石油圈
石油天然氣工業的發展史，也是一部石油工程技術的振興史，每一次石油工程技術的跨越，都帶來了油氣儲量及產量的快速增長。鉆完井技術不斷革新，但是優秀是劣，不做對比又怎可知？
來自 | Baker Hughes等
編譯 | Leia
油價波動改變不了石油工程技術向著提速、提效、安全、環保方向發展的勢頭。圍繞深層深水、非常規油氣安全高效鉆完井，有關鉆頭、隨鉆測控、隨鉆地質導向、鉆井液完井液、儲層改造和流體測試等的創新技術不斷涌現，工程技術創新發展的活力為石油公司提供了更加有效的工程技術問題的解決方案。隨著地質條件的日益復雜和新材料、信息技術等的發展，自動化、智能化和環境友好將在未來工程技術中得到更好的體現，跨行業技術融合將進一步推動石油工程技術的變革。
近年來，頁巖氣及北極、深水、安全、環保等成為鉆井行業聚焦的關鍵詞，新材料、新裝備及信息化技術為極端環境下的資源鉆探提供了可能。在此背景下，鉆井技術與裝備在高效破巖、隨鉆測量與控制、自動化、遠程實時操作與監控等方面的進展尤為突出，正在不斷地拓寬油氣勘探開發領域。
現代完井技術的總體發展趨勢是從科學化完井的成熟階段向自動化完井階段邁進, 智能完井技術的價值也逐漸得到體現。智能完井技術通過實現液流控制,使井身結構和油井的生產狀態得到積極的改進與提高,同時通過對井下數據的采集來監測油井的生產響應,然后將數據分析同預測性油藏模擬配合應用,結合控制系統的反饋數據資料,尋求一系列積極有效的生產措施,為油井的高效生產帶來更大的價值。
本期技術專題，石油圈將從橋塞、鉆頭和完井系統三個方面，對目前部分新型技術進行客觀簡要介紹和對比。
鉆頭之爭
鉆頭是鉆井作業的核心利器之一，為了提高鉆井破巖效率和延長鉆頭使用壽命，減少起下鉆次數，縮短鉆井周期，降低鉆井作業成本，國外近年研發了一系列新型PDC 鉆頭。近年來，鉆頭技術得到顯著進展，Baker Hughes、Halliburton等油服公司和設備供應商相繼研發出多種新型鉆頭技術，包括套管鉆頭、混合式鉆頭斧式鉆頭等，分別針對不同地層、溫度等其他作業環境均有不俗的效果。
目前PDC 鉆頭在世界油氣市場所占份額已達80%，其進尺數已占世界鉆井總進尺比例超過90%。但是，PDC 鉆頭的發展并未到頂，還需進一步地改進提高。
目前，國際上使用一只鉆頭、一個回次鉆進深度超過5000 m 鉆井的實例已非罕見。運用一個鉆頭與高造斜率旋轉導向鉆井系統配合，可以鉆成一口水平井完整的垂直段+曲線段+水平段，直至終孔，亦即人們早就期待的“單鉆頭鉆井”（Single-bitWell），或“等徑鉆井”( Monodiameter Drilling) ，國內俗稱“一趟鉆”的目標已經實現。期待我國油氣鉆井、地質鉆探界共同努力，爭取今后不久也實現這個目標。
橋塞風云
橋塞的作用是油氣井封層，具有施工工序少、周期短、卡封位置準確的特點，傳統上可分為永久式橋塞和可取式橋塞兩種。
在中淺層試油施工中出現的干層、水層、氣層及異常高壓等特殊層位，為方便后續試油，封堵廢棄層位，通常采用該類橋塞進行封層，同時對于部分短期無開發計劃的試油結束井也采用永久式橋塞封井。此外，該橋塞也用于深層氣井的已試層封堵，為上返測試、壓裂改造等工藝技術的成功實施提供保障。
在中淺層試油施工中，對于封隔異常高壓、高產、跨距大或者斜井等特殊層位，實現上返試油，雙封封隔器施工的成功率較低，為方便后續試油，提高試油一次成功率，通常采用該類橋塞進行封層。
近年來，可溶橋塞逐漸成為國內外各油公司研究的熱點。高強度可溶復合材料在井下工具中的應用為近兩年發展起來的新技術，目前主要應用于分段壓裂工藝，形成了可溶壓裂球、可溶壓裂球座、可溶壓裂橋塞等多種工具。解決了目前分段壓裂技術應用過程中球無法返排出、生產通徑小、壓后需鉆塞等問題。
完井系統PK
完井，即依據油氣層和井筒建立起一種合理的連接渠道。完井對完成采油質量的高低有著不容小覷的影響，對開采石油是否能達到收益最大化起著決定性的作用。
智能完井系統是近年來鉆完井技術的熱點，也是未來的發展趨勢。智能完井技術通過控制多層合采、多分支井監控或使單井眼同時具有多項功能（如注水、監測和生產），使單井眼完成多口井的任務，并且隨著技術的進步，設備可靠性逐步增強，可明顯減少甚至杜絕修井作業。
根據國際數據公司（IDC）、德勤全球能源和資源行業小組等咨詢管理機構的預測，未來20 年，石油和天然氣仍將是世界主要供給能源。
石油工程技術將呈現如下發展趨勢：
（1）非常規資源勘探和生產依然是創新的主導。早期的勘探開發技術創新主要體現在水平井鉆井、水力壓裂等使可用資源恢復的技術，今后將是通過IT 驅動，集中于提高效率、降低成本和HSE 風險管理的過程創新技術。
（2）數字化、智能化將成為鉆井和生產的基礎。遠程控制和監視儀器將更多地用于偏遠地區自動化鉆井中。油氣公司將更多地應用智能儀器儀表、實時通信和先進的分析系統提高鉆井效率和效果。
（3）云服務將擴展到核心的勘探和生產流程。
和過去相比，如今石油生產的挑戰出現很大的不同，作業區域的環境更加復雜和嚴酷：出現極地油田、深水油田等。面對新的發展環境，如果還是用簡單技術會對石油工業的發展造成嚴重的影響，世界各國已經達成共識，寄希望于革新技術、完善設備，要想充分滿足日益復雜的油氣開發需求，必須綜合多學科技術研究。
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