2011年，旋轉導向鉆井工具技術、套管鉆井技術和多級水力壓裂技術的重大進展推動了整個石油天然氣勘探開發(fā)業(yè)的發(fā)展。
其中，深水作業(yè)仍是海洋開發(fā)的焦點。盡管經濟復蘇緩慢，但巴西和美國墨西哥灣的海洋勘探開發(fā)業(yè)已出現多種新的海洋石油支持船，并且應用于2012年初海洋勘探活動的投資也在不斷上升。
對于陸地油氣勘探市場，頁巖氣還停留在專業(yè)術語的階段，有待于更多的新研究與發(fā)展。水平鉆井技術和水力壓裂技術已走在頁巖勘探成功的最前沿，這是由于應用到頁巖開發(fā)流程中的工具和系統(tǒng)一直在不斷地改進，應對新的挑戰(zhàn)。
旋轉導向系統(tǒng)的改進
頁巖鉆井中最大的進展之一就是旋轉導向系統(tǒng)功能的不斷改進。2011年年初，斯倫貝謝推出了Power Drive Archer旋轉導向系統(tǒng)工具，這有助于作業(yè)者實現更快的造斜率。
對任何水平井而言，產油層一般都出現于水驅特征曲線區(qū)之后。成功、有效地獲得單位井段長度井眼軸線在三維空間的角度變化，這將在很大程度上降低單口井的支出。對高造斜率的限制主要包括較強的摩阻力、工具的彎曲和井底鉆具組合(BHAs)上不斷增加的壓力。
當通過這些高造斜率井段旋轉時，井底鉆具組合要承受巨大的彎矩。疲勞壽命隨著造斜率的不斷增加而成倍縮減，因此，高造斜率能夠減少標準井底鉆具組合的使用壽命。如果沒有一個建模跟蹤的方法，井底鉆具組合就會發(fā)生疲勞、嚴重損壞和折斷。
對此，斯倫貝謝的旋轉導向系統(tǒng)提供了采用井身全角變化率獲得井身剖面的好方法，能夠最大限度地暴露油層并增加油氣回收，將其與傳統(tǒng)的旋轉導向系統(tǒng)優(yōu)勢相結合，能夠提高鉆探效率，獲得優(yōu)質的井身質量。
據悉，2008年現場試驗證明了該旋轉導向系統(tǒng)的功能及可靠性。由于該系統(tǒng)在提供井的全角變化率上具有獨特的能力，由此，第二階段的現場試驗非常必要。此階段的目的是確保使用井底鉆具組合不會對PowerDrive Archer系統(tǒng)的造斜率能力造成影響，并且通過高全角變化率井眼旋轉鉆柱帶來的任何疲勞損失都可以控制。
該工具的旋轉可以降低阻力，提高鉆井機械鉆速(ROP)性能，減少各種機械卡鉆的風險，實現上游井眼的凈化和調質。隨著鉆井的潛在延伸，當鉆進水平井段時，井底達到鉆孔的高度凈化，降低摩擦力尤為重要。凈化、平滑的井眼能夠在很大程度上減少下套管時出現的問題。
井眼質量是優(yōu)化鉆井的根本，這包括井眼的凈化、彎曲和清潔。與裸眼井段一起完成，平滑的井眼可以降低下套管和鍵槽出現問題的幾率。
2011年，套管鉆井隨著新技術的引進也取得了階段性的進展。這種方法具有顯著的優(yōu)勢，在復雜鉆井環(huán)境下，能夠確保安裝所需深度套管柱的完整性。
威德福國際公司的OverDrive系統(tǒng)采用套管鉆井技術(DwC)，能夠使作業(yè)者在一個分段中下套管鉆井、套管固結等，這不僅提高了鉆井效率，也降低了鉆井成本。
除此之外，該系統(tǒng)的無縫套管方式是一個有效的DwC工具，其通過潛在風險管理能為作業(yè)者帶來很多鉆井價值，應對循環(huán)漏失層、壓力轉換及不穩(wěn)定地層的問題。
在阿曼，作業(yè)者經歷了嚴重的地層漏失，所面臨的挑戰(zhàn)是井眼穩(wěn)定問題，缺乏用于鉆井液的可用淡水，現場解決是不可能實現的。
威德福國際公司的工程師與其共同設計一個新計劃，幫助解決地層鉆井難題。他們決定充分檢驗安裝在套管柱底部的可鉆性套管鉆頭，通過障礙物擴孔，在總深度的基礎上多鉆了10米(33英尺)，最終，取得了很大的成功。
經過使用后，作業(yè)者比較認可鉆井的總深度研究，包括摩阻扭矩分析和水泥充填。在隨后的鉆井中，采用OverDrive系統(tǒng)和可鉆性套管鉆頭鉆探整個井段套管柱已成為標準。
水力壓裂技術的新進展
在整個一年中，完井技術不斷取得新的進展。貝克休斯年初在北美Williston盆地首次進行40-stage壓裂工作。
貝克休斯的FracPoint EX-C采用1/16–in增量單流閥配套連續(xù)泵送作業(yè)，能夠進行40 stages的壓裂。此外，FracPoint EX-C系統(tǒng)不僅可以增加分段壓裂的層數，而且允許使用較大的單流閥，還可以在壓裂過程提高泵率，減少了生產過程中的壓力損失。
貝克休斯40-stage FracPoint作業(yè)使每個完井縮短了約五天時間。雖然每個頁巖層不同，但業(yè)界一致認為，多級壓裂等同于多產量，因此，作業(yè)者持續(xù)要求增加每口井的壓裂段數，縮短壓裂間隔時間，提高壓裂效率，最終增加每口井的產量。
展望新技術 信心百倍
閉環(huán)鉆井系統(tǒng)和鉆井自動化是未來幾年內可能取得重大突破的技術。這些技術具有潛在的經濟效益，這些創(chuàng)新技術的應用都將有效地提高深海開發(fā)作業(yè)和陸地鉆井作業(yè)。
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