石油天然氣鑽探

經過地質調查、地球物理勘查后，油氣鑽探與地質岩心鑽探的原理基本相同。只是油氣井比較深（一般1000～7000多米）,口徑大（一般開孔915毫米）,終孔216毫米，採用大型鑽機，一般根據岩屑記錄地層、取心比較少。

鑽探工藝　油氣井的鑽探工藝主要包括：①鑽進。破岩成屑，由鑽井液攜至地面。②取岩心。僅在油氣層位及換層部位，為了解含油氣情況及岩石物理性質與化學成分，要取少量岩心。在鑽探過程中，要觀察、研究岩屑與岩心，作出鑽井的地質剖面圖，稱錄井。③測井。用電、聲、放射性探測等手段，識別岩性與油氣水層。④注水泥固井。下入一層或多層套管，在管外與井壁之間灌注水泥，使其固結，以強化井筒的承壓能力，並為在套管頂部裝防噴器、控制井噴、進行壓井等作業創造條件。⑤中測。鑽遇油氣層時，立即用鑽桿測試器在油氣層未遭到污染、損害之前，測出油氣的原始生產能力及地層參數。如在完鑽后測試，還可根據生產能力的大小，決定是否下入油層套管。⑥射孔完井。下入油層的生產套管用射孔彈射穿，然後下入油管、裝地面採油樹，替清水誘噴。⑦試井與生產，也叫完井測試。自下而上分層測試其地層壓力、地層溫度、不同回壓下的油氣產量。計算油氣的最大產量，確定安全可采產量。為了計算儲量及相互對比，還要取油氣流體樣品在常溫常壓或高溫高壓下進行實驗分析。試井作業完了，即可投產。

海洋油氣鑽探　在海洋勘查和開發油氣，是近代海洋地質勘查工作的發展。它需要用大型鑽探船或平台裝載鑽探設備在濱海或近海進行鑽探。鑽探船有單體、雙體之分（適應水深為 30～200米）。平台有坐底式（適應水深小於30米）及插樁式（適應水深約90米）固定式平台，以及半潛式浮動平台（適應水深大於200米）,可根據實際需要選用。固定平台航行到位並拋錨固定后，其鑽探工藝與陸地鑽探基本相同。但鑽探船與半潛式平台，因允許在水深5％的範圍內隨風浪漂移顛簸，隨潮汐上下起伏，所以通常採用伸縮鑽桿或大鉤補償器以補償鑽柱的升沉（因長鑽桿柱的柔性較好，故不必補償其搖擺）。用伸縮隔水管和撓性接頭以補償隔水管的升沉與搖擺。但仍須根據船位儀的顯示，調節錨鏈的鬆緊，以校正船位。以半潛式平台（見彩圖）為例，鑽一口油氣探井的具體工藝為：①用岸上電台無線電系統或衛星定位系統，精確測定井位及錨位，並拋下指示錨標。拋錨就位，調準船位。②用鑽桿送井口盤至海底，作為海底井口。③用導向臂沿導向繩下入 915毫米的鑽頭開始鑽進，鑽至下導管深度。④用鑽桿將導向架及762毫米的導管一同下入。導管入井，導向架坐於井口盤上。注水泥固井后；取出送入的工具。⑤下入660毫米鑽頭，鑽至表層套管的深度后，將井內海水換為泥漿以保護井壁。⑥下入508毫米的套管、坐於762毫米的導管頭上注入水泥固井，使水泥返至海底井口。⑦下入連接器防噴器組及隔水管系統等全套水下器具。至此，便可與陸地一樣正常鑽探和完井。

發展趨勢　近年來，油氣鑽探技術發展迅速。開發了渦輪鑽、電鑽及螺桿鑽鑽探新技術；實現了空氣和泡沫沖洗、電動鑽探（交流-可控硅整流-直流）；發展了定向鑽井、超深井鑽探（深於6000米）。由常規鑽探發展到以下3種鑽探；①噴射鑽探，利用鑽頭噴嘴每秒大於100米的高速射流破岩、排除岩屑。②平衡鑽探，使鑽井液的液柱壓力與地層壓力接近相等，以防止污染、損害油氣層。③優化鑽探，用計算機採集、處理、反饋鑽探參數，使鑽探工程的整體經濟效果達到優化。

為了進一步提高鑽速、保證鑽井質量，必須採用計算機輔助鑽探，研製高耐磨性鑽頭、高強度鑽桿、各種防斜器具、隨鑽測量儀等。為了取得原始承壓地層岩心，需開發新型壓力密閉取心工具，同時又需繼續研製新型的鑽井液處理劑與凈化設備，發展鑽井液流變性能的調控技術，完善中途測試技術，地層壓力檢測技術以及新型完井液等。

正在研究的新技術、新方法：①把噴射、平衡、優化鑽探三者結合起來，用計算機優選水力參數與其他鑽探參數。②提高鑽機和鑽井泵的工作能力，強化水力參數，發揮水力破岩作用。③進一步完善聚合物鑽井液及凈化技術。

參考書目

郭學增編：《最優化鑽井理論基礎與計算》，石油工業出版社，北京，1987。

市場現狀2011年底，國際油價仍將處於高位，給基礎化工行業帶來很大的成本壓力。2012年，預計全球經濟增速進一步放緩，歐債危機成為首要風險因素，世界石油供需將趨於寬鬆。國際油價總體將低於2011年水平，預計WTI油價為90-100美元/桶，布倫特油價為105美元/桶，兩者價差將有所縮小。影響國際油價的主導因素主要包括世界經濟的發展，美元走勢以及中東地緣政治形勢。短期來看，伊朗局勢的持續升溫造成了這一波國際油價的走高，但從中長期來看，主導國際油價走勢的最主要因素是世界經濟發展增速，2012年歐洲經濟艱難運行，美國經濟艱難復甦，新興市場國家增速放緩，全球經濟面臨進一步下行的概率較大，所以油價較難超過2011年的水平。但受流動性寬鬆的預期以及中東局勢的複雜演進，國際油價預計仍將在高位運行。油價的高位運行對於上游石油開採相關企業偏利好，對於下游的基礎化工企業來說，在需求端低迷的情況下，成本端的擠壓更使企業雪上加霜。2012年全球油氣勘探開發投資總額再創新高，在2011年12%的基礎上，再增長10%，達到5980億美元，增幅連續三年超過10%，勘探開發熱點仍將是深水、非常規油氣和LNG。油氣勘探開發投資在中國將更加受到重視，主要由中國的能源結構決定的。中國的能源結構是"富煤貧油少氣"，油氣對外依存度越來越高，2011年石油原油對外依存度超過55%，中國巨大的油氣需求迫使政府和企業加大油氣勘探開發的力度。石油方面，2011年來國家加大了對深海領域的拓展；天然氣方面，在西部地區取得了一定的成績；另外，又加大了頁岩氣、煤層氣等非常規油氣的勘探開發。與此同時，國家也出台了一系列的政策規劃，如《找礦突破戰略行動綱要(2011-2020年)》及各子行業的"十二五"規劃，對強調了加大對相關油氣資源的勘探開發力度，未來"十二五"時期，將是我們油氣勘探開發的重要發展機遇期。2004年來，石油天然氣消費快速上升，中國油氣田開發地面系統裝備行業保持高速增長態勢，中石油、中石化和中海油三大石油集團2002年以來國內油氣勘探和開採行業資本性支出年均複合增長率約20%。通過對原油和天然氣投資資金的分析，前瞻產業研究院油氣田開發地面系統裝備行業研究小組預計中國油氣田開發地面系統裝備行業市場規模約為500億元左右。據前瞻網《2014-2018年中國石油天然氣開發行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》調查數據顯示，2010年，我國天然氣探明儲量為2.8萬億立方米，僅佔世界天然氣探明總儲量的1.5%。2000-2010十年間中國天然氣探明儲量的複合增長率為7.2%，而同期國內天然氣產量的複合增長率達到13.5%，儲量增長同樣落後於需求的增速，造成我國天然氣儲量開採比持續下降到2010年的29.0年，遠低於同期世界58.6年的平均水平。2012年以來，面對國內有限的增產，我國天然氣供應依然需要通過大量進口天然氣來滿足。2012年上半年，我國累計進口天然氣1278.2萬噸，同比增長30.6%，其中進口液化天然氣667.0萬噸，同比增長28.9%;進口氣態天然氣611.2萬噸，同比增長32.5%。配圖 相關連接