深水和超深水区油气勘探难点技术及发展趋势

深海油气资源的勘探开发是石油工业的一个重要的前沿阵地,与大陆架和陆上勘探钻井作业相比,深水作业的施工风险高,深水和超深水的勘探开发作业必须依赖先进的技术和雄厚的经济实力。分析了世界深海勘探开发的技术现状及在钻探开发技术、石油平台建造、自然灾害的预告与规避等诸多难题;指出了未来的深海钻探所要面对的特殊的海洋环境、复杂的油气储藏、安全高效的技术和装备支持及后勤保障等多种挑战,对比分析了国内外该领域的技术差距,简要阐述了我国在海洋油气勘探开发中所面临的问题,提出了提升我国深海勘探能力的建议。     

全球深水油气勘探开发现状与前景展望

深水油气资源丰富,是近年全球油气勘探热点及增储上产的主力来源。快速发展的海洋科技与工程装备极大提高了深水油气勘探开发能力,政策支持和引导加快了深水油气资源勘探开发进程。我国南海深水区油气勘探开发程度低,资源潜力巨大,是未来寻找大油气田的有利目标区,目前在南海北部已累计发现14个大中型深水油气田。针对我国深水油气勘探开发中存在的资源、技术和成本等问题,提出了加强公益性海洋油气地质调查与评价,研发成套深水勘探开发工程技术装备,加强国际油气资源合作,以自主开发促进合作、共同开发等建议。     

北极深水钻井关键装备及发展展望

随着国际常规油气资源日渐枯竭和国际油价的日益攀升,越来越多的国家和石油公司开始关注北极地区储量丰富的油气资源。我国的冷深海钻井技术尚处于探索阶段,了解北极深海钻井技术进展,对推动我国海洋油气钻井技术进步、保障能源供给安全具有重要的意义。北极深水油气勘探面临海洋环境恶劣、后勤保障困难、生态环境脆弱等难题,使北极深水油气勘探困难重重。通过大量文献调研和技术跟踪,概述了国外北极深水钻井关键装备的主要进展,并从极地破冰船、供给船、钻井船、钻井平台、海冰控制系统、低温钻机等方面,对北极深水油气钻探的关键装备进行了介绍,对北极深水钻井技术的发展趋势进行了分析,提出了一些探索性的观点和建议。      

深地勘探钻井技术现状及发展思考

中国深地油气资源丰富,随着油气勘探开发的进一步发展,深地领域将是中国未来油气勘探开发的主要发展方向,对保障国家能源安全具有重要的战略意义。文章通过调研国内外深地勘探钻井的发展现状,分析总结了深地勘探钻井技术中的关键技术——井身结构设计、高效破岩、钻井提速、抗高温高压测控工具、耐高温钻完井液、井筒压力精细控制、复杂故障防控、高温固井、钻井装备等在深地勘探钻井中的发展状况,并在此基础上提出了未来深地勘探钻井中有待继续攻关完善上部大尺寸井眼的钻井、多压力系统安全钻进、抗超高温井筒工作液以及抗高温高压随钻测量工具等关键技术及装备,并指明在地质工程协同发展基础上,大尺寸井眼提速、多压力系统安全钻井、高温井筒工作液、高温高压随钻测量和井下工具、完井试油技术和装备发展等关键技术及装备的攻关思路,期望为中国深井超深井钻完井技术的发展提供参考借鉴。     

钻井工程技术现状及发展趋势

随着油气勘探开发程度的不断深入,勘探开发领域正逐渐转向深层特深层、复杂地层、深海极地和非常规油气藏,对钻井工程提出了更高要求。文章介绍了近年来钻完井、压裂改造等技术及装备工具取得的最新进展,分析了钻井技术发展趋势,如提速提效技术装备仍是研发重点,提升技术装备在复杂地层和环境的适应能力,深海技术装备研发热度不减,精细压裂增产技术装备备受关注,地质工程一体化技术装备加速推进,自动化、智能化技术装备研发持续升温等。提升石油工程技术装备水平是实现各类油气资源高效经济勘探开发的重要手段。     

低渗透油气资源勘探开发主要影响因素与特色技术

分析了低渗透油气资源的分布状况、勘探开发现状以及低渗透储层地质特征和形成机理,指出:油气藏不易识别、油气层判识困难、渗透率低、具启动压力梯度、弹性能量小、油井见注水效果缓慢、见水后产液指数大幅度下降、水窜和水淹严重等是当前制约低渗透油气田勘探开发的主要影响因素;多参数联合反演储层预测技术、压裂技术、井网优化技术、超前注水技术、水平井开采技术、CO2混相驱技术、微生物采油技术等是低渗透油气勘探开发的特色技术.     

极地冷海钻井技术挑战及关键技术

北极冷海地区油气资源丰富,是目前国际石油公司关注的热点,了解极地冷海钻井技术挑战和关键技术现状,对推进极地冷海钻井技术进步、实现极地冷海油气资源的高效开发具有重要意义。为此,通过大量文献调研和实地考察,分析了国内外极地冷海钻井装备及关键技术的现状和主要研究进展,得到了以下认识:恶劣的作业环境、长距离的后勤保障和苛刻的环保要求,是极地冷海油气勘探开发面临的首要难题;坐底式平台、人工岛、抗冰自升式平台和浮式平台等是目前极地冷海钻井作业采用的关键装备,低温钻机、全封闭抗冰平台及耐低温新型材料等是极地冷海钻井亟待突破的关键装备及材料。调研分析认为:冻土层钻井技术、低温钻井液和固井技术、万米大位移井钻井技术、极地灾害风险评价及控制技术和钻井废弃物环保排放技术是未来极地冷海钻井技术的主要攻关方向,是实现极地冷海油气资源高效开发的关键。      

海洋可控源电磁勘探技术

随着海洋油气勘探开发由浅水区走向深水区,海洋可控源电磁技术(CSEM)可以有效降低深水勘探的钻探风险,正逐步发挥越来越大的作用。由于烃的导电性很差,因此含油气岩层的电阻率远大于周围含水的围岩。通过CSEM勘探技术可以找出低阻背景中的高阻异常体。将CSEM勘探结果与地震资料综合解释,可以大大提高钻探的成功率。论述了CSEM的基本原理、施工方式及影响勘探效果的因素,并与地震勘探资料进行了比较,旨在为我国深水油气勘探开发在选择勘探技术方法上提供参考。     

油气井伴生资源开发应用探讨

油气钻探中，钻遇地下水、地热等油气井伴生资源的情况十分普遍，油气勘探开发中因工程或油气开采枯竭等原因产生报废闲置井也是常见现象。对四川盆地东部历年所钻探的油气井进行统计和分析发现，现有报废闲置的油气井中，绝大部分井都曾钻遇地下水、地热（温泉）等可再生资源，具有较大的商业价值。而借助报废闲置井开发利用油气井伴生资源，不仅成本和风险低，而且可实现闲置资产的再次利用。为此，经过对市场、油气井伴生资源品质特征及油气井所处环境的研究， 结合国内目前技术经济条件，探讨了川渝地区油气井伴生资源中地热、地下水的开发利用方向和技术途径。从国家能源供给和石油企业可持续发展的角度，提出了石油企业可利用现有技术、资源和人才优势，逐步向油气井伴生资源领域开拓延伸，进而实现油气井伴生资源开发利用的观点。     

中国石化石油工程技术新进展与展望

近年来，针对深层特深层、非常规、低渗透油气勘探开发过程中存在的地层硬度和温度高及产能低等问题，中国石化攻关形成了9 000 m特深井安全高效钻井技术、页岩油工程技术和中深层页岩气工程技术等一批关键核心技术和装备，高效钻成了5口9 000 m以深特深井、10余口页岩油井和2口位移超4 000 m页岩气井，有力支撑了深地工程的顺利实施，保障了各类油气资源的勘探开发。但随着勘探开发的不断深入，石油工程技术面临着地质条件更为复杂等一系列技术挑战，中国石化应在安全钻井、高温高压测井和重复压裂等技术方面加快形成自主创新能力，注重新材料、绿色低碳技术的应用，打造更加成熟的、专业化水平更高的石油工程技术体系，为实现油气增储上产新目标提供技术支撑保障。     

Development and Application of Hydraulic/Mechanical Drilling Jar and Mechanical Shock Absorber

Introduction Since 1990s,due to the development of petroleum exploration technology,petroleum machinery and equipment have been addressed by all nations.By means of heavier investment on technology innovation,adopting advanced technology to develop new equipments by big oil companies,the overall levels of adaptability,reliability,diversity, seriation,integrity,automatization,intelligence are highly improved.In recent years,the technology of exploration and development for oil and gas in China has expanded rapidly,while the technique of drilling and production is approaching world level.As the drilling engineering orients to the directional well,ultra-deep well and complex well,the research and development of downhole tools to match the technique has shown its importance.     

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在油气勘探开发中，钻井是必不可少的基本环节。钻井技术从上世纪至今已经历了经验钻井、科学化钻井、自动化智能钻井3个阶段。21世纪钻井技术发展的主导趋势是向钻井自动化及智能控制系统方向发展。文章综述了钻井技术的发展，阐述了它对于促进油气勘探开发的作用：钻井技术的发展极大地提高了油气勘探开发的效益，改善了油气田勘探开发的效果。同时，随着石油工业的发展，由于油气勘探开发领域的进一步扩大及可持续发展战略等的要求，对钻井技术提出了越来越高的要求，促使钻井技术有新的较大的发展，以满足油气勘探开发的需要。并展望了现代钻井技术的发展与油气勘探开发的未来，指出钻井技术必将进一步在剩余油挖潜、提高采收率、开发边际油气田、改善油气田开发效果、进一步提高油气田勘探开发经济效益等方面发挥更大的作用，为油气工业作出更大贡献。     

国外海洋深水油气勘探发展趋势及启示

海洋石油资源潜力巨大,已成为世界各大石油公司竞争的一个热点领域,近年油气新发现中较大的发现主要位于海上,海洋石油储量和产量所占的份额呈不断增加的趋势十分明显。目前,海洋油气勘探开发范围已从浅海、半深海延伸到深海。海上的油气勘探开发与陆上相比,有着自己的特点,特别是在地震技术方面,如海上现在已广泛使用三维地震技术、多维多分量等;井筒技术也比陆上发展要快些,主要使用长距离水平钻井及分支水平井钻井技术等。这些对于我国海上油气田勘探开发具有很好的借鉴作用。另外,由于海洋石油勘探是高科技、高风险、高投入的业务,我国海洋油气勘探必须以大型圈闭为评价目标,立足于寻找大油气田。     

深探井和超深探井钻井的难点分析和对策探讨

当前,勘探工作是我国陆上石油工业的重中之重。根据全国第二次油气资源评价,在深部地层有丰富的油气资源尚未探明,故今后深井和超深井的钻井工作量会有较大幅度的增加。因此,打好打快深探井和超深探井是陆上钻井工作者面临的光荣而又艰巨的任务。文中介绍了陆上石油深井钻井的基本情况,说明新区的深探井、超深探井钻井工作还不适应陆上石油工业当前发展的要求;分析了深探井钻井存在的工艺技术难点,对解决难点的对策进行了探讨,并提出了建议。     

中国海相深层油气富集机理与勘探开发：研究现状、关键技术瓶颈与基础科学问题

海相深层油气是国际上普遍关注的重大领域。经过长期的勘探实践,尽管中国的石油公司在四川和塔里木盆地海相深层-超深层碳酸盐岩油气勘探中取得了重大突破,在四川盆地及周缘海相深层页岩气勘探上也取得了重要进展,但仍然存在许多科学与技术问题需要继续攻关解决。文中对中国海相深层油气富集机理与勘探开发研究现状、关键技术瓶颈与基础科学问题进行了系统分析,提出应该从国家资源战略需求出发,立足于上扬子、塔里木和华北三大克拉通盆地原型-改造作用分析进行相关研究：1）针对海相深层碳酸盐岩油气和深层页岩气富集与流动机理、深层复杂构造成像与多类型储层预测原理、高温高压深层钻完井工程与控制原理等关键科学问题,开展多学科交叉融合和技术集成研究;2）在油气成藏与流动开采机理研究方面,加强成盆-成岩-成储-成烃-成藏的全要素和从地质-人文时间尺度的全过程动态分析,构建海相深层常规-非常规油气有序成藏模式和烃类流动模式,为油气资源潜力评价和有利区带预测奠定基础;3）针对海相深层油气勘探所面临的低信噪比、低分辨率、低成像精度及低保真度等主要地球物理问题,应该从深层复杂构造成像与复杂储集层预测两个方面,加强宽频地震采集、复杂储集层岩石物理建模、高精度叠前保幅成像、复杂储集层综合评价等技术的攻关;4）针对海相深层层系多、非均质性强和高温高压等特点,重点解决与超深井提速和井筒完整性等相关的突出工程技术问题。     

中国石化石油工程技术新进展与发展建议

“十三五”以来,中国石化针对深层特深层油气、致密气和非常规油气高效勘探开发中的关键技术难题,持续加大科技攻关力度,突破了一批制约油气勘探开发的技术瓶颈,研发了一批高端技术装备、井下工具仪器和作业流体,形成了优快钻井完井、高温高精度测控、精细录井和高效储层改造等技术系列,促进了顺北油气田、涪陵页岩气田的高效勘探与效益开发, 为老油田和致密气田增储稳产提供了强有力的技术保障。但是,目前中国石化石油工程技术装备在作业效率、技术指标、综合成本等方面与国外先进水平相比还存在较大差距,因此在“十四五”期间,必须大力实施创新驱动战略,大力提升自主创新能力,突破钻井完井、测录井及储层改造等专业的关键核心技术,尽快提升石油工程技术装备水平,为中国石化稳油增气降本提供技术支撑。      

深水天然气水合物钻井及取心技术

天然气水合物是石油、天然气之后的最佳替代能源,如何钻探深海的天然气水合物是勘探过程中面临的一个挑战。文章主要介绍了2007年5月国内第一次在南海1200多米的深水海底钻探天然气水合物所采用的技术,对所使用的钻井装备、钻具组合、作业程序以及4种取心工具进行了分别说明。本次天然气水合物钻井及取心技术的成功应用将对今后天然气水合物钻探作业产生积极的影响,同时对国内钻井及取心技术的发展有一定的借鉴作用。     

油气地表地球化学勘探技术的地位与作用前瞻

20世纪30年代,德国学者劳伯梅耶和前苏联学者索柯洛夫创造了气测法,揭开了油气化探发展的序幕。至今,已经形成了一系列方法指标,用于检测地表环境中与烃类微渗漏有关的各种物理、化学、生物学变化,检测地表微量油气信息的化探实验测试技术得到了长足的发展,根据地表化探异常评价深部含油气性的可靠性也大大提高。尽管地表地球化学勘探技术尚无法准确评价油气藏的含油气层系、埋藏深度及其规模,然而国内外勘探实践结果证明,油气地表地球化学勘探在区域含油气性评价、检测圈闭构造中的直接油气信息、钻探靶区优选等方面均取得良好效果,是一种有效的油气勘探手段,对石油地质和地球物理等常规油气勘探方法具有重要的辅助作用。从现有研究和应用成果来看,无论在陆地还是海洋,油气化探技术与常规油气勘探方法相结合在油气勘探开发全过程均能发挥一定的作用。由于地表地球化学勘探技术具有廉价、快速、直接等特点和优势,随着研究的不断深入和方法技术的不断创新,其在我国未来几十年油气勘探中将发挥越来越大的作用。      

现代钻井技术发展趋势

旋转钻井的发展可分为初期阶段、发展阶段、科学化钻井3个阶段。科学化钻井后期阶段成果主要有3大项：实现了井下信息实时检测、传输、处理、分析；开发了井下导向和井下闭环钻井系统；发展了新钻井技术。现代钻井技术发展趋势是：向信息化、智能化方向发展；向多学科紧密结合、提高油井产量和油田采收率方向发展；向有效开采特殊油气藏方向发展。建议：能引进的采取引进-消化-创新的技术路线来跟踪前沿，不能引进的国内自主开发；在水平井钻井技术、多分支钻井技术和欠平衡压力钻井技术三大新钻井技术方面，我国目前还有许多基础工作要做，建议有计划地组织攻关；钻井科研工作者在观念上应有新的转变。目前石油工程技术的发展要求钻井工程不仅要建油流通道，而且要担负提高单井产量和油田采收率部分任务以及开发开采特殊油气藏的任务，因此钻井科技人员应熟悉和了解采油工程和油藏工程有关理论和技术。参9