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(2)在開采超高壓鉆井時通常需要不斷提高鉆井的濃密度,以便能夠使地層壓力得以平衡,并保證鉆井液的穩(wěn)定性。在提高濃密度后可能影響高粘度及高密度鉆井液除氣效果,井控時難以有效分離毫米級的氣泡,由于無法及時進行除氣,所以極易造成井噴。
(3)在壓力較高的油氣層中實施開采中作業(yè)時,鉆井常會出現(xiàn)溢流問題,在井控時通常需要關井。如關井立壓過大,則鉆井泵所承受的壓力也在變大,在鉆井泵無法承受立壓時,壓井作業(yè)就無法正常進行,這也會對井控作業(yè)的安全性造成影響。
二、井控安全技術(shù)在鉆井過程中的應用分析
1.井控難點
某油田中的鉆井共有890口,油藏儲層埋深為1500m-2500m,天然氣儲藏埋深為2850m-3650m,油氣儲層具有滲透率低、連通性差及巖性致密的特點,屬于低豐度、低滲油氣藏。由于該油藏的地層壓力較大,如在井控作業(yè)中沒有重視采用安全技術(shù)控制溢流或油氣侵的發(fā)生,則有可能引起重大安全事故。例如,該油氣田中的12H井發(fā)生了井噴事故,鉆井深度為3567m,關井時套壓為15.7MPa,需要采用有效的井控安全技術(shù)恢復井下的壓力平衡。
2.井控安全技術(shù)應用情況
(1)改善井控設備控制能力
改善井控設備控制能力是提高井控安全性的有效措施。該油田在改善井控設備所具有的控制能力時采用了以下技術(shù):1)油田中34H井的節(jié)流閥存在反應遲鈍、響應速度慢等問題,了解節(jié)流閥及鉆井實際情況后對節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,并同時配備了與節(jié)流閥相適應的硬質(zhì)合金保護套,經(jīng)改造后有效提高了節(jié)流閥的精度、強度及抗腐蝕能力,目前該井未發(fā)生井涌或井噴事故。2)該油田中的76H井為高壓鉆井,在實施井控作業(yè)時利用了U形分離裝置代替原有的傳統(tǒng)液位分離器,采用U形分離裝置前天然氣的處理量為450×103m3,應用U形分離裝置后處理量為670×103m3,有效保障了井控安全。3)油田中的部分高密度井存在配備鉆井液速度較慢的問題,為提高配備速度,在此類鉆井中應用了氣動加重井控裝置。應用加重裝置后有效提高了鉆井效率,縮短了作業(yè)人員在井下等待的時間,同時也有效提高了井控的安全性[3]。
2水平定向鉆孔軌跡的基本要素
在實際開展水平定位鉆孔軌跡設計操作、測量操作及數(shù)據(jù)信息處理的過程中,一般多選擇鉆孔軌跡L中的某一個測點作為研究的基礎對象,其選擇測點所相應的孔深、傾角與方位角,則被稱之為水平定向鉆孔軌跡的基本要素。依據(jù)相關理論,則測點數(shù)據(jù)信息僅表現(xiàn)了該點位置的空間位置,測點位置的切線則表示為鉆進過程中的前進方向線,亦被稱之為鉆孔當前軸線,可以通過鉆孔當前軸線、來表述測點附近一段鉆孔軌跡。測量數(shù)據(jù)的處理操作與鉆孔孔跡繪制,其對鉆孔軸線的繪制,均是依據(jù)鉆孔軸線進行操作的。為確保鉆孔軌跡繪制及描述的準確性,要求對鉆孔孔跡中存在的測點相應的孔深、傾角與方位角基本要素進行精確處理。在其基本要素中,理論孔深定義為:測點位置所具備的實際鉆孔深度值,在近水平鉆孔中,多指的是孔口位置到測點鉆孔曲線之間的實際長度值,多采取鉆桿進行測量,一般用L進行孔深記錄;傾角:是指鉆孔當前點的切線與水平面之間的最小夾角;方位角:是指鉆扎當前點的切線在水平面的投影與北向(N軸)之間的夾角;設計方位錢:開孔方位線在水平面上的投影,代表鉆孔深度廷伸主方向。
3煤礦井下水平定向孔軌跡的一般形式和描述方法
本煤層預抽鉆孔的布且形式預抽鉆孔一般情況都布宜在煤層厚度大、透氣性好、瓦斯含且高、煤層硬度較大的稱定煤層中,這樣不但有利于成孔和后期鉆孔橡定,同時能夠保證鉆孔的高滲透性。有利于瓦斯的逸出。報據(jù)鉆有利于瓦斯的逸出。報據(jù)鉆孔相對于工作面延伸方向的不同水平定向鉆孔布龍形式主分為走向和傾向布置兩種形式。為了保證良好的抽放效果,不能使鉆孔穿透工作面或從巷道穿出帆,在實施定向拐商鉆孔前,孔相對于工作面延伸方向的不同水平定向鉆孔布置戳主鉆孔布t形式一般以走向或傾向平行布皿為主。在實施向拐夸鉆孔后,可采用“一孔多分支”的鉆孔布1形式。這樣可在順槽直接開孔,減少鉆機椒運次數(shù),提高鉆進效率,同時起到“一孔多用”的效果。
4煤礦井下隨鉆測量技術(shù)鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理方法
在煤礦井下隨鉆測量技術(shù)鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理中,提出應用平均角法進行軌跡計算。為確保鉆進軌跡描述的準確性,可以進行多點測量,降低兩側(cè)點間距,提高計算精度,這種方法計算簡單,在實踐應用中應用較為廣泛。此外,在煤礦井下隨鉆測量技術(shù)鉆孔軌跡數(shù)據(jù)處理中還可以采取平衡正切法。然而其方法應用精度偏低,為滿足現(xiàn)場實際需求,本文提出應用Excel進行鉆孔孔跡測量參數(shù)計算,并繪制鉆孔軌跡圖。Excel工具具備著強大的數(shù)據(jù)處理功能,通過測量儀器,收集測點深度、傾角與方位角等信息,通過Excel形式進行保存,采取相應的計算方式進行孔跡坐標計算,選擇圖表導出方式,直觀獲得鉆孔軌跡水平及垂直投影。
一、鉆井工具的使用
鉆井工具主要分為井口工具和井下鉆具。井口工具主要分為起下工具和上卸鉆具的工具,其中包括吊鉗、吊卡、吊環(huán)、天車、卡瓦、絞車、提升短節(jié)。井下鉆具有三類,一是容積式螺桿鉆具,二是葉片式渦輪鉆具,三是電動鉆具。以下就幾種主要工具的使用加以介紹。
1.吊鉗
吊鉗:吊鉗是上鉆桿、下卸鉆桿和套管絲扣等的專用工具。它又分為內(nèi)鉗和外鉗兩部分。使用時應注意以下幾點問題。
1.1使用吊鉗的工作人員必須是經(jīng)過專業(yè)的培訓,具有合格的上崗證書證明,工作時必須按照要求穿戴好工作服,佩戴需要的安全工具。
1.2鉆井隊員要定期對使用的鉆井工具進行定時維修和檢查,同時為了保證減少失誤必須要有專人負責,對檢查過程中出現(xiàn)的問題,要立即組織整改。
1.3吊鉗的使用要符合規(guī)則,按照一定的順序進行,不能違背它自身的屬性。
2.天車
天車:天車的作用是可以改變機械力的方向,起到省力的作用,減輕絞車負擔,提高機械效能,保證過程的順利進行。
2.1在天車工作前,必須要有專人檢查車輪的靈活性,如果天車不能達標,應該立刻采取措施。
2.2要確保轉(zhuǎn)動的靈活性和無阻滯現(xiàn)象,所有連接的輪子不能有松動的現(xiàn)象。護罩和防跳繩應該齊全安好,固定牢靠,只有保證了這些才不會出現(xiàn)問題。
2.3如果輪槽出現(xiàn)磨損或偏磨現(xiàn)象,要及時采取相應的措施,嚴禁使用出現(xiàn)問題的輪槽或破碎的輪槽。
3.絞車
絞車:絞車是構(gòu)成提升系統(tǒng)的主要設備,是鉆井工具整部鉆機的核心部件,它的作用是幫助安裝鉆臺的具體設備,幫助完成其他輔助工作。
3.1開始工作時要檢查剎車內(nèi)是不是有水,無水時禁止使用,避免出現(xiàn)危險,同時防止燒壞膠木圈。
3.2旋轉(zhuǎn)葉子的安裝要特別注意,要明確旋轉(zhuǎn)葉子的方向性,安裝時一定要避免安裝錯方向。否則后果不堪設想。
3.3工作時對溫度也有嚴格控制,冷卻循環(huán)水的溫度不能超過75度,如果水過熱會產(chǎn)生大量的水蒸氣,減弱制動效果。
3.4懸重達到300kn時要使用水剎車,水剎車用的水必須干凈,污染或含鹽水會使水剎車內(nèi)部產(chǎn)生腐蝕。
4.鉆機氣控系統(tǒng)
4.1鉆機氣控系統(tǒng)的工作壓力要保持在鉆機規(guī)定的范圍之內(nèi)。
4.2在工作時,要防止壓縮空氣的漏失。應該注意各種氣控的密封情況,在動力機車停止運動時,不可以有空氣漏失的聲音,壓力要降低限制在允許范圍內(nèi)。
4.3在儲存罐和油水分離器的底部有放水閥,每隔兩個小時放一次水,保證氣體的干燥沒有雜質(zhì)。
二、鉆井工具的檢測
1.吊鉗的檢測
1.1首先應該檢查鉗柄上是否有裂紋,吊鉗是不允許出現(xiàn)裂紋的,裂紋會影響工程的質(zhì)量,影響工程的安全。
1.2吊鉗有規(guī)定的承重量,所以要控制它的承載量,嚴禁超負荷使用吊鉗,各部件配合要使用專用的配件,不能使用代用件,減少不必要的麻煩。
1.2.1鉗牙要排裝整齊,檢查是否有松動的跡象,要保持衛(wèi)生的干凈,不能有油泥,要調(diào)好吊鉗的調(diào)子。
1.2.2要選擇合適的扣合鉗,根據(jù)鉆具的外徑,每一種吊鉗都有適合它的鉆具,只有選擇適合它的搭配,才會做好工作。
2.絞車的檢測
2.1使用前,檢查各個部分的鏈接是不是牢固,其次,看鋼絲繩的排列是否整齊,離合器的使用是否靈活,制動裝置不能出現(xiàn)問題。
2.2開始操作前,試試進氣量的控制,檢查機械的運轉(zhuǎn)是否正常,首先要把配氣手柄置于升、降得位置。
2.3操作要平穩(wěn),禁止啟動過猛,在操作過程中,要防止絞車鋼絲繩在滾筒上雜亂無章的排放,或錯誤的將其他物體纏在滾筒上。
三、展望未來的發(fā)展趨勢
學會正確使用鉆井工具可以提高辦事的效率和質(zhì)量,為了我國的鉆井事業(yè)可以更上一層樓,所以一定要嚴格要求鉆井工具的質(zhì)量。同時,工作人員要提高自身素質(zhì),掌握更多的關于鉆井技術(shù),要及時參加各種培訓活動,掌握最新的技術(shù);除此之外,創(chuàng)新精神也很是重要,要敢于創(chuàng)新,勇于發(fā)現(xiàn)問題,在實踐中解決問題。鉆井工具的檢測需要耐心,要求工作人員認真負責。
目前我國石油現(xiàn)狀并不容樂觀,使用量大、浪費大,存在很多問題,展望未來我國石油的發(fā)展趨勢,雖然現(xiàn)在我們和發(fā)達國家具有很大差距,外國擁有先進的開采工具和技術(shù)水平,在創(chuàng)新精神上,我們需要再接再厲。但是我們的發(fā)展速度是驚人的,在短短幾十年間,我們的石油開采量已經(jīng)有了大幅度的提升,各方面都取得了一定進展。我們要努力學習外國的先進經(jīng)驗,改進自身的不足,相信在不久之后,我們會獲得新的發(fā)展,鉆井技術(shù)一定會有較大的進步。
四、結(jié)語
經(jīng)過對長期的實踐總結(jié),以及對大量資料的借鑒分析,總結(jié)出以上觀點,還望各位有才之士不吝賜教。隨著科技的不斷發(fā)展,技術(shù)的不斷進步,鉆井工具也在不斷的革新,這將進一步有利于我國石油開采工作的順利進行,為其發(fā)展開擴了更為廣闊的空間。目前,對鉆井工具的使用,還存在一定的問題和不足,但時間往往會彌補其不足。鉆井工具的檢測也是一個極其重要的過程,應當做到細致認真,要嚴格要求每一步。未來路上,任重而道遠,我們應該堅持不懈,打造出一片新的天地。
參考文獻
[1]田平陽.王建生.田文陽.胡佩艷.石油鉆井工具的檢測與應用 2012.
連續(xù)油管(coiled tubing,簡稱CT)是相對于常規(guī)單根螺紋連接油管而言的,又稱為撓性油管、蛇形管或盤管,是油田鉆井、完井、試油、采油、修井和集輸?shù)阮I域中重要的作業(yè)裝備。進入21世紀以來,隨著全球能源的緊張局勢,國外的連續(xù)油管得到了飛速的發(fā)展,在在性能、規(guī)格、長度等方面都有很大提高,新型連續(xù)油管作業(yè)機性能的改進使得連續(xù)油管的應用更為廣泛,連續(xù)油管在國內(nèi)的應用處在初級階段,具有很大的發(fā)展空間。本論文對連續(xù)油管的技術(shù)優(yōu)勢做了詳細的分析,并對其焊接方法做了詳細的闡述。
1.連續(xù)油管的技術(shù)優(yōu)勢
1.1降低鉆井作業(yè)成本。美國應用小井眼連續(xù)油管技術(shù)鉆井的成本目標是比現(xiàn)在常規(guī)鉆井技術(shù)節(jié)省40%,50%的開支,最大深度1828.8m。原西德克隆斯用常規(guī)技術(shù)鉆一口1524m油井的總成本為25―35萬美元,而用小井眼連續(xù)油管鉆井的成本為15萬美元。
1.2適用于高壓油層和欠平衡壓力鉆井。常規(guī)欠平衡鉆井作業(yè)過程中,由于連接單根油管時暫停鉆機液循環(huán),對油藏造成壓力波動,同時,停泵后會形成巖屑墊層,而連續(xù)油管無需連接單根油管,因而能保持井底壓力穩(wěn)定,不會對地層產(chǎn)生外來的壓力波動,也可以避免出現(xiàn)巖屑墊層。
另外還能減少鉆井事故,節(jié)省鉆井液循環(huán)時間;更適用于鉆小井眼井、老井側(cè)鉆、老井加深;有利于提高自動化水平;連續(xù)油管內(nèi)可以放置電纜,有利于實現(xiàn)自動控制和隨鉆測量;保護油藏。
從以上幾個方面來看,用連續(xù)油管鉆井其技術(shù)經(jīng)濟指標是比較先進的,也減少了對環(huán)境的污染,這是符合節(jié)能環(huán)保的技術(shù)。連續(xù)油管技術(shù)之所以能迅速發(fā)展,還因為它的技術(shù)裝備有了很大的進步,達到了現(xiàn)代化水平。
2.連續(xù)油管的應用分析
連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)應用最初開始于二十世紀60年代,90年代開始向更多的領域推廣應用。隨著常規(guī)作業(yè)項目穩(wěn)步發(fā)展,新開發(fā)的作業(yè)項目迅速增加。通過相關的調(diào)查研究我們可以得出,作為主要常規(guī)作業(yè)項目的連續(xù)油管注氮、洗井和注酸共占連續(xù)油管作業(yè)量的75%,其中僅洗井一項就占了58%。以下為連續(xù)油管鉆井的應用范圍:
2.1軟地層小井眼直井;
2.2水平井欠平衡重鉆井;
2.3在不用永久性安裝鉆井設備的海上平臺或浮動生產(chǎn)設施上鉆井;
2.4 在88.9mm或更大直徑油管中過油管鉆井;
2.5加深井鉆井;
2.6探井;
2.7淺層氣救援井(降壓井);
2.8淺層氣無基座鉆井;
2.9郊區(qū)或環(huán)境敏感區(qū)(降低噪音、場地限制、 防止漫濺、光學干擾)鉆井;
2.10老井重入、邊遠地區(qū)勘探、邊際油田開發(fā)。
3.連續(xù)油管焊接的要求
由于連續(xù)油管通常用于井下作業(yè),工況條件極其惡劣,要承受高強度的拉伸,擠壓,扭轉(zhuǎn)和彎曲。其內(nèi)表面一般用于傳送高速的帶有高腐蝕性的油,泥漿和液等液體,對內(nèi)表面的磨損非常嚴重。連續(xù)油管新用途的開發(fā)應用,例如測井、射孔、裸眼鉆井、高壓井的修井作業(yè)和永久性井下安裝。以及作業(yè)的井口壓力不斷增大,現(xiàn)在連續(xù)油管則需要在井口壓力高達10000 psi的井中進行施工應用。因此,對連續(xù)油管的材質(zhì)提出了更為苛刻的要求。雖然復合材料連續(xù)油管具有幾乎無限長的疲勞壽命,重量較輕,且能夠抵御20000 psi的內(nèi)壓,但是其制造費用太高,使其難以投入常規(guī)連續(xù)油管作業(yè)服務市場的應用?;蛟S這種復合材料連續(xù)油管將只能在采用常規(guī)連續(xù)油管不能夠?qū)嵤┳鳂I(yè)的用途中得以應用。
對連續(xù)油管補焊接頭的性能要求也隨著變得苛刻,焊接接頭的熱影響區(qū)時整個連續(xù)油管的薄弱環(huán)節(jié),最容易在受到拉伸,擠壓等綜合作用力時,發(fā)生斷裂。焊縫強度與母材強度應滿足等強匹配原則。連續(xù)油管在井下作業(yè)中,管體要承受拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、流體內(nèi)壓以及自重等多種力的作用。
4.連續(xù)油管焊接方法的選擇
4.1 焊接線能量
4.1.1TIG焊。焊接速度較慢,通過計算線能量較大,但可以通過背面銅墊的作用,有效降低線能量。
4.1.2等離子弧焊。等離子是一種壓縮程度很高的離子氣流,其方向性好,弧柱中心溫度可達8000~10000℃。能量密度高達105~106W/cm2。對于10~12mm厚度鋼材可不開坡口,能一次焊透雙面成型。
4.2焊縫成型
4.2.1TIG焊。TIG焊為單面焊雙面成型工藝,焊接參數(shù)選擇合適,焊縫正反面成型平整光滑,焊道寬度均在5~7mm 之間,而且反面為自由成型,有利于對接焊后續(xù)碾壓熱處理工作。
4.2.2等離子弧焊。等離子弧焊與TIG焊十分相似,它們的電弧都是在尖頭的鎢電極和工件之間形成的,能較好實現(xiàn)單面焊雙面自由成型。焊縫的深/寬比大,熱影響區(qū)窄,工件變形小,但具有小孔效應。
4.3飛濺情況
4.3.1TIG焊。熔池處于惰性氣體保護之下,而且惰性氣體不發(fā)生冶金反應,焊接過程穩(wěn)定,電弧能量參數(shù)可精確控制,飛濺很小。
4.3.2等離子弧焊。焊接時熔池處于離子氣(氬氣形成的離子?。┖捅Wo氣(保護熔池和焊縫不受空氣的有害作用主要為氬氣)的保護之下。形成溫度較低、沖擊力較小的等離子弧,焊接過程穩(wěn)定,但設備比較復雜,氣體耗量大,只宜于室內(nèi)焊接。
參考文獻:
1 前言
為了提高石油鉆井管理水平,降低成本,提高經(jīng)濟效益和競爭能力,充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù),以降低開發(fā)成本和降低生產(chǎn)成本為目標,建設全新的數(shù)字化鉆井施工模式有著重要意義。
2 數(shù)字化鉆井信息平臺框架
石油鉆井的主流程是從市場信息的收集與分析開始,在構(gòu)建過程中,全面考慮了鉆井全過程所涉及到的數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)經(jīng)營活動,以鉆井生產(chǎn)的主流程為線索,從數(shù)字化鉆井隊、鉆井數(shù)據(jù)中心、鉆井輔助決策平臺和遠程通信網(wǎng)絡等四個方面設計了數(shù)字化鉆井信息平臺框架,本文著重從前三個方面闡述數(shù)字鉆井施工模式的構(gòu)建方法。
3 數(shù)字化鉆井隊
數(shù)字化鉆井隊主要通過數(shù)據(jù)采集計算機將安裝在各關鍵部位的傳感器連接起來,再由井場局域網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)采集計算機、數(shù)據(jù)處理與傳輸計算機、現(xiàn)場監(jiān)控及其他應用計算機、現(xiàn)場攝像監(jiān)控解碼器等設備連接起來,然后通過部署在這些機器上的軟件系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的自動采集、數(shù)據(jù)人工錄入、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸、現(xiàn)場工況監(jiān)測等工作。這些軟硬件集成起來構(gòu)建了數(shù)字化鉆井隊。
3.1數(shù)字化鉆井隊的硬件設施
(1)數(shù)據(jù)采集儀器
數(shù)據(jù)采集儀器一般是鉆井參數(shù)儀或者地質(zhì)錄井儀,鉆井參數(shù)儀一般包括鉆井儀表主機、傳感器、電纜及附件。另外,對于定向井、水平井,還需要配備有關的測斜儀器,便于進行地質(zhì)導向監(jiān)控。
(2)計算機及網(wǎng)絡設備
數(shù)字化鉆井隊需要在井場組建一個小型的局域網(wǎng)絡。局域網(wǎng)由一臺服務器和若干客戶機組成。計算機的連接方式采用星型拓撲結(jié)構(gòu),即網(wǎng)絡中的所有計算機都連接到一個共享式hub或交換機上。這種網(wǎng)絡系統(tǒng)連接簡單,也比較容易擴充。
3.2數(shù)字化鉆井隊的配套軟件
(1)實時數(shù)據(jù)采集、處理軟件
本系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)來源于綜合錄井儀或鉆井參數(shù)儀實時采集的數(shù)據(jù)。為鉆井工程實時監(jiān)測與井場信息系統(tǒng)服務器軟件平臺提供規(guī)范格式的實時數(shù)據(jù),以不同方式為客戶端提供實時數(shù)據(jù)服務等。
(2)鉆井過程實時監(jiān)測和遠程傳輸軟件
鉆井過程實時監(jiān)測分為鉆進過程和起下鉆過程兩個模塊。
井場與基地間的數(shù)據(jù)傳輸可以采用不同的通訊形式,目前經(jīng)濟簡便的通訊方式為利用普通有線電話網(wǎng)和gprs移動通訊網(wǎng),其次是微波通訊和衛(wèi)星通訊。本軟件可實現(xiàn)以上集中網(wǎng)絡的靈活選用。
(3)工程數(shù)據(jù)手工錄入維護軟件
該軟件主要實現(xiàn)鉆井現(xiàn)場施工工程與管理數(shù)據(jù)的錄入、維護和統(tǒng)計。這些數(shù)據(jù)包括日常管理數(shù)據(jù)、鉆井設備數(shù)據(jù)、鉆井隊伍數(shù)據(jù)等20余類。
(4)地層壓力監(jiān)測評價軟件
該軟件是根據(jù)國外室內(nèi)研究的最新成果差壓和巖石彈性力學參數(shù)之間的關系建立的,根據(jù)鉆井參數(shù)計算地層壓力,實現(xiàn)地層壓力數(shù)據(jù)的采集、管理、處理計算、數(shù)據(jù)圖形輸出一體化。用于提高地層壓力的預測、檢測精度,合理設計鉆井液密度,提高鉆井安全性,保護油氣層。[1]
4 鉆井數(shù)據(jù)中心
鉆井數(shù)據(jù)中心建設包括鉆井綜合數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)流及數(shù)據(jù)加載、數(shù)據(jù)軟件等方面。
4.1鉆井綜合數(shù)據(jù)庫設計與實現(xiàn)
數(shù)據(jù)庫以井的工程生命周期為路線,包括鉆井施工、固井、完井、交井的全部數(shù)據(jù)以及形成上報統(tǒng)計鉆井資料的數(shù)據(jù)。既能夠適應高速發(fā)展的鉆井系統(tǒng)現(xiàn)狀,同時又具有較好的擴充能力。
鉆井數(shù)據(jù)庫共設計了355個數(shù)據(jù)表,3654個數(shù)據(jù)項,可分為鉆井標準數(shù)據(jù)庫、鉆井編碼數(shù)據(jù)庫、鉆井工程設計數(shù)據(jù)庫、鉆井iadc報表數(shù)據(jù)庫、鉆井工程數(shù)據(jù)庫、鉆井實時數(shù)據(jù)庫、鉆井井史數(shù)據(jù)庫等大類。
4.2數(shù)據(jù)流及數(shù)據(jù)加載
所有的鉆井數(shù)據(jù)在源頭一次錄入,遠程傳輸至鉆井公司,經(jīng)過公司技術(shù)人員審核后進入鉆井數(shù)據(jù)中心。鉆井數(shù)據(jù)的審核流程和交換流程下圖所示:
數(shù)據(jù)庫及配套的錄入系統(tǒng)設計完成后,在勝利油田分別部署了鉆井分公司數(shù)據(jù)中心、總公司數(shù)據(jù)中心和局級數(shù)據(jù)中心。各級鉆井數(shù)據(jù)中心運行平穩(wěn),并發(fā)揮著越來越重要的作用。
4.3數(shù)據(jù)軟件
建立了強大的鉆井數(shù)據(jù)中心,就必須發(fā)揮作用。
系統(tǒng)實現(xiàn)了鉆井綜合數(shù)據(jù)庫的/fazhan/">發(fā)展。
1前言
為了提高石油鉆井管理水平,降低成本,提高經(jīng)濟效益和競爭能力,充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù),以降低開發(fā)成本和降低生產(chǎn)成本為目標,建設全新的數(shù)字化鉆井施工模式有著重要意義。
2數(shù)字化鉆井信息平臺框架
石油鉆井的主流程是從市場信息的收集與分析開始,在構(gòu)建過程中,全面考慮了鉆井全過程所涉及到的數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)經(jīng)營活動,以鉆井生產(chǎn)的主流程為線索,從數(shù)字化鉆井隊、鉆井數(shù)據(jù)中心、鉆井輔助決策平臺和遠程通信網(wǎng)絡等四個方面設計了數(shù)字化鉆井信息平臺框架,本文著重從前三個方面闡述數(shù)字鉆井施工模式的構(gòu)建方法。
3數(shù)字化鉆井隊
數(shù)字化鉆井隊主要通過數(shù)據(jù)采集計算機將安裝在各關鍵部位的傳感器連接起來,再由井場局域網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)采集計算機、數(shù)據(jù)處理與傳輸計算機、現(xiàn)場監(jiān)控及其他應用計算機、現(xiàn)場攝像監(jiān)控解碼器等設備連接起來,然后通過部署在這些機器上的軟件系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的自動采集、數(shù)據(jù)人工錄入、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸、現(xiàn)場工況監(jiān)測等工作。這些軟硬件集成起來構(gòu)建了數(shù)字化鉆井隊。
3.1數(shù)字化鉆井隊的硬件設施
(1)數(shù)據(jù)采集儀器
數(shù)據(jù)采集儀器一般是鉆井參數(shù)儀或者地質(zhì)錄井儀,鉆井參數(shù)儀一般包括鉆井儀表主機、傳感器、電纜及附件。另外,對于定向井、水平井,還需要配備有關的測斜儀器,便于進行地質(zhì)導向監(jiān)控。
(2)計算機及網(wǎng)絡設備
數(shù)字化鉆井隊需要在井場組建一個小型的局域網(wǎng)絡。局域網(wǎng)由一臺服務器和若干客戶機組成。計算機的連接方式采用星型拓撲結(jié)構(gòu),即網(wǎng)絡中的所有計算機都連接到一個共享式Hub或交換機上。這種網(wǎng)絡系統(tǒng)連接簡單,也比較容易擴充。
3.2數(shù)字化鉆井隊的配套軟件
(1)實時數(shù)據(jù)采集、處理軟件
本系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)來源于綜合錄井儀或鉆井參數(shù)儀實時采集的數(shù)據(jù)。為鉆井工程實時監(jiān)測與井場信息系統(tǒng)服務器軟件平臺提供規(guī)范格式的實時數(shù)據(jù),以不同方式為客戶端提供實時數(shù)據(jù)服務等。
(2)鉆井過程實時監(jiān)測和遠程傳輸軟件
鉆井過程實時監(jiān)測分為鉆進過程和起下鉆過程兩個模塊。井場與基地間的數(shù)據(jù)傳輸可以采用不同的通訊形式,目前經(jīng)濟簡便的通訊方式為利用普通有線電話網(wǎng)和GPRS移動通訊網(wǎng),其次是微波通訊和衛(wèi)星通訊。本軟件可實現(xiàn)以上集中網(wǎng)絡的靈活選用。
(3)工程數(shù)據(jù)手工錄入維護軟件
該軟件主要實現(xiàn)鉆井現(xiàn)場施工工程與管理數(shù)據(jù)的錄入、維護和統(tǒng)計。這些數(shù)據(jù)包括日常管理數(shù)據(jù)、鉆井設備數(shù)據(jù)、鉆井隊伍數(shù)據(jù)等20余類。
(4)地層壓力監(jiān)測評價軟件
該軟件是根據(jù)國外室內(nèi)研究的最新成果差壓和巖石彈性力學參數(shù)之間的關系建立的,根據(jù)鉆井參數(shù)計算地層壓力,實現(xiàn)地層壓力數(shù)據(jù)的采集、管理、處理計算、數(shù)據(jù)圖形輸出一體化。用于提高地層壓力的預測、檢測精度,合理設計鉆井液密度,提高鉆井安全性,保護油氣層。
4鉆井數(shù)據(jù)中心
鉆井數(shù)據(jù)中心建設包括鉆井綜合數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)流及數(shù)據(jù)加載、數(shù)據(jù)軟件等方面。
4.1鉆井綜合數(shù)據(jù)庫設計與實現(xiàn)
數(shù)據(jù)庫以井的工程生命周期為路線,包括鉆井施工、固井、完井、交井的全部數(shù)據(jù)以及形成上報統(tǒng)計鉆井資料的數(shù)據(jù)。既能夠適應高速發(fā)展的鉆井系統(tǒng)現(xiàn)狀,同時又具有較好的擴充能力。
鉆井數(shù)據(jù)庫共設計了355個數(shù)據(jù)表,3654個數(shù)據(jù)項,可分為鉆井標準數(shù)據(jù)庫、鉆井編碼數(shù)據(jù)庫、鉆井工程設計數(shù)據(jù)庫、鉆井IADC報表數(shù)據(jù)庫、鉆井工程數(shù)據(jù)庫、鉆井實時數(shù)據(jù)庫、鉆井井史數(shù)據(jù)庫等大類。
所有的鉆井數(shù)據(jù)在源頭一次錄入,遠程傳輸至鉆井公司,經(jīng)過公司技術(shù)人員審核后進入鉆井數(shù)據(jù)中心。鉆井數(shù)據(jù)的審核流程和交換流程下圖所示:數(shù)據(jù)庫及配套的錄入系統(tǒng)設計完成后,在勝利油田分別部署了鉆井分公司數(shù)據(jù)中心、總公司數(shù)據(jù)中心和局級數(shù)據(jù)中心。各級鉆井數(shù)據(jù)中心運行平穩(wěn),并發(fā)揮著越來越重要的作用。
4.2數(shù)據(jù)軟件
建立了強大的鉆井數(shù)據(jù)中心,就必須發(fā)揮作用。本文由中國收集整理。
系統(tǒng)實現(xiàn)了鉆井綜合數(shù)據(jù)庫的WWW,分為公司級、油田級及集團級系統(tǒng),能夠滿足各級的數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計與分析要求。該系統(tǒng)按照鉆井流程將信息分為三大部分:
1)鉆井設計信息模塊。
2)鉆井施工動態(tài)信息模塊(包括IADC報表、鉆井日報)。
3)鉆井完井信息。
5鉆井輔助決策平臺
鉆井輔助決策平臺由鉆井輔助設計系統(tǒng)、鉆井動態(tài)實時監(jiān)測與專家診斷系統(tǒng)、鉆井生產(chǎn)指揮系統(tǒng)和事故與復雜情況處理系統(tǒng)等軟件構(gòu)成。
5.1鉆井工程設計系統(tǒng)
鉆井工程設計系統(tǒng)包括軌道設計子系統(tǒng)、工程設計子系統(tǒng)、鉆井液設計子系統(tǒng)、固井設計子系統(tǒng)等,最終生成圖文并茂的鉆井工程設計書,是設計者與管理者的顧問與助手。
5.2鉆井動態(tài)實時監(jiān)測與專家診斷系統(tǒng)
該系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)表、曲線圖、儀表仿真等方式實時現(xiàn)場工程參數(shù)、現(xiàn)場多角度視頻監(jiān)控、在線交流、視頻會議等。應用該系統(tǒng)對加快鉆井科技的開發(fā),提高鉆井水平,及早發(fā)現(xiàn)油氣層、保護油氣層、指導現(xiàn)場施工生產(chǎn),提高油田勘探開發(fā)的整體效益起到重要的作用。
5.3鉆井生產(chǎn)指揮系統(tǒng)
該系統(tǒng)是鉆井生產(chǎn)管理相關信息的總集成,實現(xiàn)了調(diào)度銜接的協(xié)同工作。包括鉆井隊伍分布狀況及正鉆井的分布狀況的展示、鉆井施工日動態(tài)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計,領導和公司相關人員可以在線監(jiān)控各分公司生產(chǎn)運行情況。
5.4井事故與復雜情況處理系統(tǒng)
通過建立鉆井事故與復雜問題知識數(shù)據(jù)庫,為鉆井現(xiàn)場和管理人員提供預防措施,利用鉆井過程中的各種信息及早發(fā)現(xiàn)鉆井異常,正確判斷鉆井事故和復雜的類型,及時、正確地處理施工井的事故,實現(xiàn)安全、快速、高效鉆井。
6結(jié)束語
近幾年,我國政府和石油行業(yè)充分體驗到了數(shù)字化鉆井施工模式的巨大效益,并努力朝著這個方向發(fā)展。
一、前言
隨著中國加入WTO和石油石化行業(yè)戰(zhàn)略性的重組改制,油田企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境發(fā)生了重大乃至轉(zhuǎn)折性變化,同時,國際能源需求逐年增加,石油產(chǎn)品價格不斷攀升,油田企業(yè)仍然面臨著巨大的成本管理壓力。在這種背景下,傳統(tǒng)的成本管理方法已經(jīng)不能完全滿足現(xiàn)階段競爭環(huán)境下企業(yè)管理的要求,戰(zhàn)略成本管理應運而生。
戰(zhàn)略價值鏈分析是一種戰(zhàn)略性成本分析工具成本管理,是戰(zhàn)略成本管理的重要內(nèi)容,融戰(zhàn)略管理、成本管理和價值管理于一體,包括行業(yè)價值鏈分析和企業(yè)內(nèi)部價值鏈分析。運用戰(zhàn)略價值鏈分析企業(yè)價值鏈增值的過程,是提高企業(yè)國際競爭力的重要方法[1]。
基于以上對戰(zhàn)略價值鏈分析理論的認識,本文將油田企業(yè)界定為油氣開采企業(yè),運用戰(zhàn)略價值鏈分析油田企業(yè)價值生成的過程及每一作業(yè)環(huán)節(jié)成本的投入,通過對價值增值關鍵環(huán)節(jié)的成本管理與成本控制來取得成本優(yōu)勢,以實現(xiàn)油田企業(yè)價值最大化的戰(zhàn)略目標。
二、油田企業(yè)戰(zhàn)略價值鏈分析
(1) 油田企業(yè)行業(yè)價值鏈分析
油田企業(yè)行業(yè)價值鏈是指從油氣地質(zhì)勘探到最終產(chǎn)品到達消費者手中直至報廢的全過程。行業(yè)價值鏈分析的目的在于識別企業(yè)在所處的行業(yè)價值鏈中的位置,以確定企業(yè)在行業(yè)競爭中的優(yōu)劣勢。
油田企業(yè)不是孤立存在的個體,它處在一個價值系統(tǒng)中[2],這個價值系統(tǒng)具體包括勘探、鉆井、集輸銷售以及同行業(yè)競爭對手等價值鏈作業(yè)環(huán)節(jié);油田企業(yè)雖然處于油氣開采環(huán)節(jié),但參與競爭要依靠其油氣生產(chǎn)的綜合成本,包括生產(chǎn)前的勘探、開發(fā)成本和生產(chǎn)后的煉化、銷售成本。油田企業(yè)行業(yè)價值鏈如下圖1所示:
圖1 油田企業(yè)行業(yè)價值鏈
油田企業(yè)由于其特殊的技術(shù)工程性,勘探、鉆井等價值環(huán)節(jié)由相應的工程技術(shù)服務公司完成,但是,技術(shù)上的聯(lián)系、經(jīng)濟上的交易,使得這些作業(yè)環(huán)節(jié)消耗的資源成本管理,發(fā)生的成本,創(chuàng)造的中間價值,又都沿價值鏈轉(zhuǎn)移到最終油氣產(chǎn)品中。因此,油田企業(yè)核心競爭力不僅表現(xiàn)在某個價值環(huán)節(jié)上,更重要的是在其各個價值環(huán)節(jié)整合上產(chǎn)生的系統(tǒng)優(yōu)勢論文下載。
(2) 油田企業(yè)內(nèi)部價值鏈分析
油田企業(yè)內(nèi)部價值鏈是指油田企業(yè)為創(chuàng)造產(chǎn)品價值而發(fā)生的一系列的作業(yè)活動,包括企業(yè)價值鏈與各業(yè)務單元價值鏈。
油田企業(yè)的油氣開采過程是一個需要多部門協(xié)作、對技術(shù)和設備要求高、成本消耗大的復雜的系統(tǒng)工程[3]。結(jié)合油田企業(yè)生產(chǎn)特點,按照油氣開采的工藝流程,將油田企業(yè)內(nèi)部價值鏈各價值活動劃分為基本作業(yè)和輔助作業(yè)[4]。
基本作業(yè)包括注水、提液、油氣處理和井下作業(yè);輔助作業(yè)包括油田物資采購、采油技術(shù)開發(fā)、相關配套運輸以及其他輔助生產(chǎn)等價值活動。油田企業(yè)內(nèi)部價值鏈如下圖2所示:
圖2 油田企業(yè)內(nèi)部價值鏈
三、戰(zhàn)略成本動因?qū)τ吞锲髽I(yè)戰(zhàn)略價值鏈影響
與傳統(tǒng)成本管理中的成本動因不同,戰(zhàn)略成本動因是指從戰(zhàn)略上對企業(yè)成本產(chǎn)生影響的驅(qū)動因素,與企業(yè)戰(zhàn)略價值鏈中價值活動相聯(lián)系的成本動因。戰(zhàn)略成本動因突破傳統(tǒng)成本分析的狹隘范圍,站在整體、長遠、宏觀、戰(zhàn)略的高度來分析企業(yè)成本的發(fā)生[5]。
本文將結(jié)合油田企業(yè)生產(chǎn)特點,分別分析結(jié)構(gòu)性成本動因和執(zhí)行性成本動因?qū)τ吞锲髽I(yè)戰(zhàn)略價值鏈的影響。
(1) 結(jié)構(gòu)性成本動因?qū)τ吞锲髽I(yè)戰(zhàn)略價值鏈的影響
結(jié)構(gòu)性成本動因是與企業(yè)基礎經(jīng)濟結(jié)構(gòu)有關的成本驅(qū)動因素,這些因素的形成通常需要較長的時間,而且一經(jīng)確定往往很難變動,對企業(yè)成本的影響將是持久和深遠的,而且這些因素往往發(fā)生在生產(chǎn)之前,其支出屬于資本性支出,構(gòu)成了以后生產(chǎn)產(chǎn)品的約束成本。
油田企業(yè)結(jié)構(gòu)性成本動因一般包括石油行業(yè)發(fā)展形勢、油氣開采地理環(huán)境、油藏自然條件、國際化經(jīng)營與縱向一體化、科技進步、油氣開發(fā)階段及國家財政政策。所有這些結(jié)構(gòu)性成本動因都會對油田企業(yè)戰(zhàn)略價值鏈產(chǎn)生影響。譬如:油氣開采的地理環(huán)境、油藏自然條件會影響到油田開發(fā)的難易程度成本管理,加大油氣勘探、鉆井等過程中的作業(yè)量以及這些作業(yè)所消耗的資源。
(2) 執(zhí)行性成本動因?qū)τ吞锲髽I(yè)戰(zhàn)略價值鏈的影響
執(zhí)行性成本動因是與企業(yè)執(zhí)行作業(yè)程序有關的成本動因,即影響企業(yè)成本結(jié)構(gòu)和成本性態(tài)的驅(qū)動因素。
油田企業(yè)執(zhí)行性成本動因一般包括資產(chǎn)管理、價值環(huán)節(jié)整合、投資方式抉擇、全面預算管理、全面質(zhì)量管理、投資成本一體化、HSE管理體系以及全員參與管理。一旦結(jié)構(gòu)性成本動因分析為執(zhí)行性成本動因分析指明方向,成本管理的重點就應該放在執(zhí)行性成本動因上。譬如:加強對油田企業(yè)固定資產(chǎn)管理可以降低單位油氣當量產(chǎn)品所負擔的折舊和其他固定費用,實現(xiàn)企業(yè)規(guī)模經(jīng)濟。
總之,戰(zhàn)略成本動因與油田企業(yè)戰(zhàn)略價值鏈是緊密相關的。戰(zhàn)略價值鏈各價值活動的劃分以戰(zhàn)略成本動因為基礎,戰(zhàn)略成本動因以戰(zhàn)略價值鏈上各價值活動為載體。戰(zhàn)略價值鏈各價值活動受制于多個成本動因的影響,成本動因分析的目的就是要建立價值量與成本動因之間的數(shù)量關系,以實現(xiàn)對成本動因的有效控制。
四、油田企業(yè)戰(zhàn)略價值鏈分析模型的構(gòu)建
單純的定性分析只能揭示戰(zhàn)略價值鏈各價值環(huán)節(jié)之間的關聯(lián)關系,但不能揭示各價值環(huán)節(jié)之間的優(yōu)化空間[6]。本文擬建立油田企業(yè)行業(yè)價值鏈和企業(yè)內(nèi)部價值鏈分析模型,其目的并不是為了油氣成本核算,而是要利用各價值活動的作業(yè)成本數(shù)據(jù)來分析各價值活動之間存在的內(nèi)在聯(lián)系,尋找各價值活動之間的優(yōu)化空間論文下載。
1)油田企業(yè)行業(yè)價值鏈分析模型的構(gòu)建
依據(jù)油田企業(yè)行業(yè)價值鏈示意圖,考慮成本信息的可獲得性,針對勘探、鉆井、采油和集輸銷售四大價值作業(yè)環(huán)節(jié),并通過下述矩陣形式表示:
注:表示生產(chǎn)噸油油氣產(chǎn)品所消耗的第i種價值作業(yè)的數(shù)量。表示所消耗的勘探作業(yè)量(噸可采儲量/噸油);表示所消耗的鉆井作業(yè)量(米/噸油);表示所消耗的采油作業(yè)量(噸油/噸油);表示所消耗的集輸銷售作業(yè)量(噸油/噸油)。
根據(jù)作業(yè)成本法“產(chǎn)品消耗作業(yè),作業(yè)消耗資源”基本原理,結(jié)合油田企業(yè)的成本核算,將油氣產(chǎn)品單位作業(yè)成本所消耗的資源具體定位在直接材料、電費、水費、人工、折舊和其他直接支出6類資源成本管理,用j=1,2,3,…,6表示,建立矩陣如下:
注: 表示第j種資源的價格,表示第1-6種資源的價格。
注:表示第i種作業(yè)單位作業(yè)成本費用。表示勘探單位作業(yè)成本費用;表示鉆井單位作業(yè)成本費用;表示采油單位作業(yè)成本費用;表示集輸銷售單位作業(yè)成本費用。
注:表示生產(chǎn)噸油油氣產(chǎn)品總成本;、、、分別表示噸油油氣產(chǎn)品生產(chǎn)消耗的勘探、鉆井、采油、集輸銷售作業(yè)成本。
2)油田企業(yè)內(nèi)部價值鏈分析模型的構(gòu)建
同理,依據(jù)油田企業(yè)內(nèi)部價值鏈示意圖,根據(jù)成本信息的可獲取性,針對注水、提液、油氣處理、井下作業(yè)四大價值作業(yè)環(huán)節(jié),并通過矩陣形式表示:
將采油活動單位作業(yè)成本所消耗的資源具體定位在直接材料、電費、水費、人工和其他直接支出5種資源,用j=1,2,…,5表示,建立矩陣如下:
注:表示第j種資源的價格。表示第1-5種資源的價格。
注:表示第i種作業(yè)的單位作業(yè)成本費用。表示注水單位作業(yè)成本費用;表示提液單位作業(yè)成本費用;表示油氣處理單位作業(yè)成本費用;表示井下作業(yè)單位作業(yè)成本費用。
注:表示單位油氣產(chǎn)品所消耗的總成本;、、、分別表示單位油氣產(chǎn)品生產(chǎn)所消耗的注水、提液、油氣處理、井下作業(yè)的作業(yè)成本。
五、油田企業(yè)戰(zhàn)略價值鏈分析模型的管理應用
本文以油田企業(yè)行業(yè)價值鏈管理應用為主,為了探尋其行業(yè)價值鏈各價值活動之間的優(yōu)化空間,以中石化××油田企業(yè)財務報表數(shù)據(jù)資料為基礎。在進行數(shù)據(jù)處理時,根據(jù)上述對油田企業(yè)行業(yè)價值鏈的分析,將該油田企業(yè)各類消耗進行了重新分類與匯總,同時考慮了數(shù)據(jù)的可獲得性與數(shù)據(jù)統(tǒng)一性的要求,經(jīng)整理后將其代入油田企業(yè)行業(yè)價值鏈分析模型成本管理,具體如下:
據(jù)此:
(1)
=15.03+180.85+218.63+12.35
=426.86(元/噸油)
在油田企業(yè)行業(yè)價值鏈勘探、鉆井、采油及集輸銷售四大價值作業(yè)活動中,油氣集輸銷售作業(yè)基本處于地面,與其他價值活動之間的關聯(lián)性較差;本文主要研究勘探、鉆井和采油價值作業(yè)環(huán)節(jié)之間的關系并尋找其優(yōu)化空間,進而分析其對油田企業(yè)綜合成本的影響。
① 勘探與鉆井價值活動之間的優(yōu)化分析
地質(zhì)勘探是鉆井活動的前期準備活動,地質(zhì)勘探對鉆井活動有著重要的影響,例如:鉆井的速度、質(zhì)量以及進度都對勘探的準確性提出了很高的要求。通過對中石化××油田企業(yè)財務報表數(shù)據(jù)整理分析,運用曲線擬合勘探與鉆井作業(yè)成本之間的函數(shù)關系得:
(2)
代入公式(1)得:
(3)
對公式(3)求偏導得:
當時,=15.44元/噸油,=178.84元/噸油。
由此可知:當勘探作業(yè)成本費用最優(yōu)解為15.44元/噸油時,鉆井作業(yè)成本費用最優(yōu)解為178.84元/噸油;勘探作業(yè)成本費用最優(yōu)解較原勘探作業(yè)成本費用高0.41元/噸油,但鉆井作業(yè)成本費用則低于原鉆井作業(yè)成本費用2.01元/噸油。假設采油和集輸銷售作業(yè)成本費用不變,仍為218.63元/噸油和12.35元/噸油,可使得生產(chǎn)噸油油氣產(chǎn)品的總成本下降1.6元/噸油,下降比例為0.4%??傊瑑r值鏈分析模型計算結(jié)果表明:勘探與鉆井價值活動之間存在著優(yōu)化空間,通過控制勘探價值活動作業(yè)量或單位作業(yè)消耗資源數(shù)量可以影響鉆井價值活動作業(yè)量和作業(yè)消耗資源數(shù)量,有助于油氣生產(chǎn)總成本的降低。
② 鉆井與采油價值活動之間的優(yōu)化分析
鉆井活動是采油活動的基礎成本管理,鉆井活動完成質(zhì)量高低對采油活動有著重要的影響,譬如:井壁平滑及垂直度對采油過程中的注水、提液等存在密切關系。通過對中石化××油田企業(yè)財務報表中數(shù)據(jù)整理分析,運用曲線擬合鉆井與采油作業(yè)成本之間的函數(shù)關系得:
(4)
代入公式(1)得:
(5)
對公式(5)求偏導得:
當時,=182.93元/噸油,196.32元/噸油論文下載。
由此可知:當鉆井作業(yè)成本費用最優(yōu)解為182.93元/噸油時,采油作業(yè)成本費用最優(yōu)解為196.32元/噸油;鉆井作業(yè)成本費用最優(yōu)解較原鉆井作業(yè)成本費用高2.08元/噸油,但采油作業(yè)成本費用則低于原采油作業(yè)成本費用22.31元/噸油。假設勘探和集輸銷售作業(yè)成本費用不變,仍為15.03元/噸油和12.35元/噸油,可使得生產(chǎn)噸油油氣產(chǎn)品總成本下降20.23元/噸油,下降比例為4.7%??傊瑑r值鏈分析模型計算結(jié)果表明:鉆井和采油價值活動之間存在著優(yōu)化空間,通過控制鉆井價值活動作業(yè)量或單位作業(yè)消耗資源的數(shù)量可以影響采油價值活動作業(yè)量和作業(yè)消耗資源數(shù)量,有助于油氣生產(chǎn)總成本的降低。
同理,對于油田企業(yè)來說,注水、提液、油氣處理、井下作業(yè)是油田企業(yè)內(nèi)部價值鏈上四大價值活動。在這四大價值活動中,油氣處理與其他三大價值環(huán)節(jié)存在一定的內(nèi)在聯(lián)系,但由于油氣處理基本處于地面成本管理,因此本文主要尋找注水與提液、提液與井下作業(yè)之間的優(yōu)化空間。因此,可以通過曲線擬合建立注水與提液、提液與井下作業(yè)成本之間的函數(shù)關系,尋找出各價值活動之間的優(yōu)化空間,通過改變?nèi)舾蓛r值活動的量或單位作業(yè)消耗資源的數(shù)量,最終實現(xiàn)油田企業(yè)總成本的降低。
六、 結(jié)論
通過油田企業(yè)戰(zhàn)略價值鏈分析模型的管理應用,分析結(jié)果表明:油田企業(yè)戰(zhàn)略價值鏈價值活動之間確實存在著優(yōu)化空間。因此,針對油田企業(yè)開展戰(zhàn)略價值鏈分析,不僅可以明確企業(yè)自身的優(yōu)劣勢以及在產(chǎn)業(yè)中的位置或范圍,而且還可以結(jié)合戰(zhàn)略價值鏈各價值活動進行清晰的成本定位。同時,運用戰(zhàn)略價值鏈分析模型,尋找各價值鏈活動作業(yè)成本之間的函數(shù)關系,進行成本抉擇分析,以達到企業(yè)總成本降低和競爭力提升的目的。并從樹立基于價值鏈分析的戰(zhàn)略成本管理意識、實現(xiàn)投資成本一體化與上下游一體化經(jīng)營等方面提出了油田企業(yè)戰(zhàn)略價值鏈分析的保障措施。當然,開展油田企業(yè)戰(zhàn)略價值鏈分析的管理應用要考慮數(shù)據(jù)的真實性、完整性和歷史性等因素的影響,還要結(jié)合詳細的戰(zhàn)略成本動因分析和戰(zhàn)略定位分析及相應的控制和改善措施來加以實現(xiàn)。
參考文獻
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主管單位:中國石油天然氣集團公司
主辦單位:華北石油管理局;華北油田分公司
出版周期:雙月刊
出版地址:河北省任丘市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1001-5620
國內(nèi)刊號:13-1118/TE
郵發(fā)代號:
發(fā)行范圍:國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間:1983
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
期刊榮譽:
中科雙百期刊
第二屆全國優(yōu)秀科技期刊
論文摘 要:隨著海洋石油的大力開發(fā),鉆井技術(shù)的研究至關重要,本文主要闡述海上鉆井發(fā)展及現(xiàn)狀,我國海上石油鉆井裝備狀況,海洋石油鉆井平臺技術(shù)特點,以及海洋石油鉆井平臺技術(shù)發(fā)展分析。
1 海上鉆井發(fā)展及現(xiàn)狀
1.1 海上鉆井可及水深方面的發(fā)展歷程
正規(guī)的海上石油工業(yè)始于20世紀40年代,此后用了近20年的時間實現(xiàn)了在水深100m的區(qū)域鉆井并生產(chǎn)油氣,又用了20多年達到水深近2000m的海域鉆井,而最近幾年鉆井作業(yè)已進入水深3000m的區(qū)域。圖1顯示了海洋鉆井可及水深的變化趨勢。20世紀70年代以后深水海域的鉆井迅速發(fā)展起來。在短短的幾年內(nèi)深水的定義發(fā)生了很大變化。最初水深超過200m的井就稱為深水井;1998年“深水”的界限從200m擴展到300m,第十七屆世界石油大會上將深海水域石油勘探開發(fā)以水深分為:400m以下水域為常規(guī)水深作業(yè),水深400~1500m為深水作業(yè),大于1500m則稱為超深水作業(yè);而現(xiàn)在大部分人已將500m作為“深水”的界限。
1.2海上移動式鉆井裝置世界擁有量變化狀況
自20世紀50年代初第一座自升式鉆井平臺“德朗1號”建立以來,海上移動式鉆井裝置增長很快,圖2顯示了海上移動式鉆井裝置世界擁有量變化趨勢。1986年巔峰時海上移動式鉆井裝置擁有量達到750座左右。1986年世界油價暴跌5成,海洋石油勘探一蹶不振,持續(xù)了很長時間,新建的海上移動式鉆井裝置幾乎沒有。由于出售流失和改裝(鉆井平臺改裝為采油平臺),其數(shù)量逐年減少。1996年為567座,其中自升式平臺357座,半潛式平臺132座,鉆井船63座,坐底式平臺15座。此后逐漸走出低谷,至2010年,全世界海上可移動鉆井裝置共有800多座,主要分布在墨西哥灣、西非、北海、拉丁美洲、中東等海域,其中自升式鉆井平臺510座,半潛式鉆井平臺280座,鉆井船(包括駁船)130艘,鉆井裝置的使用率在83%左右。目前,海上裝置的使用率已達86%。
2我國海洋石油鉆井裝備產(chǎn)業(yè)狀況
我國油氣開發(fā)裝備技術(shù)在引進、消化、吸收、再創(chuàng)新以及國產(chǎn)化方面取得了長足進步。
2.1建造技術(shù)比較成熟海洋石油鉆井平臺是鉆井設備立足海上的基礎。從1970年至今,國內(nèi)共建造移動式鉆采平臺53座,已經(jīng)退役7座,在用46座。目前我國在海洋石油裝備建造方面技術(shù)已經(jīng)日趨成熟,有國內(nèi)外多個平臺、船體的建造經(jīng)驗,已成為浮式生產(chǎn)儲油裝置(FPSO)的設計、制造和實際應用大國,在此領域,我國總體技術(shù)水平已達到世界先進水平。
2.2部分配套設備性能穩(wěn)定海洋鉆井平臺配套設備設計制造技術(shù)與陸上鉆井裝備類似,但在配置、可靠性及自動化程度等方面都比陸上鉆井裝備要求更苛刻。國內(nèi)在電驅(qū)動鉆機、鉆井泵及井控設備等研制方面技術(shù)比較成熟,可以滿足7000m以內(nèi)海洋石油鉆井開發(fā)生產(chǎn)需求。寶石機械、南陽二機廠等設備配套廠有著豐富的海洋石油鉆井設備制造經(jīng)驗,其產(chǎn)品完全可以滿足海洋石油鉆井工況的需要。
2.3深海油氣開發(fā)裝備研制進入新階段目前,我國海洋油氣資源的開發(fā)仍主要集中在200m水深以內(nèi)的近海海域,尚不具備超過500m深水作業(yè)的能力。隨著海洋石油開發(fā)技術(shù)的進步,深海油氣開發(fā)已成為海洋石油工業(yè)的重要部分。向深水區(qū)域推進的主要原因是由于淺水區(qū)域能源有限,滿足不了能源需求的快速增長需求,另外,隨著鉆井技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展,已經(jīng)能夠在許多惡劣條件下開展深水鉆井。雖然我國在深海油氣開發(fā)方面距世界先進水平還存在較大差距,但我國的深水油氣開發(fā)技術(shù)已經(jīng)邁出了可喜的一步,為今后走向深海奠定了基礎。
3海洋石油鉆井平臺技術(shù)特點
3.1作業(yè)范圍廣且質(zhì)量要求高
移動式鉆井平臺(船)不是在固定海域作業(yè),應適應移位、不同海域、不同水深、不同方位的作業(yè)。移位、就位、生產(chǎn)作業(yè)、風暴自存等復雜作業(yè)工況對鉆井平臺(船)提出很高的質(zhì)量要求。如半潛式鉆井平臺工作水深達1 500~3 500 m,而且要適應高海況持續(xù)作業(yè)、13級風浪時不解脫等高標準要求。
轉(zhuǎn)貼于
3.2使用壽命長,可靠性指標高
高可靠性主要體現(xiàn)在:①強度要求高。永久系泊在海上,除了要經(jīng)受風、浪、流的作用外,還要考慮臺風、冰、地震等災害性環(huán)境力的作用;②疲勞壽命要求高。一般要求25~40 a不進塢維修,因此對結(jié)構(gòu)防腐、高應力區(qū)結(jié)構(gòu)型式以及焊接工藝等提出了更高要求;③建造工藝要求高。為了保證海洋工程的質(zhì)量,采用了高強度或特殊鋼材(包括Z向鋼材、大厚度板材和管材);④生產(chǎn)管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上運輸、海上安裝甚為復雜,生產(chǎn)管理明顯地高于常規(guī)船舶。
3.3安全要求高
由于海洋石油工程裝置所產(chǎn)生的海損事故十分嚴重,隨著海洋油氣開發(fā)向深海區(qū)域發(fā)展、海上安全與技術(shù)規(guī)范條款的變化、海上生產(chǎn)和生活水準的提高等因素變化,對海洋油氣開發(fā)裝備的安全性能要求大大提高,特別是對包括設計與要求、火災與消防及環(huán)保設計等HSE的貫徹執(zhí)行更加嚴格。
3.4學科多,技術(shù)復雜
海洋石油鉆井平臺的結(jié)構(gòu)設計與分析涉及了海洋環(huán)境、流體動力學、結(jié)構(gòu)力學、土力學、鋼結(jié)構(gòu)、船舶技術(shù)等多門學科。因此,只有運用當代造船技術(shù)、衛(wèi)星定位與電子計算機技術(shù)、現(xiàn)代機電與液壓技術(shù)、現(xiàn)代環(huán)保與防腐蝕技術(shù)等先進的綜合性科學技術(shù),方能有效解決海洋石油開發(fā)在海洋中定位、建立海上固定平臺或深海浮動式平臺的泊位、浮動狀態(tài)的海上鉆井、完井、油氣水分離處理、廢水排放和海上油氣的儲存、輸送等一系列難題。
4海洋石油鉆井平臺技術(shù)發(fā)展
世界范圍內(nèi)的海洋石油鉆井平臺發(fā)展已有上百年的歷史,深海石油鉆井平臺研發(fā)熱潮興起于20世紀80年代末,雖然至今僅有20多年歷史,但技術(shù)創(chuàng)新層出不窮,海洋油氣開發(fā)的水深得到突飛猛進的發(fā)展。
4.1自升式平臺載荷不斷增大
自升式平臺發(fā)展特點和趨勢是:采用高強度鋼以提高平臺可變載荷與平臺自重比,提高平臺排水量與平臺自重比和提高平臺工作水深與平臺自重比率;增大甲板的可變載荷,甲板空間和作業(yè)的安全可靠性,全天候工作能力和較長的自持能力;采用懸臂式鉆井和先進的樁腿升降設備、鉆井設備和發(fā)電設備。
4.2多功能半潛式平臺集成能力增強
具有鉆井、修井能力和適應多海底井和衛(wèi)星井的采油需要,具有寬闊的甲板空間,平臺上具有油、氣、水生產(chǎn)處理裝置以及相應的立管系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)控制中心等。
4.3新型技術(shù)FPSO成為開發(fā)商的首選
海上油田的開發(fā)愈來愈多地采用FPSO裝置,該裝置主要面向大型化、深水及極區(qū)發(fā)展。FPSO在甲板上密布了各種生產(chǎn)設備和管路,并與井口平臺的管線連接,設有特殊的系泊系統(tǒng)、火炬塔等復雜設備,整船技術(shù)復雜,價格遠遠高出同噸位油船。它除了具有很強的抗風浪能力、投資低、見效快、可以轉(zhuǎn)移重復使用等優(yōu)點外,還具有儲油能力大,并可以將采集的油氣進行油水氣分離,處理含油污水、發(fā)電、供熱、原油產(chǎn)品的儲存和外輸?shù)裙δ埽蛔u為“海上加工廠”,已成為當今海上石油開發(fā)的主流方式。
4.4更大提升能力和鉆深能力的鉆機將得到研發(fā)和使用
由于鉆井工作向深水推移,有的需在海底以下5000~6000m或更深的地層打鉆,有的為了節(jié)約鉆采平臺的建造安裝費用,需以平臺為中心進行鉆采,將其半徑從通常的3000m擴大至4000~5000m,乃至更遠,還有的需提升大直徑鉆桿(168·3mm)、深水大型隔水管和大型深孔管等,因此發(fā)展更大提升能力的海洋石油鉆機將成為發(fā)展趨勢。
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)35-0024-03
東北石油大學石油工程專業(yè)是第二類國家特色專業(yè),在專業(yè)建設過程中,始終十分重視對大學生“創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力”的培養(yǎng),對主要實踐教學環(huán)節(jié)進行了改革,取得了良好的實踐效果。具體工作主要體現(xiàn)在以下三個方面。
一、實驗教學環(huán)節(jié)改革
以強化實驗教學環(huán)節(jié)對學生實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)作用為核心,構(gòu)建實驗教學體系。按照理論教學與實驗教學既互相關聯(lián)又相對獨立的原則,構(gòu)建了“1個目標,2個結(jié)合,3個層面,4種模式,多種模塊”的實驗教學體系。即以培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神為目標,堅持課內(nèi)與課外、校內(nèi)與校外相結(jié)合,按照石油工程專業(yè)實驗教學特點設置油氣井工程、采油工程、油藏工程3個實驗教學模塊,通過課程基礎實驗、綜合設計實驗、探索創(chuàng)新實驗、自主開放實驗4種實驗教學模式的訓練,使學生得到基本技能、綜合技能、創(chuàng)新能力3個層面能力的培養(yǎng),優(yōu)化了以不同教學內(nèi)容與方式組成的實驗教學體系,構(gòu)建實驗教學內(nèi)容有機結(jié)合、系統(tǒng)銜接的實驗教學平臺。實驗教學體系中油氣井工程、采油工程、油藏工程3個模塊,是按照學科專業(yè)理論教學與實驗教學有機結(jié)合,根據(jù)實驗教學內(nèi)容特點進行劃分的。各模塊實驗教學依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標設立實驗項目,形成了由課程基礎、綜合設計、探索創(chuàng)新3個層次實驗構(gòu)成的實驗教學內(nèi)容體系,并注重將教學改革成果、科學技術(shù)研究項目、結(jié)合生產(chǎn)實際問題、國家大學生創(chuàng)新實驗計劃項目、學科競賽項目等引入、固化在實驗項目中,不斷更新實驗教學內(nèi)容。設置了一定比例的學生自主選做實驗項目,充分調(diào)動學生參與實驗教學的積極性、主動性,為滿足學生個性化發(fā)展提供了條件。按照人才培養(yǎng)方案,制定了完備的教學大綱,體現(xiàn)了教學指導思想。分層次實驗教學由基本技能、綜合技能、創(chuàng)新能力3個層面能力的培養(yǎng)構(gòu)成。根據(jù)理論教學與實驗教學有機結(jié)合、系統(tǒng)銜接的原則,上述3個層面的能力培養(yǎng)主要通過課程基礎實驗、綜合設計實驗、探索創(chuàng)新實驗、自主開放實驗4種實驗教學模式來實現(xiàn)。
1.課程基礎實驗。用于理論知識驗證和認知、基本實驗操作方法及技能訓練、數(shù)據(jù)處理方法及實驗報告書寫方法訓練。采用以教師教學輔導為主導的教學方式,學生邊學邊實踐,通過基礎實驗項目的全面訓練,鞏固相應的理論知識,獲得實驗的基本操作方法及技能,掌握正確的數(shù)據(jù)處理及實驗報告書寫方法,培養(yǎng)學生嚴肅認真的實驗作風。該層次培養(yǎng)任務主要由演示或驗證性實驗和野外地質(zhì)實習、油田現(xiàn)場實習完成。
2.綜合設計實驗。該層次實驗教學在學生掌握了一定的專業(yè)理論知識和實驗基本技能的基礎上開設,用于訓練學生綜合分析問題解決問題的能力及自主開展科學研究的實踐能力。實驗項目內(nèi)容以理論教學多知識點綜合分析與應用為基礎設立,采用以學生自主實驗為主,教師為輔的教學模式,即學生利用各種信息資源,通過自行查閱資料、設計實驗方案、實施實驗操作、完成實驗結(jié)果綜合分析和實驗報告等。綜合設計實驗項目的主要由原有的常規(guī)實驗項目整合、結(jié)合生產(chǎn)實際問題、科研項目轉(zhuǎn)化、部分競賽類項目轉(zhuǎn)化形成。
3.探索創(chuàng)新實驗。探索創(chuàng)新實驗項目用于培養(yǎng)學生科學研究、科技創(chuàng)新能力,為具備一定科研潛質(zhì)的學生提供較高級別的創(chuàng)新平臺,進行特色培養(yǎng)。鼓勵有創(chuàng)新性的實驗研究成果申請專利或公開,對這些學生給予創(chuàng)新學分獎勵。該類實驗教學采取導師制,以學生自主設計實驗方案、安排實驗過程、實施實驗檢測為主的教學模式,并根據(jù)創(chuàng)新實驗項目的類型及容量,成立大學生創(chuàng)新實驗組及教學指導小組的方式開展集體創(chuàng)新實驗教學工作。探索創(chuàng)新實驗項目主要由國家大學生創(chuàng)新實驗計劃項目、科研課題、結(jié)合生產(chǎn)實際問題、學生申請項目等轉(zhuǎn)化形成。
4.自主開放實驗。實驗室開放教學是在合理配置和優(yōu)化整合實驗中心資源,實現(xiàn)資源共享,完善實驗教學、實驗室建設制度和運行機制的基礎上進行的。主要用于滿足學生的興趣、個性化發(fā)展等培養(yǎng)需要。開放的形式主要包括實驗管理層面上開放、實驗內(nèi)容層面上開放、課內(nèi)外科技創(chuàng)新活動開放三種。實驗管理層面的開放主要用于實驗教學課程內(nèi)必做項目的時間開放,學生通過實驗教學管理網(wǎng)絡系統(tǒng)自主選擇實驗時間;實驗內(nèi)容層面開放主要用于實驗教學課程內(nèi)選做項目的實驗,主要為綜合設計實驗,通過網(wǎng)絡預約、實驗方案設計提交、批準等程序?qū)嵤?;科技?chuàng)新活動開放主要用于學生創(chuàng)新能力及個性化培養(yǎng),實驗時間根據(jù)項目研究內(nèi)容確定,按照預約、實驗方案提交、可行性分析、計劃安排、批準等程序開展。上述三個層面的開放,滿足了學生個性化培養(yǎng)的需求,為實現(xiàn)課程基礎實驗、綜合設計實驗、探索創(chuàng)新實驗三個層次教學目標提供了保障。通過幾年建設與改革,2009年“石油工程與地質(zhì)實驗室”被批準為國家級實驗教學示范中心建設單位,為石油工程專業(yè)實驗教學進一步發(fā)展提供了廣闊平臺。
二、實習教學環(huán)節(jié)改革
東北石油大學與大慶油田技術(shù)培訓中心簽訂了長期實習培訓協(xié)議,成為我校石油工程專業(yè)固定實習基地。該中心具有國家二級安全生產(chǎn)培訓機構(gòu)資質(zhì),擁有國內(nèi)比較先進和完備的訓練設施和設備,具有一個4萬多平方米室外訓練場(包括鉆井工程演練場,采油工程演練場)和500多平方米的模擬演示陳列室。鉆井演練場,承擔著鉆井技能訓練的任務,演練場共分工具識別、設備解剖、二層平臺操作、鉆臺操作大鉗訓練以及系繩套等六個訓練區(qū),能夠完成鉆井方向的全部實習任務;模擬演示陳列室包括石油鉆井簡介、鉆進技術(shù)、固井技術(shù)、鉆井常用工具、鉆井機械、氣控制流程、全套模擬井架等部分組成,采用了實物、模型、照片、光機電模擬顯示板、錄像等方式,直觀形象地展示石油鉆井工藝技術(shù)、工具設備和流程,對鉆井工程培訓直起到了非常重要的輔助教學作用。采油工程演練場,承擔采油技能培訓任務,演練場分抽油機操作、注水井搗流程、油井修井作業(yè)三個訓練區(qū);模擬演示陳列室包括油水井搗流程、井下管柱、管柱連接、集輸流程、油水分離等部分組成,對采油工程培訓起到了非常的重要輔助教學作用。近年來,石油工程專業(yè)生產(chǎn)實習一直在該中心進行,由該中心老師擔任設備操作指導工作,學生能夠親手操作各種設備,避免了以前在油田生產(chǎn)單位實習,對各種設備只能看不能動的局面,既培養(yǎng)了學生動手操作能力,又培養(yǎng)了學生安全操作的意識,切實達到了生產(chǎn)實習的目的。
三、畢業(yè)設計改革
2010年,畢業(yè)設計由原來13周拓展到15周,增加了畢業(yè)設計時間,學生有充分的時間進行創(chuàng)新性研究。由于石油工程專業(yè)教師科研題目較多,畢業(yè)論文95%來源于教師真實課題,結(jié)合工程實際,使學生的實踐能力得到真正的鍛煉,80%左右的論文質(zhì)量較高,具有較高的理論水平和實際應用價值。這些論文的一個共同特點是:工作量大,有一定的理論深度,學生在畢業(yè)設計期間花費了大量精力深入論文,與教師的科研工作相結(jié)合的同學大多數(shù)完成的論文質(zhì)量較高,獲得校級優(yōu)秀和創(chuàng)新杯的同學大部分來源與此。針對石油工程專業(yè)教師科研任務多的特點,石油工程專業(yè)有20%左右的學生提前半年左右進入畢業(yè)設計,參與到課題研究工作中,一方面緩解了教師繁重的科研工作量,另一方面,更重要的是學生的動手能力和工程實踐能力得到很好的培養(yǎng)和加強。這些提前進入畢業(yè)設計的學生所從事的科研工作主要是以下幾個方面:
1.編制軟件或參與軟件的部分編制工作。實行雙學位制度以來,一些對計算機感興趣的同學輔修了計算機課程,但由于條件限制,這些同學的上機時間很少。這樣,一些同學提前介入到教師的課題中來,由教師提供先進的計算機設備和必要的編程書籍,在教師給出理論模型的基礎上,獨立或參與編制部分軟件。一方面,學生需要應用所學專業(yè)知識理解掌握數(shù)學模型,培養(yǎng)了學生理論聯(lián)系實際、解決實際問題的能力;另一方面,學生的計算機知識在真刀實槍中得到鍛煉,提高了學生的變成能力和計算機知識綜合應用能力。
0.引言
近年來,我國鉆井工程技術(shù)得到快速發(fā)展,鉆井工程的規(guī)模實力和鉆井工程的整體水平得到顯著提高,但未來國內(nèi)外鉆井技術(shù)將遇到哪些難點及發(fā)展趨勢?鉆井是石油勘探開發(fā)的“龍頭”,鉆井的投資實際上占整個勘探開發(fā)投資的50%以上。鉆井工程技術(shù)水平直接關系到石油勘探開發(fā)的成敗,決定著石油上游業(yè)務的發(fā)展?jié)摿透偁幠芰ΑD壳?,鉆井工程已開始成為尋找油氣藏、高效開發(fā)油氣田最有效的手段,特別是欠平衡、水平井等技術(shù)已成為現(xiàn)代油氣勘探開發(fā)的重要手段,對增儲上產(chǎn)和提高采收率十分重要。
1.國內(nèi)鉆井技術(shù)現(xiàn)狀
長期以來,我國的石油鉆井科研工作一直處于跟隨狀態(tài),學習和追趕國外先進技術(shù)并努力實現(xiàn)先進技術(shù)的國產(chǎn)化。總體來看,我國石油鉆井技術(shù)水平與國外先進水平有5年~10年的差距。近幾年,我國鉆井工程技術(shù)得到快速發(fā)展,鉆井工程的規(guī)模實力和鉆井工程的整體水平得到顯著提高。但在自動垂直鉆井、可膨脹管鉆井、深海鉆井、陸上深井超深井鉆井等高端鉆井技術(shù)領域,以及綜合鉆井實力方面,與世界先進水平相比還有一定的差距。國內(nèi)旋轉(zhuǎn)導向技術(shù)幾乎還處于空白狀態(tài)。無論是今后鉆大位移井、分支井,還是煤層氣魚骨井,都非常需要這項技術(shù)。國內(nèi)自2000年開始膨脹管技術(shù)研究,2003年首次在大慶油田進行了兩口井的套管補貼,獲得了成功,目前成功補貼已超過200口井。從國際上看,地質(zhì)導向鉆井已是成熟技術(shù),自動垂直鉆井系統(tǒng)國外已投入商業(yè)應用,欠平衡鉆井、氣體鉆井國外已是常規(guī)生產(chǎn)技術(shù),我們還處在研究推廣階段。但國內(nèi)中石油鉆井院蘇義腦院士經(jīng)過多年努力,成功研制出近鉆頭地質(zhì)導向系統(tǒng),成為世界上第四個擁有這項技術(shù)的國家。
2.現(xiàn)代石油鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢
綜合當今國際石油工業(yè)的發(fā)展趨勢和鉆井技術(shù)的發(fā)展,不難看出石油鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢主要有:
(1)以提高勘探開發(fā)的綜合效益為目標,向有利于發(fā)現(xiàn)新油氣藏和提高油田采收率方向發(fā)展。
(2)以信息化、智能化為特點,向自動化鉆井方向發(fā)展。
2.1發(fā)展方向-發(fā)現(xiàn)新油氣藏和提高油田采收率
20 世紀末,國際石油產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn),即尋找新的石油資源越來越困難,加之主要產(chǎn)油國家,油田開發(fā)多進入中后期,產(chǎn)量迅速遞減,而石油需求量卻越來越大,且油價攀升,突破60 美元/桶。在此背景下,各大石油公司加大科研投入,對尋找新油氣藏和提高采收率給予了格外關注。石油鉆井界和相關服務公司在發(fā)展信息化、智能化鉆井技術(shù)基礎上又開發(fā)了有利于發(fā)現(xiàn)新油氣藏和提高采收率的新鉆井技術(shù)。如欠平衡壓力鉆井、水平井及分支水平井鉆井、大位移井鉆井和多分支井鉆井技術(shù),對原有的老井重鉆技術(shù)、小井眼鉆井技術(shù)和連續(xù)油管鉆井技術(shù)也給予了新的技術(shù)內(nèi)涵,這些技術(shù)最顯著的技術(shù)目標是以最直接的鉆井方式溝通油氣藏,以最原始的狀態(tài)打開和保持油氣藏,從而達到最大限度地開采油氣藏,獲得最好的經(jīng)濟和社會效益。
2.2信息化、智能化為特點,向自動化鉆井方向發(fā)展
20 世紀80 年代中期以后,國際石油鉆井中使用隨鉆測量、隨鉆測井、隨鉆地震、隨鉆地層評價、鉆井動態(tài)信息實時采集處理、地質(zhì)導向和井下旋轉(zhuǎn)導向閉環(huán)鉆井等先進技術(shù)以來,鉆井技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的變化,其變化特征為:
(1)鉆井信息數(shù)字化。在鉆井過程中,井下地質(zhì)參數(shù)、鉆井參數(shù)、流體參數(shù)和導向工具位置及狀態(tài)的實時測試、傳輸、分析、執(zhí)行、反饋及修正, 鉆井信息向完全數(shù)字化方向發(fā)展。越來越脫離人們的經(jīng)驗影響和控制,鉆井過程逐步成為可用數(shù)字描述的確定性過程。
(2)工具和作業(yè)智能化、集成化。當前的導向鉆具、測試工具和作業(yè)控制都日趨智能化。一項由國際數(shù)家公司組成,1990 年開始,歷時5 年,耗資950 萬美元開發(fā)的集成鉆井系統(tǒng)(IDS)和集成鉆井作業(yè)系統(tǒng)(IDO)獲得成功,是鉆井系統(tǒng)及操作智能化的體現(xiàn)。而近年地面自動控制的導向鉆井工具和隨鉆地層評價測試系統(tǒng)(FEMWD)開發(fā)成功,更體現(xiàn)了工具和作業(yè)智能化趨勢。
3.鉆井的未來發(fā)展趨勢
未來國內(nèi)外鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢如何,為人類石油勘探開發(fā)帶來什么影響?汪海閣認為,鉆井是石油工業(yè)的龍頭。鉆井發(fā)展總的趨勢就是,不斷滿足勘探開發(fā)需要。鉆井工程作為油氣勘探開發(fā)的一個重要環(huán)節(jié),一種主要手段,具有資金、技術(shù)密集,高投資、高風險的特點。他還說:“近年來,國際鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢,已經(jīng)由傳統(tǒng)的建立油氣通道發(fā)展到采用鉆井手段,來實現(xiàn)勘探開發(fā)地質(zhì)目的,提高單井產(chǎn)量和最終采收率?!?/p>
我國石油鉆井50多年的實踐證明,走技術(shù)引進與自立開發(fā)相結(jié)合的道路是技術(shù)落后國家走向先進的一條必由之路、正確之道。走完全自主創(chuàng)新的路適應不了形勢發(fā)展的要求,必須要充分吸收發(fā)達國家的先進技術(shù)為我所用。但是完全靠技術(shù)引進也走不通,因為先進的生產(chǎn)作業(yè)線及其產(chǎn)品,發(fā)達國家在未充分占領市場前是不會出賣的,引進二流三流產(chǎn)品的作業(yè)線,在國際市場上是沒有競爭力的,其結(jié)果只能是綁在別人的戰(zhàn)車上跟著跑,走上“引進—落后—再引進”的惡性循環(huán)。
另外,像我們這樣鉆井規(guī)模的國家,先進技術(shù)是買不起的,買別人的產(chǎn)品或請外國公司來服務,在幾口井上可以,但幾百口井、上千口井如何來應用是經(jīng)濟上承受不了的。日本技術(shù)發(fā)展的成功經(jīng)驗是從模仿創(chuàng)新走向自主創(chuàng)新,值得我們借鑒。在引進國外先進技術(shù),裝備的同時,則絕對不能忽視自主開發(fā)與自主創(chuàng)新。
結(jié)合當前國際石油背景,汪海閣在分析今后鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢時說,由于國際油價居高不下,引起世界石油勘探開發(fā)熱潮,對鉆井的要求會越來越高,鉆井工作量也將大幅上升?!澳壳埃碧綄︺@井提出的要求是,深井超深井需要提高鉆速;開發(fā)對鉆井的要求則是提高采收率,提高單井產(chǎn)量,改變增長方式。管理上面臨的難題是如何擴大欠平衡鉆井應用,如何降低氣體鉆井的成本,如何廣泛使用高壓噴射技術(shù)”。在勘探上,欠平衡鉆井提高了低壓、復雜巖性、水敏性、裂縫性等儲層的油氣發(fā)現(xiàn)和保護水平,拓寬了勘探領域。在開發(fā)上,欠平衡鉆井通過有效地保護儲層,提高了單井產(chǎn)量,降低了開發(fā)綜合成本。在工程方面,欠平衡鉆井解決了低壓地層漏失問題,提高了機械鉆速,減少了壓差卡鉆,縮短了鉆井周期。2007年中石油完成155口欠平衡井,取得了勘探上的重大發(fā)現(xiàn),實現(xiàn)了吐哈三塘湖油田的高效開采,并大幅度提高了研磨性地層的鉆速。
“預計今后3年到5年內(nèi),需求最突出的鉆井技術(shù)仍然以水平井、欠平衡井、超深井三大技術(shù)為主,重點是要求保護發(fā)現(xiàn)油氣藏。三種技術(shù)相互滲透,相互交融,不斷互補,優(yōu)化發(fā)展,并朝著縱深方向快速發(fā)展?!蓖艉iw還透露。未來高度需求、重點發(fā)展的鉆井技術(shù)包括降低每米鉆井進尺費用、降低地質(zhì)旋轉(zhuǎn)導向費用以及提高鉆井速度等方面的技術(shù),為中國石油勘探開發(fā)目標的實現(xiàn)加油添力。
4.結(jié)語
我們堅信,在科學發(fā)展觀的指導下,抓住機遇,堅持創(chuàng)新,銳意進取,刻苦攻關,我國的鉆井技術(shù)就會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,我國就會從鉆井大國逐步成為鉆井強國?!科]
【參考文獻】