而形成了先进的钻井传感监测元器件和DDS高速数据监测处理系统等,这就在很大程度上确保了井下数据、地热资源信息的采集全面性、准确性。当前该项技术的使用已经相对成熟,其关键性元件包括了井下传感器系统、数据存储系统、数据处理系统、实时显示系统等,它们能够帮助值班监控室更及时地获取、查看各类井下信息。
(二)井下闭环钻井技术
从本世纪初开始,集成化的钻井技术闭环钻井技术就得到研发并且迅速运用到了资源勘探及开采领域。在闭环钻井技术的实际使用过程中,必须首先做好地面测量工作,将钻井液录井、地面钻井参数等数据作为主要参数加以把握;而通过井下随钻测量手段,发挥MWD、LWD技术等的优势,可以进一步获取更完善的地层参数、几何参数信息;与之对应的,数据采集和地面计算系统能够进一步对数据信息做全面的整合、汇总。除此之外,钻井数据解释功能通过将钻井预定轨迹和地质信息的相互比较,能够探讨出最科学的钻井方案。总之,闭环钻井技术的内容涵盖了井下和地面不同空间内的操作体系,是目前钻井技术中发展较为完善的一种,能够帮助相关工作人员对从地面到井下、从开钻到完钻的全过程进行持续性控制。
(三)欠平衡压力钻井技术
在众多石油钻井技术中,欠平衡压力钻井在油气资源勘探领域的运用最为全面,这首先是因为该技术可以避免境内液体透入地层内部从而对后者形成有效的防护;同时它有利于更迅速地探测到低压低渗等油气储层,迅速加快机械钻速,防止粘卡等现象出现。但欠平衡钻井必须有相对完善的井控设备做支撑,且对油井周围的井壁有严格的稳定性的要求,因此我国石油行业必须对完善井控设备加大投入力度。
结语
综上所述,加强对石油钻井技术在地热勘探中的应用的探讨,意义重大。相关工作人员需要明确地热资源勘探价值以及石油钻井技术发展概况,在此基础上对我国石油钻井技术应用现状展开研究,发挥井下钻井动态数据采集应用技术、井下闭环钻井技术、欠平衡压力钻井技术优势。
参考文献
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论文作者:柳浩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/13
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