新型技术在石油地质勘探中的应用

第一篇：新型技术在石油地质勘探中的应用

新型技术在石油地质勘探中的应用

[摘 要]随着社会飞速的发展，社会生产与生活都需要大量的石油资源，致使我国石油气资源勘探工作的任务加重，因此，必须加强我国新型技术在石油地质勘探的应用，提升石油资源的开采率。文章以石油勘探现状为出发点，对新型技术在石油地质勘探中应用的意义进行了分析，并对新型技术在石油地质勘探中的应用进行了阐述。

[关键词]新型技术；石油资源；地质勘探；

中图分类号：TH38 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0192-01

随着科学技术的逐渐进步，人们的生活与生产变得更加便利，同时也使得社会对石油的需求日益增多。目前，石油在多个领域都得到了较为广泛的应用，其石油产品已经覆盖了我们生活的很多方面，比如沥青、石油燃料、杀虫剂等，这些都是以石油为原料从而生产出来的。而且石油是属于不可再生资源，因此如何利用新型技术来提升石油开采的效率以及质量，有效地应用在石油地质勘探中，对于我国的发展具有重要意义。石油勘探概述及其现状

1.1 石油勘探概述

石油勘探主要是为了寻找油气资源，从而使用多种的勘探手段来了解地下的情况，探析储油、生油、油气运移、保存等条件，进而评价含油气的远景，准确地确定出油气聚集的较为有利的地区。并且利用石油勘探还能够找到储油气的圈闭，探析出油气田的整体面积，查明油气层的产出能力以及相关的一些情况。石油勘探的过程主要是对其地理环境的岩性、物性以及地质构造等特征进行描述，从而确保提升原有采收率和油田的产量。石油企业是否先进，主要取决于评价决策系统，所以必须及时实行对策、抓住商机，提高评价决策系统的稳定性，进而使得我国石油企业在国际市场上的竞争力有所保障。对程序地层学分析技术的发展。发展迅速的市场经济已带动石油资源的大量使用，需要石油企业在进行石油开发的同时，还要考虑到商业的运用，并使用科学的措施，在最大程度上提高石油开发的经济效益。程序地层学分析技术在我国绝大多数石油企业中已经得到广泛的运用，并且效果很好，这对我国石油企业的发展具有一定的借鉴作用。

1.2 我国石油地质勘探的?F状

社会的发展使人们对石油的依赖性日益增加，我国正在不断加大对石油地质勘探技术的创新与研究，并且资金的投入也在逐渐增加，取得了非常可观的进步，促进了我国很多个地区的发展与进步。但是，我国的石油地质勘探的新型技术在一定程度上与发达国家相比有很多的不足之处。随着社会的发展以及我国经济的增长，对石油资源的需求也会逐渐的增加，如果石油的储存量不能跟上经济发展的需求，便会产生较大的石油缺口，从而影响我国经济的健康发展。目前我国石油的储量以及后备采储量存在不足的现象，并且对于新型技术没有得到很好的突破，因此提升石油的勘探与开采是当前石油产业面临重要的问题。我国应该对石油地质勘探的工作给予高度的重视，加快新型技术的开发与应用，提升石油勘探和开采的效率，缓解我国石油资源匮乏的重大问题。新型技术在石油地质勘探中应用的意义

随着科学技术的发展，在石油地质勘探领域不断的出现新技术。比如：三维地震模拟方法技术在运用上不断成熟，使石油勘探的相关人员在进行盆地模拟和地下成像的工作时，技术得到进一步提高。在石油勘探过程中，通过运用GPS以及3G网络技术，使工作人员对数据组织、工程设计的研究都得到明显的进步。我国的复杂地形很多，给石油地质勘探工作带来很多困难和挑战，所以，石油勘探人员不得不研发出一些新技术来处理实际工作中所遇到的困难。石油地质勘探的工作人员通过勘探过程中的新技术，从而研发出陆地、海洋两种途径的石油开采，充分的运用我国广阔的海洋资源；通过对石油地震的勘探以及一维、二维、三维的描述来制定更全面的勘探方案；在进行物探的过程中，通过勘探评价开发等三个阶段不断运用地震勘探技术，使我国的石油勘探水平得以提升，通过不断使用先进的石油勘探技术，来促进我国石油勘探效率以及我国采集石油效率的提升，进一步使我国石油产业的发展和国家的经济得到稳步的提升。

2.1测井前沿技术

随着计算机、信息技术、电子技术的发展，极大地改变了人们的生活方式和生产方式。数据采集、数据处理技术发展迅速，成像测井仪的数据传输率快，一定时间内能传输更多的数据，极大地扩大了井眼搜索的范围，并通过技术创新能发现钻孔附件的盲矿体。此外还有磁共振测井技术、快速平台测井技术、随钻测井技术以及套管井测井技术也得到了进一步的发展。通过这些现代化信息技术，在钻探之前，可以有效地了解作业区域的地质条件，从而根据钻井实际情况选择合适的勘探技术，降低石油地质勘探的成本，从而提高我国石油开采销量，进一步扩大石油企业的经济利益。

2.2钻井技术

钻井技术是石油地质勘探过程中的常用技术，可以说，石油地质勘探的大部分成本都是花费在了这上面，钻井工程的重要性可见一斑。石油钻井技术应在保障钻井效率及钻井质量的同时，尽量降低成本。传统的钻井技术成本较高，近年来我国在不断改进原有技术，并研发新的钻井技术，目的就是为了降低钻井成本。如欠平衡钻井技术就是一种比较新型的石油钻井技术，其不但成本较低，且在钻井过程中对地表的破坏较少，同时还解决了卡钻和漏失等常见钻井问题，大大提高了钻井速度。该技术十分适合应用于枯竭油层的勘探。不过其也存在一些缺点，例如易腐蚀、安全风险大等，因此还需要进一步进行技术优化，或是联合运用深井钻井技术等其他技术。总而言之，只要将钻井技术合理运用到需要的场合，就能够发挥其更大的效用。

2.3虚拟现实技术和空中遥测技术

在石油地质勘探工程开展中，信息技术的发展也带来完全新型化的技术，应用在石油地质勘探工程中。虚拟现实技术，指的就是通过大屏幕可视化环境与计算机辅助可视化环境等多种可视化系统，把石油地质勘探过程中所获得的所有数据用图形建立模型或者是采用三维模拟动态图等形式来表现出来的一项技术。这一项技术应用于石油地质勘探工程中，可以在一定程度上大大节省人力和物力，在节省勘探成本的基础上提高勘探效率，而且可以在大屏幕上直接观看显现的勘探数据和情况，加深了现实效果的模拟性，促使石油地质勘探工作得到更好的发展。与此同时，空中遥测技术也是作为一项新技术应用于石油地质勘探工程开展之中，空中遥测技术指的是通过地震源和石油地质勘探仪器以及相关的软件进行遥测监控的一项新型技术，这一项技术与成像技术相互结合，在获得数据的基础上制作出高清晰的石油地质油藏结构图，能够扩大石油勘探范围，大幅度提高了石油勘探的质量和效率。

3.结语

综上所述，探讨新型技术在石油地质勘探中的应用具有重要的意义。加强对石油地质勘探技术的创新，能够有效地提升石油勘探以及开采的效率，与国家能源安全以及社会的稳定密切相关。所以相关部门要对新型技术在石油地质勘探中的应用给予重视，加大技术和资金的投入力度，提升石油地质勘探的技术水平，从而有效地保证我国稳定的发展。

参考文献

[1] 王健.石油地质勘探策略浅谈[J].化工管理，2014，（35）.[2] 乔英伟.探讨石油地质资源勘探技术的创新与发展[J].资源节约与环保，2013，（12）.[3] 董晓燕.石油地质勘探中的前沿技术分析[J].科技风，2013，（8）.[4] 董晓燕.石油地质勘探中的前沿技术分析[J].科技风，2013，（25）：161

第二篇：石油地质勘探技术石油勘探论文

1石油地质勘探技术的创新与应用

1.1石油地质勘探技术中的可膨胀套管技术

可膨胀套管技术开发与20世纪80年代，而后在90年代初由壳牌公司提出，可膨胀套管是一种由特殊材料制成的金属钢管，其具有良好的塑性，其在井下可通过机械或者液压的方式使可膨胀套管在直径方向上膨胀10%-30%，同时，在冷做硬化效应下提高自身刚性，可膨胀套管技术的最终目标是实现使用同一尺寸套管代替原来的多层套管成为可能，实现一种小尺寸套管钻到底的目标，是复杂的深井能较顺利的钻到目的层，最大限度的降低钻井工作量，从而降低钻井成本，可膨胀套管技术应用将使传统的井身结构发生重大的变革，实现钻更深的直井和更长的大位移井，从而更经济的达到储层，可膨胀套管的优点是可以封堵任意一个复杂的地层，可以从根本上解决多个复杂地层与有限套管程序的矛盾，使复杂的深井能较顺利的钻到目的层，也从根本上解决了大尺寸井眼钻速慢的问题。

1.2做好石油地质勘探新技术的研究工作

加强对岩石物理分析技术、复杂构造及非均质速度建模及成像新技术、高密度地震勘探技术、储层及流体地球物理识别技术、非均质储层地球物理响应特征模拟和表征分析技术、多波多分量地震勘探技术、井地联合勘探技术、时移地震技术、深海拖缆及OBC勘探技术、煤层气地球物理技术、微地震监测技术等石油物探新方法新技术研究。同时，需要将石油地质勘探的技术链从勘探技术研究向研发、应用一体化相结合的方向转变，从而极大的提高我国石油勘探研发能力的提高。现今，石油勘探新技术主要有物探技术、测井技术、虚拟现实技术、空中遥测技术与光纤传感技术等方面。其中，物探技术主要包括反射地震技术、数字地震技术和三位地震技术等，随着科技的进步与发展，新的高分辨油藏地震技术四维监测技术被发现与应用，很高的促进了我国石油勘探能力的提高，在勘探能力提高的同时也极大的降低了生产、勘探的成本。而测井技术在极大的得益于电子、机械与无线电技术的发展，测井技术的发展极大的提高了井下勘探数据的采集和处理能力，使得勘探过程中测井的精度与深度以及测量的效率大幅的提升，更好的为石油勘探服务。虚拟现实技术则是指使用计算机建模技术来将勘探过程中收集到的数据使用三维动态模拟图的形式表现出来，从而能够极大的降低勘探的成本，同时能够有效的提高勘探的效率。空中遥测技术与成像技术的结合能够有效的提高勘探的效率，通过飞机在低空飞行时对于地下地层的测量能够使勘探更为快捷、方便。石油勘探新技术的应用能够有效的提高勘探的效率、可靠性以及能耗等，极大的促进我国石油勘探能力的发展。其中石油地质类型是石油勘探的基础。

2结语

现今，随着经济发展的不断加速，对于原油的需求在逐年增加，使得我国的石油勘探面临着重大的压力，因此，做好石油地质勘探技术的研究与开发有着重要的意义，现今，石油地质勘探技术已经演变为多个学科相结合的重要学科，我国需要在石油地质勘探领域继续极大投入，更好的保护我国在油气资源领域的开发工作，保障我国经济的健康发展。

第三篇：信息技术在地质勘探中的应用

信息技术在地质勘探中的应用

摘 要：地质勘探工作对我国的国计民生、经济发展发挥着至关重要的作用，随着现代科技的飞速发展，我国地质勘探技术正朝着信息化方向发展，地质勘探的信息化程度越来越高，故此，我国地质勘探工作者应更新工作思路，采取一些积极措施，把不断更新的信息技术应用于勘探工作之中。

关键词：信息技术；地质勘探；应用

地质勘探工作对我国的国计民生、经济发展发挥着至关重要的作用，广大地质勘探者在祖国的角角落落，通过持续不怠的勘探工作，为我国的经济发展勘探出各种宝贵的地下矿产资源。地质勘探工作的顺利开展，需要一定的科学技术来作为辅助手段，技术是提高勘探准确程度和精度的内在保证，随着现代科技的飞速发展，我国地质勘探技术正朝着信息化方向发展，地质勘探的信息化程度越来越高，带来的经济效益和社会效益也更为明显。信息化不是一成不变的，是不断更新的，故此，我国地质勘探工作者应更新工作思路，采取一些积极措施，把不断更新的信息技术应用于勘探工作之中。信息技术对地质勘探的帮助

地质勘探工作，需要由广大地质工作者凭借一定的技术和勘探设备来完成，需要一定的人力资源投入，更需要一些先进设备来作为勘探工作的辅助，以提升地质勘探的精确度。科技越先进，对这种工作的帮助就会越大，信息技术的益处是显而易见的。

1.1 可以减轻劳动强度，降低危险程度

一提到地质勘探工作，人们脑海中就会不由自主地想到广大地质人员翻山越岭、跋山涉水、野营露宿，正是他们越过大海、爬过悬崖、翻越高山进行寻找、分析、勘探、收集资料等，才为祖国发现了大量宝贵资源。这些资源的发现，都是勘探人员辛勤付出的结果，每一种矿藏的出现都凝结着勘探人员洒下的汗水。随着科技的发展，以前很多需要手工完成的工作，勘探人员就可以使用信息技术来代替，大大减轻了劳动强度，同时，很多危险地带的勘探和挖掘，也可以使用信息技术来完成，降低了勘探人员的工作危险程度，保护了他们的切身利益。

1.2 可以降低人力使用数量

马克思主义政治经济学认为，随着现代科技的发展、机械化程度的提升，产业工人的使用数量会逐渐减少，即机器代替员工。这种理论放在地质勘探领域同样适用，当初科技不发达的时候，很多工作就需要手工来完成，故此建国初期我国在地质勘探领域使用了大量的一线劳动者，包括技术人员和施工人员。信息技术的应用，很多手工工作就可以用现代科技来解决，这就降低了劳动力的使用数量，一些地质勘探工作由几位技术人员操纵着必需的信息设备就可以完成。

1.3 提升了数据分析的准确程度

传统的地质勘探，由于科技不发达，科技人员虽然经过大量的资料采样、数据分析、数次试验，完成了勘探报告，但实际挖掘和开采的进程中，发现有些报告的准确性不太高，这就造成了浪费。信息技术的应用，可以大大提升数据分析的准确程度，先进采集技术、分析技术、抽样技术的使用，使得地质勘探工作的效率和找矿命中率得以大幅度提升。当前信息技术应用于地质勘探中的制约因素

信息技术带来的社会效果和经济效益是显而易见的，信息技术的发展趋势也是不可逆的，每个单位都应积极运用信息技术，来提升劳动生产率。就现实情况而言，我国地址勘探行业内存在着一些现实制约因素，影响了信息技术的积极运用。

2.1 资金现状的制约

信息技术的使用，就意味着大笔基金的投入，需要购买先进的计时设备，还需要购买一些软件，设备的后期维修、保养、折旧、更换，软件的升级，都需要一定的资金投入，没有资金供给的话，信息技术只能是海市蜃楼。我国地质勘探行业属于基础上产业，这种行业作业工期时间很长，预期收益存在一定的不确定性，很有可能前期投入大量资金进行基础勘探，却出现寻找不到相应矿藏的结果，因此，资金现状一直是影响我国地质勘探行业健康发展的制约因素，信息技术的时代，我国地质勘探行业的供血能力和造血能力均严重不足，难以筹集出相应的资金来运用先进的信息技术。

2.2 人才队伍的影响

信息技术的应用，需要相应的人才队伍来操控，软件的运用，大型设备的维修、维护与操作，都离不开一定的专业人才，这种人才原则上都是尖端型复合型人才，需要精通计算机方面的技术知识，还要精通勘探领域的专业知识，没有相应的人才队伍，这些技术和设备就没法顺利应用，就造成了资源和资金浪费。长期以来，我国地质勘探行业就是以苦和累而著名，广大地质勘探工作者需要远离家庭、野营露宿，在野外工作一去就是好几个月，辛苦和劳累可以想象的出来，关键是薪酬待遇也难以提高，这种客观现状就使得我国地质勘探行业难以吸收到相应的专业人才，很多工作和工种一直由一些老技术人员来开展，加之人才流动性程度的加强，一些优秀人才纷纷离开了勘探行业，这种人才队伍现状也影响了信息技术的应用。

2.3 思维定式的影响

当今的社会，是科技发展的社会，科技的发展是一个漫长过程，很多技术的问世，只有长时间的使用，人们才能真正认识到它的内在价值和可能产生的社会效益。信息技术也不例外，相对于长期工作在第一线的勘探工作者而言，由于长时间使用着钻机、罗盘、地质锤、放大镜等传统作业工具，他们对这些工具产生了深厚的感情，在思想上和观念上难以短时消除这些工具对它们的影响，他们在内心上或多多少的存在着一定的对信息技术的抵触情绪，倾向于使用槽、井、坑、钻等传统手段来实施勘探工作，这就影响了信息技术的开展与应用。地质勘探行业中信息技术的运用策略

随着我国经济发展速度的加快，对资源和矿藏的需求持续提升，以及从我国战略目的考虑，广大地质工作者一定要提高勘探工作效率，减少劳动时间和劳动支出，这就需要勘探行业积极运用信息技术。

3.1 做好信息化的顶层设计

地质勘探行业中信息技术的应用过程，也是管理阶层和广大工作者思想观念的更新过程，这一行业首先得做好顶层设计，推动信息技术的积极应用。地质勘探信息化的任务是实现地质勘探主流程信息化，核心是建立基于0＼5构架的三层架构体系，关键是数据库技术、服务支撑环境和系统综合集成，重点是野外数据采集数字化，过程是以计算机技术和网络技术的应用为支撑，通过不断数字化，逐步实现信息化。

3.2 购买和使用相关信息软件

在信息化条件下，地质勘探工作的野外信息采集全部由野外数字化采集系统完成，故此，我国地质勘探公司应筹措资金，购买相关信息处理软件，这些软件中，较为成型的有地质调查局开发的数字地质填图系统、探矿工程数据编录系统和黄金部队研发的野外数据采集系统等。野外信息采集完成后通常通过北斗卫星、3G移动设备或者超短波、短波、异频转接器、数传设备与有线网络相结合的方式传到信息中心进行处理。这些技术足以支撑这一行业的科技需求。

3.3 使用一些信息技术

传统的工作方法和勘探工具已经不能满足现代作业需求，我国勘探工作者应积极运用各种精密地球物理仪器来测量，得到准确的数据，并且还要充分利用信息系统，把各种数据转化成图表给人参考；还可以采用一些新进的信息技术如“地、物、化三场异常相互约束”技术方法，X射线荧光技术，甚低频电磁法等，来减轻劳动强度，提升勘探的成功率。

总之，科技发展已经成为一种时代潮流，我国地质勘探行业也是顺应科技发展的前进步伐，积极运用信息技术，提升地质勘探过程的信息化程度，促进我国地质勘探行业的跨越式发展。

参考文献

[1]马丹.鹤岗煤炭矿区资源储量核查方法及思考[J].煤炭技术，2011（5）.[2]董彬虹，李少谦.短波通信的现状及发展趋势[J].信息与电子工程，2001（3）.

第四篇：浅谈地球物理勘探技术在石油开采中的应用

浅谈地球物理勘探技术在石油开采中的应用

由于近几十年我国工业的持续高速发展,我国石油消耗量很大,原本储量十分丰富的石油资源慢慢变少。丰厚油层将很快开采耗尽,贫瘠的油层将成为将来发掘和开采的重点。因此,较高的石油勘探技术越来越受到关注和发展[1]。地球物理勘探（简称“物探”）是通过物理的方法勘探地质的机构和处理矿物开采问题的一种措施。它的研究基础是地下岩石的各种物理性质,如密度、导电性、弹性模量、放射性等参数。它利用不同的方法和设备,检测地下某些物理场的不同特点,分析、研究所获得的资料数据,分析地质的结构和矿产在地下的分布等状况[2]。本文将通过文献检索分析的方法阐述物探技术的发展、目前存在的问题和寻找解决相应问题的方案。

1、物探技术的发展历程

地球物理学是上个世纪前期发展起来的一门交叉学科,涉及物理、数学、力学与地质学等学科[3]。上个世纪四十年代,我国的翁文波与赵仁寿等最早使用物探方法勘探石油。四十年代中期翁文波建立了我国第一个使用重力测量石油的勘探队,赵仁寿在五十年代初建立我国第一个用地震方法探测石油的勘探队。五十年代后期到六十年代,继西部地区之后,我国东部也相继创建了一些地震勘探队伍。六十到七十年代我国成功研制自主开发的模拟磁带仪,并发展了多次覆盖技术。七十年代研制出我国第一台数字化的地震仪。九十年代,我国已经成功利用三维资料连片技术提高资料的品质,从而发现了塔里木盆地和准葛尔盆地中的一些油田。随着计算机技术和信息技术的发展,各种软硬件日渐成熟,本世纪物探技术发展相当迅猛,高精度三维地震技术、VSP地震技术、多波勘测等已经在实际应用中发挥了很大的作用。

2、石油勘探中存在的问题

为了满足国民经济发展的需求,有些公司提出应该大力开展开发高原地区油田、二次开发油田、开发海外油田等项目。这是未来发展的尝试,但也同时存在较多问题。

2.1 复杂陡坡结构

复杂陡坡结构主要存在于新疆库车和塔里木盆地的西南地区,沿着准噶尔盆地的南部边缘,在四川的大巴山地域和柴达木盆地的北部等地方存在。这些区域是“稳定西部和促进海外业务”战略的关键地方。这里主要的问题是地形复杂,海拔变化大,岩石比较复杂,低电阻间隔。此外,地下构造的复杂性,构造反转、走滑断层组合等造成地震波传播很难把握。尽管技术研究已经完成了好几年,地震剖面材料和地质模型经常很难很好地匹配。

2.2 复杂的地形地貌、地层圈闭

层位困储备出现在浅地层和中级深度渤海湾、部分松辽、鄂尔多斯、塔里木、准噶尔、吐哈、柴达木、三湖、四川盆地,以及其它区域的中亚、亚太、非洲大陆。在这些地区进行开采对我国石油资源的储备增长是必要的。这里要解决的问题是厚层砂表面和黄土、厚风化带、复杂和异构的沉积层、低孔隙度、低渗透率的薄储集层。高分辨率地震数据不能识别单个储层厚度小于3m的薄层。地球物理勘探技术在这里的挑战是在中国西部地区提高地震资料主频10赫兹和在东部地区增加10到15赫兹,从而达到增加地层圈闭的钻井成功率20%目的。

2.3 其他问题

除了上述存在的问题外,由于老油区岩性复杂、深层勘探比较困难,在这里发现新的石油储备难度比较大。此外,由于老油区剩余的石油分布比较杂乱,油藏勘探比较困难,提高老油田的采收率也非一件易事。由于种种问题的存在,对物探技术有了更多的要求。首先要求新的物探技术有对更复杂地区的探测能力,其次需要仪器的构造要有更高的精度和分辨率,此外,要对所收集的信息有较强的处理能力,对剩余的石油分布可以进行动态的检测。

3、解决复杂问题的物探技术介绍

3.1 海域物探技术

海底储存着丰富的石油资源,但由于海底地形比较复杂,在海底得到的数据往往比较糟糕。信噪比很低、相位的连续往往中断、能量阻尼比较大、反射差等一系列问题一直以来很难得到完满解决。

要解决这一问题,需要从数据的来源和信号的处理两方面着手。先前使用的海底测量电缆往往比较短,大部分不足5000m。由于长度不足,海底的信号往往不能很充分的接收。加上数据的处理技术不好,造成所形成的模拟形态发生变形,不能真实反映相应地区的地质状态。如果采用长度较大的电缆,便可以获得质量更高的信号,信噪比比较大。在处理数据时,采用分频去噪的方法,并采取措施消除海底因不平造成的影响。这样,便可以得到更好的结果,更能反映真实的地质形态[4]。

3.2 油区高精度地震技术

在油区,由于已经存在的油田对地震技术往往造成干扰。此外,由于不停地开采作用,地下的石油分布也相应发生动态变化。这就造成了油区开采难度比较大。

要解决油区石油勘探问题,有公司提出如下措施:(1)延时三维数据采集;(2)小接收器地面测量;(3)基于岩性和油藏动力学的安放位置设计;(4)高精度静态修正;(5)区域联合处理;(6)叠前数据储层特征描述;(7)考虑地层倾角,适当扩大面元,合成统一剖面,提高地震分辨率。这些措施取得了比较好的效果。

3.3 复杂地区地震技术

在地形复杂地区,如我国柴达木盆地附近,石油储存量比较丰富,比较有希望探测出石油分布。然而,由于地势起伏比较大,地表受到比较高的侵蚀,施工非常困难。此外,即使测得数据,信号处理也比较困难。为解决复杂地区的石油勘探问题,可考虑采取以下措施。(1)利用精度较高的卫星遥感数据,更好地设计探测系统;(2)更详细地勘察地表的形态;(3)根据不同的地表形态使用不同的激发参数;(4)采用宽线技术,更好的采集数据,提高信噪比。利用本项技术可以大大提高数据质量,基本模拟真实的面貌。

4、结语

在石油勘探过程中存在如复杂陡坡结构、复杂的地形地貌、地层圈闭、油区探测困难等问题和挑战。这些问题可以通过数据的发展找到一些相应的方式去解决。如加长测量电缆的长度,利用延时三维数据采集信息,利用三维技术对数据进行高精度修正,采用宽线技术,用各种方式进行数据处理,提高信噪比等,最终合成贴合实际的图像。

参考文献

[1]周涛.浅谈油气地球物理勘探技术进展[J].中国科技纵横,2011(14).[2]牛欢,胡涵等.地球物理勘探在油气开采技术中的应用及发展[J].科技创新导报,2009(1):1.[3]滕吉文.石油地球物理勘探的发展空间与自主创新[J].石油物探,2007:46(3):13.[4]张春贺,乔德武等.复杂地区油气地球物理勘探技术集成[J].地球物理学报,201154(2).

第五篇：水力加压技术在石油钻井中的应用

水力加压技术在石油钻井中的应用

山东伟创石油技术有限公司

概 述

水力加压技术是一项广泛应用于工业生产及其产品中的实用技术。根据其液压能转化为机械能的原理研制的水力加压装置，应用于石油天然气钻井作业中，可以在不消耗额外能量、不需要其它特殊设备的情况下，利用循环钻井液产生的液压力给钻头加压，从而为钻头提供一个稳定的钻压，有效地改变下部钻具的受力状态，改善钻头和钻具的工作条件，达到加 快钻井速度、延长钻头、钻具的使用寿命、减少井下事故、保证井身质量、减轻司钻劳动强度的目的。常规钻井是靠钻头上部的钻铤重量给钻头加压，为了获得稳定的钻压，需要司钻小心翼翼地精心操作，均匀送钻。采用液力加压技术给钻头加压，不但可使钻头获得稳定的钻压，而且还能起到吸震防跳、保护钻头钻具、实现自动送钻、保证井身质量等作用。是石油钻井中一项投入小、效果明显、容易操作的实用技术，值得推广应用。在20 世纪90 年代国外首先将液力加压技术应用于石油钻井中。国内应用此项技术是在1996 年塔里木油田所钻的和4井，在深部φ104.65mm小井眼中使用了美国贝克—休斯公司生产的85.73mm水力推进器。随后国内西南石油学院、山东伟创石油技术有限公司等也开始研制相应工具，现场试验均取得了一定的效果。但是由于多数现场技术人员对此项技术了解较少，对其工作原理及井下钻具受力情况仍有不同认识，现场试验应用的范围有限等，因而使得该项优越的技术不能广泛推广。下面结合试验水力加压装置的现场实践，论述液力加压装置的工作原理，分析其使用前后钻具在井下的受力状态，总结其所起的作用，回答使用该装置时人们可能存在的一些疑问，提出现场应用的几种钻具组合。旨在为推广应用此项技术提供理论依据和技术支持。

一、结构与工作原理

1、基本结构

如图1-1所示：根据水力加压原理研制的水力加压装置（单级）由上接头、缸体（外筒）、活塞、心轴（花键轴）、花键体、下接头等组成。其基本结构简单，加工制造容易。

2、工作原理

水力加压器在使用时连接在靠近钻头的下部钻具中（上接钻铤，下接钻头）。钻进（工作）时，开泵循环钻井液，钻具内高压流体直接作用于活塞端面上，产生推力推动活塞下行，下接头 花键轴 传动轴 低压腔 活塞 缸套 高压腔 上接头

通过与活塞相连的心轴（花键轴）传递推力给钻头，此推力即为钻进时所需钻压。

3、液压力计算

钻井液从钻井泵→地面管汇→高压立管→水龙带→水龙头→钻具内→钻头（喷嘴）→环 1 空→地面钻井液罐→钻井泵，形成一个循环系统，从而泵压为：泵压＝所有地面管汇压耗＋钻具内压耗＋钻头喷嘴压降＋环空压耗当井身结构、钻具组合、钻头喷嘴、钻井液密度、排量等一定时，钻具内某一点处的液体压力是可以计算出来的。那么，在水力加压装置活塞上面（高压腔内）的液体压力也是可以求出的。即：液体压力P＝钻头喷嘴压降Pb＋加压装置以下钻具内压耗PL又当液力加压装置加工成后，其基本尺寸一定，通过计算即可求出当量面积S（或厂家给出计算面积）。

4、钻压计算

由上述分析可知：施加在钻头上的钻压的大小，与作用于活塞上的液体压力、活塞有效面积以及液力加压装置以下钻具、钻头的重量成正比。即

W=F+G1+G2+G3 式中：W——施加在钻头上的钻压，kN

G1——传压杆及接头重量，kN

G2——液力加压装置以下钻具重量，kN

G3——钻头重量，kN 如果水力加压器直接接在钻头上，在钻井实践中可以忽略其他重量及装置压耗，那么液体压力可近似等于钻头压降，即：

P≈Pb

W≈0.1PbS

二、水力加压器井下工作状态分析

现场使用水力加压器，应懂得其工作原理，了解其结构，会计算推力的大小，而明白其在井下工作状态、受力情况更是使用好工具的关键。

1、工作行程

水力加压器的工作行程即为活塞在缸体内移动的距离。此行程由研制者设计，加工成后，该行程也就固定了。此节主要说明在使用中如何观察判断。

使用液力加压装置钻进前，钻头提离井底先开泵，此时活塞在下止点，行程全部打开，指重表显示钻压为“0”。下放钻具钻头接触井底后，钻压很快升到计算值，在下放钻具一个行程的距离，钻压保持不变，活塞到达上止点，此时停止送钻，工具会保持一定钻压钻进。当钻压显示值减小时，活塞到达下止点，即完成一个工作行程。再次下放钻具送钻，开始下一

个行程的钻进。此即为自动（在有效行程范围内）送钻功能。

2、受力分析

水力加压器在井下怎样工作，受力状态如何，怎样传递压力，如何判断压力大小，常规使用钻铤加压所称“中和点”的概念还有没有等，都是需要解决的问题，也有部分技术人员对此怀有疑问。笔者试图通过液力加压装置在井下工作时受力情况的分析解决这些问题。（1）钻压显示的分析

如图2-1所示，液力加压装置可以看作是一个倒置的注射器。

图中G为钻具重量、G′为大钩的承载力、F为高压液体作用于活塞处的推力（向下）、F′为向上的液压力、W′及W为地层岩石对钻头的反作用力。水力加压器在井下有四种工况：

图a为不工作（未钻进）或液压力大于实际钻压时，活塞位于工具的下止点（行程全打开）； 图b为钻头接触井底，液体推力F等于钻压W时，活塞在缸筒内处于浮动状态（正常工作状态）； 图c所示为钻头接触井底、液体推力F小于钻压W时，活塞位于上止点（行程关闭）时的情况。

中和点

图 2-1 图 2-2 图 2-3 无论哪种情况，整个系统的受力可以简化为: 大钩的承载力G′、钻具的重量G、向下的液压力F、向上的液压力F′、地层岩石向上的反作用力W。其关系式为： G′+F′+W = G+F 而 F = F′

则 W = G-G′

我们知道，“G-G′”

即为钻压，所以使用水力加压器可像常规钻井一样，直接通过指重表观察钻压的大小。（2）下部钻具受力情况分析 就一般情况讲，使用液力加压装置仍需要加入钻铤。但此时钻铤的作用不是直接给钻头加压，而是平衡液压推力的反作用力，以及为保证井身质量而使下部钻具具有一定的刚性。

图2-2为常规钻铤加压的情况。为了保证一定的钻压，必须加够一定长度的钻铤，使下部钻 铤的重量大于可能要施加的最大钻压。而靠近钻头L长度的钻铤的

重量正好等于钻压时，L长度处的点（截面）称为“中和点”。中和点以下钻铤受压力，（钻具自身重量导致），以上钻具受拉力。但是由于加压不稳，井下跳钻等影响，中和点是上下移动的，中和点处的钻具所受拉、压交变应力变化频繁，因而此处的钻具极易疲劳破坏。图2-3为使用液力加压装置的情况。

当液推力等于钻压时，活塞处于浮动状态。因为装置缸筒内径（活塞直径D）大于上部钻铤内径（d），则在内径变化处产生液体上顶力（F′），钻铤的主要作用之一是平衡此上顶力。显然，F′小于钻压W，因而需要平衡, F′的钻铤的重量或长度也小于常规钻铤加压所需要的重量或长度。

又因常规钻铤（加压部分钻铤）的长度（中和点的位置）取决于加压的大小，而使用液力加压装置所需钻铤的长度由液力加压装置的结构及上部所接钻铤的内径决定（当然也和钻压有关），而且使用水力加压器中和点的位置是固定的，且已不是原来中和点的意义了。

三、水力加压器主要功能

在石油钻井作业中应用水力加压技术，其优越性是在不需增加额外设备、不消耗额外能量的情况下，只接入一个液力加压装置即可改变常规钻井靠钻铤加压的模式，使钻头与钻铤由刚性联结变为柔性联结，由给予钻头的硬性、变化的钻压变为稳定、柔性的加压，大大改善了钻头和钻铤的工作条件。理论分析和现场实践均表明，使用液力加压装置可以起到以下几 个主要作用。

1、平稳、恒定的加压功能，有利于加快钻井速度

众所周知，钻井作业中加压钻进，最忌忽高忽低，加压不稳。而常规钻井靠司钻操作，下放钻具加压，不但钻压传递滞后，也不可能保持恒定的钻压。加之钻头跳钻、井斜钻具托压 3 等原因，更会使实际钻压不稳。而采用水力加压器会得到均衡、稳定的钻压，因而有利于提高钻井速度。

2、有效的吸震、防跳作用，能够保护钻头和钻具

常规钻井中为了防止跳钻，要使用减震器。减震器一般有机械式（弹簧减震）和液压式（液压有吸震）两种。机械式易损坏，液压式由于工具空间的限制，所加液压油有限。而液力加压装置活塞上部是敞开的，整个钻具内的上千米液体（钻井液）均为吸震液体，从而能够有效地吸震防跳，延长钻头和钻具的使用寿命。

3、用于定向井、小井眼中，可提供稳定、真实的钻压

在定向井中，由于钻具摩阻力的影响，使钻压的传递滞后且极不稳定，忽大忽小，容易出现“假钻压”现象。而且为了防止钻具粘卡，一般要求司钻“点送”钻，这更加剧了钻压的不稳定性。使用液力加压装置，在有效行程内，司钻可以点送且送钻下放的幅度大，不但能有效地克服摩阻力，还可保证钻压真实稳定。小井眼使用小钻具，由于柔性大、钻具弯曲贴靠 井壁，同样使加压不稳，出现假象。使用液力加压装置可在一定程度上克服此种现象的发生。

4、在行程范围内实现自动连续送钻，减轻司钻的劳动强度

常规钻进时要求司钻精力集中，连续送钻，此时司钻就要不停地抬、压刹把，稍有不慎，就会出现溜钻现象，司钻的劳动强度较大。而使用液力加压装置司钻可以“点送”，即间歇送钻就可保持一定钻压钻进。如装置设计行程为0.3米，天车、游车为5×6绳系，则绞车滚筒外缘转动3米相当于钻具下放0.3米。那么司钻一次下放0.3米即可煞住刹把，让工具自动送钻。这样，不但便于司钻观察情况，也大大缓解了其精神紧张的压力，降低了劳动强度。

5、增强了下部钻具的刚性，有利于防斜打直，保证井身质量

下部钻具的弯曲是导致井斜的一个重要原因。为了保证下部钻具的“直”，技术人员采取加大钻具直径、设计不弯钻铤等办法。而采用液力加压装置即可增加下部“直”钻具段的长度，相当于增强了下部钻具的刚性。在常规钻井中，下部钻具由于自重而引起弯曲，其产生弯曲（一次弯曲）的长度（重量）与施加的钻压密切相关。为了不使钻具弯曲就要控制钻压。而使用液力加压装置后使钻具弯曲的长度（重量）只与该装置与上部所连接钻具的台阶处产生的上顶力有关，显然，该上顶力小于钻压，因而增加下部“直”钻具段的长度。如在φ215.9mm井眼中使用φ158.75mm、内径为φ71.44mm的钻铤，钻井液密度为1.2g/cm3，经过计算可知，钻铤长度达到38.9 m时就发生弯曲（一次弯曲）。为保证井身质量，可施加的钻压不能超过40.14kN。若使用φ165mm液力加压装置，钻压可控制在55.483 kN，提高了 38.22%。这样，在可比常规钻具组合加压大的情况下，还能保持钻具不发生弯曲，相当于增强了钻柱的刚度。

6、配以适当的钻具组合，可以起到良好的降斜作用

前已述及，平稳加压、保证钻具的刚性，是防止井斜、保证井身质量的重要因素。而在需要降斜时，采用液力加压装置配以适当的钻具组合，可以提高钻具稳定器的位置，增大钟摆降斜力，从而起到较好的降斜作用。

四、注意问题

现场使用水力加压器，有几个问题需要注意。

1、钻压的调节

在钻进中，由于情况的变化需要调节钻压。在设计水力加压器时，均考虑了现场实际情况，根据不同钻具组合及钻头尺寸设计了不同尺寸、不同级别（单级、双级、多级）的工具。同时还可设计截流塞用于调节钻压的大小。现场可根据需要选择不同规格、不同级别的液力加压装置。并根据实际组配钻头喷嘴，以使其产生所需要的压降。另外，由于目前钻井所用钻 4 井泵，其功率、排量都较大，有调节的余地，可在钻进时适当调节满足钻压需要。在上述都调节不成时，水力加压器允许在关闭或打开状态下钻进，即超过或小于液推力的情况下钻进，只是减震等效果稍差。

2、如何防止钻铤弯曲

通过前面分析，为了平衡液压推力的反作用力，需要加入一定数量的钻铤。而在一定情况下，即反推力达到一定值后，钻铤也会弯曲。如在3.5所举实例中，要施加70—80 kN的钻压，那么喷嘴压降要达到70 MPa，此时产生的上顶力为50.057kN，超过了使钻铤产生弯曲最低压力40.14 kN，钻铤自然会弯曲。解决的办法：一是根据实际优选、设计好水力参数，调节好钻压值，尽量不使上部钻具弯曲；二是可在水力加压器下面接少量钻铤调节钻压;三是在液力加压装置上面使用大水眼钻铤，通过减少大、小水眼过度台阶处的环形面积来减小反推力，以保证整个钻具的不弯曲。

3、水力加压器安放位置

从工具本身讲，水力加压器可以安放在钻柱组合中的任何位置。但要使其有效发挥作用，原则是越靠近钻头效果越好。一般距离钻头不要超过3根钻铤的长度。

4、水力加压器的使用技术

现场使用技术，是一项新工艺、新技术成功并取得较好效果的关键，特别是对于还未推广开的技术，更要讲究使用操作。液力加压技术的推广，不但要靠设计人员研制可靠、实用的工具，更要依赖于现场推广技术人员的辛勤工作。在此不再赘述。

五、推荐钻具组合

根据笔者参与水力加压器现场应用的体会，结合理论分析，推荐现场使用水力加压器的几种钻具组合如下。

1、钻头+水力加压器+钻铤

此种组合是常用组合。可以有效的防止跳钻，施加稳定的钻压。下部钻具的刚性较强，有利于保证井身质量。若使用PDC钻头，因其所用钻压较小，因而更容易操作，使用效果更明显。

2、钻头+水力加压器+钻铤18—23m+稳定器+钻铤

此种组合为钟摆钻具组合，有利于防斜打直。特别适合于纠斜、降斜时使用。因稳定器以下钻具均处于不弯状态，且比常规组合长（重），降斜力增大，可适当增大钻压，在达到降斜效果的情况下，加快钻井速度。

3、钻头+钻铤2根+水力加压器+钻铤

这种组合一方面可调节由于现场条件的限制（如压降有限），液压推力不够的情况，另一方面更增加了下部钻具的刚性（钻铤少不易弯曲），能起到一定的稳斜效果。

4、钻头+稳定器+水力加压器+稳定器+钻铤1根+稳定器+钻铤

在这种满眼钻具组合中，水力加压器相当于短钻铤的位置，可以在稳斜钻进中使用。但近钻头稳定器最好加两个，以保证稳斜效果。上述是推荐使用的液力加压装置的几种常用钻具 组合。现场使用液力加压装置时，不只限于这几种组合。应根据钻井实际，结合工具的结构尺寸合理搭配钻具，以使其发挥更好的作用。

六、水力加压器应用实例

由山东伟创石油技术有限公司研制的不同规格的水力加压装置，已在胜利、西部钻探、川东北、长庆、吉林、华北、塔里木等油田的数百口井使用，技术经济效果明显，典型实例如下:

1、华北油田S50井 该井是一口重点探井，∅ 311mm钻头钻至馆陶底地层时跳钻严重，为防止跳钻使用水力加压装置（H437钻头），从井深2069.76米钻至2307.70米，进尺237.94米，纯钻时间78.16小时，平均机械钻速3.14米/小时。钻进中钻头工作平稳，综合录井仪显示大钩负荷、钻压、扭矩曲线平滑，明显优于上、下未使用水力加压装置时钻头工作曲线。且起出钻头新度较高（综合评定75%），无一断掉齿现象。与未使用水力加压装置的邻井同井段相比，平均机械钻速提 高28%，起到了很好的防跳、延长钻头寿命、提高机械钻速的效果。其钻具组合为： 1/2 ″HA517+6 1/2 ″水力加压装置+6 1/4 ″NDC×1根+6 1/4 ″DC×1根+Φ214扶正器+6 1/4 ″DC×19根+5″DP

2、塔里木油田TZ1井

该井吉迪克组上部地层的兰灰色泥岩，岩性致密坚硬，可钻性差。用∅ 444.5mm大钻头钻进时，跳钻极为严重，加之该地区地层倾角大，易井斜，无奈采用轻压（80-100kN）、低转（45rpm）的措施勉强钻进。此种情况下使用了水力加压装置，采用150-180 kN钻压、95rpm的转速钻进，不但有效地避免了跳钻现象，加快了钻井速度，而且还保证了井身质量，起到了较好的防跳、防斜、加快钻速的作用。平均机械钻速比同井上部井段未使用水力加压装置时提高了25%;单只钻头进尺明显高于相邻两口井同井段、同型号钻头，平均机械钻速分别提高75.4%和132%;使用液力加压装置前的最大井斜为3.7°/358米，使用后最大井斜2°/844米。

3、华北油田WG2井

WG2井是一口重点预探井，设计井深5400 m。二开∅ 311.1mm钻头钻到2500 m时井斜已达7.5°，只好采用小钻压吊打纠斜，待井斜降下来以后，加大钻压钻进又斜了出去，这样反复多次，不但降斜效果不明显，而且严重影响了钻井速度，不得已又采用螺杆钻具＋弯接头反抠降斜，到3100 m时井斜降至2.5°。为保证井身质量，又加快钻速，下入SJ229B水力加压装置。该装置入井后采用正常参数钻进，钻压180-240 kN，钻到井深3224 m时，井斜降为 0.5°。以后又连续两次入井，最后钻到3453 m中完井深后起出。该装置累计入井3次共450.5 h，纯钻226.5 h，进尺353 m，平均机速1.56 m/h（最快时4-5 m/h，录井人员怕漏捞砂样不允许钻速太快），比上部600 m机械钻速提高二、三倍（钻上部600 m用了两个月时间，平均每天10 m左右），同比WG1井机械钻速提高51%。钻头寿命也有明显提高，无崩断齿现象。其钻具组合为：

φ 311 钻头＋水力加压装置＋φ203NDC ＋φ203短DC＋φ308F＋φ203DC＋φ178DC＋ φ127DP

4、塔里木油田KL204井

该井位于山前构造带，地层倾角大（45°〜55°），极易井斜，为防井身质量超标，通常采用钟摆钻具结构，小钻压吊打的方式钻进，以牺牲机械钻速来保井身质量。KL204井以防斜、加快钻速为目的，在二开第二只钻头下入SJ203B水力加压装置，使用井段为592〜818 m，钻压为120-200 kN，既解放了钻压，又控制了井斜，在保证井身质量的前提下机械钻速比 上下两只钻头分别提高70.3%和145.74%，比邻井KL201井提高77.25%，起出钻头新度为60%。

结 论

水力加压技术是一项投入小、见效快、操作简便、经济有效的实用技术。理论分析和现场实践都表明，使用液力加压装置能够有效地起到平稳、恒定加压、吸震、防跳、保护钻头、钻具，延长其使用寿命、加快钻井速度、保证井身质量、减轻司钻劳动强度等作用，值得大力推广应用。由于液力加压技术还是一项没有被现场人员普遍认识、接受的新技术，因此推广应用此项技术，还需要科技人员大力宣传其优越性，需要研制人员和现场技术人员紧密结合，6 共同制定符合现场实际的使用措施，用实际使用的对比效果来表明其有效作用。科研人员要不断完善液力加压技术，研制使用范围更广、更加适合于现场调节的工具，以不断拓展其 功能，使其发挥更大的作用。