石油天然氣鑽探

經過地質調查、地球物理勘查後，選擇油氣聚集最有利的鑽孔位置，用鑽探技術鑽穿油氣層，以達到檢驗物探資料、了解井下油氣地質勘查資料，求算油氣儲量，提供開發遠景情況為目的的鑽探工程，簡稱油氣鑽探。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。

基本介紹

• 中文名：石油天然氣鑽探
• 工作：地質調查、地球物理
• 技術：鑽探技術
• 目的：檢驗物探資料等
• 簡稱：油氣鑽探
• 工具：大型鑽機

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。如在完鑽後測試，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重點。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後，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。注水泥固井後；取出送入的工具。⑤下入660毫米鑽頭，鑽至表層套管的深度後，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下入連線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。

石油天然氣鑽探

生態環境問題

在石油天然氣的勘探、開發到生產整個過程中，常常產生一系列危害自然、生態環境的因素，其中有些是為了獲取油氣資源無法避免的，有些則是施工過程管理不嚴造成的，在鑽探開發環節中產生的污染對生態環境的危害尤為突出主要體現在以下幾方面：

鑽井過程

鑽井過程中產生的固體廢棄物主要有廢棄泥漿、鑽井岩屑和生活垃圾等;鑽井廢水主要包括機械廢水、廢鑽井液、沖洗廢水等；鑽井施工中的動力設備在運轉過程中產生的煙氣、煙塵等；從井口溢出的天然氣、硫化氫等氣體也會造成空氣污染;還有鑽井設備在運轉時產生的噪聲污染

測井過程

在測井過程中會產生被放射源污染的放射性廢氣、廢水、廢物同時在施工過程中還會產生一些廢水、固體廢棄物及噪聲，或者存在不慎而濺、灑、滴入環境中的活化液

井下作業

井下作業過程中產生的固體污染物有廢棄鑽井泥漿，沖砂施工時攜帶出井口的砂及壓裂施工時散落的砂，起油管、抽油桿時帶出的蠟，施工時由洗井液帶出井口的蠟，作業沖鹽時自井內衝出的鹽，作業人員產生的生活垃圾等液體污染物有：洗井、壓井、沖砂、套銑等施工時產生的廢水，酸化、酸壓後排出的廢酸液，壓裂施工後剩餘的液體和壓裂設備設施的清洗廢水，壓井、洗井、沖砂等施工時帶出的原油廢氣主要是施工過程中揮發的烴類氣體，壓裂車、酸化車、通井機等車輛產生的尾氣，油氣井作業時逸出的或水井酸化、管線酸洗時產生的硫化氫氣體。

採油採氣過程

在採油、集輸過程中產生的主要污染源有採油污水、落地原油、固體廢物、採油廢氣、採油噪聲採油污水主要來自於采出水和注水井洗井水，其中主要是含油污水落地原油主要來源於自噴井投產前射孔替噴時大量原油外噴及管線穿孔或斷裂、泄漏等生產事故時產生的大量落地原油；採油過程中管線、閥門跑冒滴漏的原油採油固體廢物主要是沉澱於儲油罐、沉降罐等底部的含油污泥、油泥砂採油廢氣主要來源於燃料廢氣和工藝廢氣：加熱爐、鍋爐、高壓蒸汽發生器消耗大量燃料產生的廢氣及煙塵；工藝廢氣主要來源於採油現場、聯合站和油氣集輸系統輕烴的揮發此外還有採油過程中的機械噪聲。
　　

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-可控矽整流-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最佳化鑽探，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最佳化。

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淨化設備，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、最佳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淨化技術。