一、自升式鉆井平臺市場

　　自升式鉆井平臺（Jackup）是使用平臺自身的升降機構(gòu)將樁腿插入海底泥面以下的設(shè)計深度，平臺升離海平面一定高度鉆井作業(yè)的可移動裝置。自升式鉆井平臺可分為三大部分；船體，樁腳和升降機構(gòu)。需要打井時，將樁腳插入或坐入海底，船體還可順著樁腿上爬，離開海面，工作時可不受海水運動的影響。打完井后，船體可順著樁腿爬下來，浮在海面上，再將樁腳拔出海底，并上升一定高度，即可拖航到新的井位上。

　　五、石油勘探開采的技術(shù)進程

　　（一）水平井技術(shù)與裝備水平

　　水平井鉆井技術(shù)是利用特殊的井底動力工具與隨鉆測量儀器一種鉆井技術(shù)。它是利用特殊的井底動力工具與隨鉆測量儀器,鉆成井斜角大于86。,并保持這一角度鉆進一定長度井段的定向鉆井技術(shù)。在油氣田開發(fā)中,水平井可以增加目的層長度，增大泄油面積，數(shù)倍地提高油氣產(chǎn)量。水平井鉆井技術(shù)包括隨鉆測量技術(shù)、井眼軌跡控制技術(shù)、井壁穩(wěn)定技術(shù)、鉆井完井液技術(shù)等。從垂直井段轉(zhuǎn)變?yōu)樗�平井段的曲率半徑越�?施工難度越大。

　　高油價時代促使世界范圍內(nèi)加大油氣勘探開發(fā)投入，水平井已成為高效開發(fā)油氣的重要技術(shù)支撐。當(dāng)今世界各種水平井完成總數(shù)已達45000口,分布在60多個國家和地區(qū)。中國水平井技術(shù)體系中擁有6個系列和多個種類。之后還會新增大型油氣區(qū)水平井整裝開發(fā)示范工程項目,水平井向陸上深層和超深層發(fā)展,并向海域發(fā)展,向常規(guī)和非常規(guī)油氣藏領(lǐng)域發(fā)展,以提升國際市場水平井競爭實力。然而我國水平井技術(shù)發(fā)展尚存在著瓶頸,水平井科研選向、對策待深入,不僅要擴大專業(yè)技術(shù)交流與合作,加快水平井推廣應(yīng)用步伐,而且要有效地發(fā)揮對油氣勘探開發(fā)的支撐作用。當(dāng)今世界范圍內(nèi)正加大油氣勘探開發(fā)投入,水平井成為重要的技術(shù)支撐,水平井的數(shù)量迅速增多,油氣勘探開發(fā)技術(shù)難度普遍增大,水平井技術(shù)實力競爭加劇。 中國水平井技術(shù)與裝備水平的基本情況如下：

　　（1）中國是世界上水平井技術(shù)綜合實力較強的國家之一,擁有較為完善的水平井技術(shù)體系,初步實現(xiàn)了技術(shù)、裝備和專業(yè)隊伍配套,在油氣勘探開發(fā)中創(chuàng)多項新紀錄,已取得顯著成效,成功地走向了國際市場。

　　（2）中國水平井推廣應(yīng)用的原則是由陸域向海域發(fā)展,由陸相向海相發(fā)展;油氣勘探開發(fā)并舉,技術(shù)應(yīng)用與技術(shù)創(chuàng)新并舉；提升技術(shù)水平和成效,使水平井規(guī)模化開發(fā)示范工程項目業(yè)績突顯。

　　（3）中國水平井技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該有系統(tǒng)的戰(zhàn)略構(gòu)思。針對水平井技術(shù)發(fā)展瓶頸,本文進行了全方位對策探討,有助于深化專業(yè)學(xué)術(shù)交流,為科學(xué)決策提供依據(jù),迎接水平井推廣應(yīng)用新階段的到來,為石油礦場機械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來良好的機遇。

　　（二）欠平衡鉆井與裝備水平

　　欠平衡鉆井技術(shù)是指在鉆井過程中，利用自然條件或采取人工方法，在可以控制的條件下，使井筒內(nèi)鉆井液液柱壓力低丁所鉆地層的壓力，從而在井筒內(nèi)形成負壓，這一鉆井過程叫欠平衡鉆井。

　　隨著從國外現(xiàn)代欠平衡鉆井技術(shù)的引進，我國較大的油氣陽都先后或正在進行欠平衡鉆井試驗，根據(jù)全國昆明井控會上的介紹，我國所引進的主要是旋轉(zhuǎn)控制頭，也有旋轉(zhuǎn)防噴器，其中1715MPa旋轉(zhuǎn)控制頭己達16臺。新疆局還引進了1套霧化鉆井裝置。實現(xiàn)欠平衡方法基本上都是采用自然法。效益最好的是大港油田，在千米橋占潸山所開展的欠平衡鉆井，發(fā)現(xiàn)了一個1億噸級的油陽，岡此大港油田花3000萬兒引進3套裝置。到目前為止，國產(chǎn)旋轉(zhuǎn)控制頭（旋轉(zhuǎn)防噴器）比較成熟的產(chǎn)品，僅有四川石油管理局鉆采工藝技術(shù)研究院（以下簡稱“鉆采院”） 一家己形成系列配套裝備及技術(shù)。目前，已有315MPa、5MPa、7MPa產(chǎn)品在現(xiàn)場使用。分別在川西南礦區(qū)24口井、四川自貢鹽業(yè)鉆井大隊羅145井、川中礦區(qū)美國安然公司反承包井角59E井和金106井、川西北礦區(qū)白淺29井以及川東鉆探公司渡5井等應(yīng)用，1999中原油田購買了一套四川石油局鉆采院研制的動密封壓力為7MPa的旋轉(zhuǎn)防噴器應(yīng)用于該油田。

　　國內(nèi)欠平衡鉆井技術(shù)近年來發(fā)展較快。國內(nèi)采用該項技術(shù)完成60余口井，所用設(shè)備主要以引進為主。新疆、中原、大港、勝利等油田引進了一批設(shè)備，鉆成了一批欠平衡井，具有了一定的經(jīng)驗。“九五”期間大港油田針對前三系深層勘探進行了欠平衡鉆井完井技術(shù)綜合研究，在千米橋潛山和烏馬營潛山采用低密度無固相鉆井液休系實施了欠平衡鉆井工藝技術(shù)，完井采用射孔完成，成功的發(fā)現(xiàn)了千米橋潛山億噸級的凝析油氣田，揭示了烏馬營潛山儲油氣藏特征。截止到目前，大港油田已經(jīng)先后引進了三套主要欠平衡裝置，成立了專業(yè)化技術(shù)服務(wù)隊伍，從設(shè)備和經(jīng)驗上都具有了很好的基礎(chǔ)。在以液體為介質(zhì)進行欠平衡鉆井施工上，從設(shè)計及施工人員的水平、欠平衡裝備、現(xiàn)場施工中井口回壓控制等技術(shù)上都取得了一定的成功經(jīng)驗，在國內(nèi)產(chǎn)生了良好的影響。隨著國內(nèi)欠平衡技術(shù)認識的不斷加深，該技術(shù)開始逐漸被應(yīng)用于老油田的開發(fā)，今后欠平衡技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用范圍將逐漸擴大，設(shè)備配套國產(chǎn)化的進程將逐漸加快，實現(xiàn)全過程欠平衡將成為今后同內(nèi)各油田發(fā)展的目標。

　　目前，我國各油氣田都在應(yīng)用欠平衡鉆井技術(shù)，國內(nèi)欠平衡鉆井?dāng)?shù)量在快速增加，可望在五年內(nèi)從不足全同鉆井總數(shù)的0．5%增加到3%～5%。隨著我國大批鉆探隊伍開赴海外并廣泛使用新技術(shù)，我國在海外擁有的欠平衡鉆井?dāng)?shù)量也將快速增加。在我國石油行業(yè)，欠平衡鉆井技術(shù)已經(jīng)成為成熟、系統(tǒng)化的技術(shù)。在該技術(shù)領(lǐng)域，我國各油田已經(jīng)成功試用或者應(yīng)用泡沫鉆井、空氣鉆井、氮氣鉆井、尾氣鉆井、天然氣鉆井、充氣鉆井、霧化鉆井等主要技術(shù)路線。尤為可喜的是，我國不但研究、開發(fā)、改進了大量欠平衡鉆井技術(shù)方案，而且設(shè)計、制造了大量的欠平衡鉆井裝備，逐步實現(xiàn)了主要裝備的國產(chǎn)化，并逐步開始向海外輸出技術(shù)、工藝和裝備。

　　（三）連續(xù)管鉆井技術(shù)與設(shè)備

　　近20年,連續(xù)管鉆井技術(shù)憑借其降低鉆井作業(yè)成本、減少環(huán)境污染、自動化程度高、時效高等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于美國阿拉斯加PrudhoeBay油田、加拿大阿爾伯塔省、阿聯(lián)酋Sajaa氣田等地區(qū)的淺直井、小井眼加深井、（重入）側(cè)鉆井、欠平衡井等,代表著目前鉆井技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。隨著油田開發(fā)對鉆井技術(shù)的要求不斷提高,現(xiàn)有的技術(shù)已不能滿足國內(nèi)外市場需求,如何突破當(dāng)前制約油氣勘探開發(fā)鉆井技術(shù)的瓶頸,縮短與國內(nèi)外的差距,提高鉆井核心技術(shù)的競爭力,成為面臨的重要問題。而對連續(xù)管鉆井裝備和工藝技術(shù)進行引進和攻關(guān)研究,進而應(yīng)用于現(xiàn)場,能夠有效解決鉆井中遇到的部分難題,填補我國在連續(xù)管鉆井領(lǐng)域的空白,提高鉆井技術(shù)的整體實力。

　　連續(xù)管鉆井裝備組成連續(xù)管鉆井裝備可分為連續(xù)管鉆井地面設(shè)備和連續(xù)管鉆井井下工具兩大類：

資料來源：公開資料、智研咨詢整理

　　2.連續(xù)管鉆井井下工具

　　連續(xù)管鉆井井下工具可分為開窗工具、通用工具、定向類專用工具。

　　目前，國外地面設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀經(jīng)過多年的發(fā)展和現(xiàn)場應(yīng)用,連續(xù)管鉆機已經(jīng)由最初的將注入頭放置在簡易鉆塔或井架頂部的簡單結(jié)構(gòu)形成了今天功能強大、結(jié)構(gòu)多樣的多種新型連續(xù)管鉆機。

　　新型連續(xù)管鉆機可以配備鉆臺、井架、天車、游車和液壓大鉗等,用以處理油管、尾管和井下工具,具有極高的效率、機動性和運移性。鉆機大量采用自動控制技術(shù)、傳感技術(shù)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),對整套鉆井設(shè)備、井下工具、固控系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和環(huán)境狀況等進行全面監(jiān)控,具有自動司鉆功能,并采用自動送鉆裝置實現(xiàn)自動鉆井作業(yè)。

　　（四）地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)水平

　　導(dǎo)向鉆井技術(shù)在提高定向井鉆井速度、縮短建井周期、精確控制軌跡走向方面發(fā)揮了積極的作用，但該鉆井技術(shù)不能確保軌跡一直在產(chǎn)層中穿行，對于油氣的運移不能識別，在碰到意外地質(zhì)變化的情況下仍需要借助電測儀器來確定真實的目的層或重新評價其開發(fā)價值，因此，在現(xiàn)代鉆井工業(yè)領(lǐng)域，該技術(shù)存在一定的局限性。隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對現(xiàn)場施工的要求不斷提高，鉆井技術(shù)人員不能再單單依靠常規(guī)導(dǎo)向方法，而需要地質(zhì)情況來輔助幾何導(dǎo)向，這就是地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。

　　地質(zhì)導(dǎo)向鉆井可在鉆井作業(yè)的同時，能實時測量地層參數(shù)和井眼軌跡，并能繪制各種測井曲線，是國際鉆井的前沿技術(shù)。其原理是：由隨鉆測井儀測出油氣層的滲透率或電阻率后，將信息發(fā)至地面，根據(jù)儲層實際地層走道走向調(diào)整井眼軌跡，實現(xiàn)最大限度地鉆遇地層。這一操作原理，又稱為地質(zhì)導(dǎo)向。這種鉆井對增加井眼與儲層接觸面積，提高鉆井成功率、降低作業(yè)風(fēng)險，提高鉆井效率和降低鉆井成本均具有顯著效果。

　　地質(zhì)導(dǎo)向是綜合鉆井、隨鉆測井/測斜、地質(zhì)錄井及其他各項參數(shù)，實時判斷是否鉆遇泥巖以及識別泥巖位于井眼的上部還是下部，并及時調(diào)整鉆頭有油層中穿行。具體表現(xiàn)在：

　　（1）根據(jù)近鉆頭電阻率和自然伽瑪判斷鉆頭處的巖性；

　　（2）根據(jù)ARC（陣列式補償電阻率）提供的衰減電阻率和相位電阻率的差別判斷鉆頭是否接近泥巖；

　　（3）根據(jù)ADN（方位密度中子儀器）提供的頂密度和底密度判斷泥巖位置；

　　（4）根據(jù)ADN提供的頂密度和底密度計算地層傾角；

　　（5）根據(jù)隨鉆測井電阻率曲線的極化角現(xiàn)象識別地層界面；

　　（6）根據(jù)鉆時和氣體數(shù)據(jù)，結(jié)合巖屑判斷鉆頭處巖性；

　　（7）結(jié)合扭矩和D指數(shù)判斷鉆頭處巖性；

　　（8）利用地層的韻律性，結(jié)合砂巖粒度的變化判斷井眼位于油層中的位置。

　　地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)以近鉆頭地質(zhì)參數(shù)與工程參數(shù)的隨鉆測量、傳輸、地面實時處理解釋和決策控制為主要技術(shù)特征。到20世紀90年代初期，能滿足當(dāng)時各種不同需要的隨鉆地質(zhì)評價儀器和地質(zhì)導(dǎo)向工具相繼出現(xiàn)，標志著地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)已基本成熟。問世后的3年（1993～1995）年中已被13家公司用于歐洲和非洲6個國家的近50口井，累計進尺超過32187m，取得了顯著技術(shù)效果和重大經(jīng)濟效益。

　　90年代后期，中油北京地質(zhì)錄井技術(shù)公司、勝利鉆井院等公司，先后從國外引進相關(guān)技術(shù)，經(jīng)過近幾年的技術(shù)消化和吸收，組建了自己的作業(yè)隊伍和研究力量，在國內(nèi)多個油田完成隨鉆測井服務(wù)，取得了很好的測井效果和經(jīng)濟效益。

　　2001年勝利鉆井院開始了MWD/LWD國產(chǎn)化研究工作，并成功地研制出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型正脈沖MWD、隨鉆自然伽馬測量儀和隨鉆感應(yīng)電阻率測量儀，并投入了現(xiàn)場應(yīng)用，效果良好。

　　目前，地質(zhì)導(dǎo)向鉆井在大位移定向井、水平井及特殊工藝井中獲得廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為現(xiàn)代鉆井技術(shù)的核心技術(shù)之一。但我國總體上處于應(yīng)用引進儀器和部分國產(chǎn)化儀器的地質(zhì)導(dǎo)向初級階段，尚未形成規(guī)模化應(yīng)用的生產(chǎn)局面，開展地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)研究已是當(dāng)務(wù)之急。

　　（五）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)水平

　　旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是國際上20世紀90年代發(fā)展起來的一項尖端自動化鉆井新技術(shù)，它是當(dāng)今世界上鉆井技術(shù)發(fā)展的最高階段——閉環(huán)自動鉆井的主要內(nèi)容。它的出現(xiàn)是世界鉆井技術(shù)的一次質(zhì)的飛躍。與傳統(tǒng)的滑動導(dǎo)向鉆井相比，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)由于井下工具一直在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作，因此井眼凈化效果更好，井身軌跡控制精度更高，位移延伸能力更強，因此更適合于海洋油氣資源開發(fā)以及在油田開發(fā)后期的復(fù)雜油氣藏中鉆超深井、高難定向井、叢式井、水平井、大位移井、分支井及三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)井等特殊工藝井。

　　20世紀90年代中期，在跟蹤調(diào)研國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，國內(nèi)少數(shù)研究機構(gòu)開始進行這一方面的研究工作，但與國外水平相比存在相當(dāng)大的差距，更沒有形成應(yīng)用于現(xiàn)場的能力，根本無法滿足越來越嚴峻的油藏開發(fā)形勢和越來越苛刻的油藏開發(fā)地質(zhì)條件的要求。進入21世紀，國內(nèi)在國家“863”項目的支持下，由中國石化集團公司勝利石油管理局鉆井院和中國海洋石油總公司分別牽頭對調(diào)制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)和靜態(tài)偏置推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的研究攻關(guān)，并在關(guān)鍵技術(shù)方面取得了突破，即將形成樣機進入現(xiàn)場試驗階段。

　　隨著井下測控系統(tǒng)CPU功能的加強，一些由地面計算機完成的計算及控制指令的產(chǎn)生將在井下由CPU直接完成，當(dāng)大閉環(huán)控制系統(tǒng)的地面部分只起到“監(jiān)”的作用時，大閉環(huán)即發(fā)展成為了井下閉環(huán)控制系統(tǒng)。井下閉環(huán)控制系統(tǒng)的導(dǎo)向控制主要由井下系統(tǒng)來完成：隨鉆測量的井眼信息一方面上傳到地面系統(tǒng)，用于地面監(jiān)控，另一方面將通過井下短程通訊系統(tǒng)傳輸?shù)椒�(wěn)定平臺測控系統(tǒng)內(nèi)部的井下CPU。該CPU內(nèi)預(yù)置了井眼軌道設(shè)計參數(shù)，將隨鉆測量的井眼信息與預(yù)置的井眼軌道設(shè)計參數(shù)進行比較，直接產(chǎn)生控制指令，實現(xiàn)偏置導(dǎo)向工具系統(tǒng)的偏置，從而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進。同時，控制指令將通過井下短程通訊系統(tǒng)傳輸?shù)诫S鉆測量及信息上傳系統(tǒng)，并與隨鉆測量系統(tǒng)測量的井眼信息（井眼軌跡數(shù)據(jù)，包括：井斜、方位等參數(shù)）一起上傳到地面系統(tǒng)進行監(jiān)控。

　　地質(zhì)導(dǎo)向閉環(huán)控制方式是在井下閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上，將隨鉆測量系統(tǒng)（MWD）升級為隨鉆測井系統(tǒng)（LWD），除進行井眼幾何參數(shù)（井斜、方位）的測量以外，還要進行地質(zhì)參數(shù)的測量，并將測量的井眼地質(zhì)參數(shù)通過井下短程通訊系統(tǒng)傳輸?shù)椒�(wěn)定平臺測控系統(tǒng)內(nèi)部的井下CPU。該CPU內(nèi)不僅預(yù)置了井眼軌道設(shè)計參數(shù)，還預(yù)置了地質(zhì)模型，將隨鉆測量的井眼地質(zhì)信息與預(yù)置的地質(zhì)模型進行比較，產(chǎn)生地質(zhì)導(dǎo)向控制指令：上盤閥的穩(wěn)定方向基準（導(dǎo)向方向）和上盤閥的擺動幅度（導(dǎo)向能力），并按照這兩個參數(shù)通過穩(wěn)定平臺控制軸控制液壓分配系統(tǒng)的上盤閥，實現(xiàn)偏置導(dǎo)向工具系統(tǒng)的偏置，從而實現(xiàn)地質(zhì)導(dǎo)向閉環(huán)控制的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進。隨著井下處理系統(tǒng)功能的加強及隨鉆測井技術(shù)的日益成熟，旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)作為一種發(fā)展方向?qū)⒃趶?fù)雜油氣藏開發(fā)等方面發(fā)揮越來越重要的作用，以滿足地質(zhì)開發(fā)的需求。