图片来自Clive Rayton
来自《中国海洋石油报》的报道称,中海油服研发的“贪食蛇”钻井系统作业量上升200%。而我们的问题是,“贪食蛇”钻井技术是什么?神奇在哪里?
动图
在不少人的印象中,石油钻井就是直直地往下打一个洞……
然而现实中,“洞”的种类可谓是五花八门,比如丛式井、大位移井、水平井、分支井等等。
图为水平井
图为分支水平井
图为大位移井
上面这些井的共同点是,它们在地下的路径是弯的。
上世纪20年代末,人们意外地发现,一口新钻的井将稍远处一口老井的井套给钻穿了,这是大事故……
因此,如何将一口井在垂直方向上打得直直的,这也是很需要技术的,一不小心,井就在地层中变弯了。
而现在,人们需要钻头在地下上千米处像贪食蛇一样,按照指定的方向弯曲前进,其难度就更大了——这就是定向钻井技术。
定向钻井在技术上充满挑战,但同时,其诱惑也大得惊人,让我们来看一些例子。
例子一:
如上图所示,海上有三个石油钻井平台,它们共同开采海下的油气资源。而我明知道,在海上搭建钻井平台是相当昂贵的,可是假如,钻头能在地层中像“巡航导弹”一样,可在远距离内准确命中油藏,那么,搭建一个钻井平台就够了,如下面的动图:
动图
例子二:
打直井当然是省时又省力,但很多时候它并不省钱。
如上图,根据勘探,确定距离海岸不远处的海底下有油气藏,如果打直井,就需要在海面上搭建钻井平台,可如果能让钻头在地层中按指定方向前进,并准确击中油藏,那么,在陆地钻井就可以了。
例子三:
勘探人员确定,某城市人民广场下方有一块油藏,但问题是,你不能在人民广场上打井,大妈们必然不答应。
又比如,某座大山正中央的下方有一处油藏,可如果你从山顶上垂直打井,那显然是傻透了。此时,最好的方法是利用定向钻井技术,在山脚旁打井,然后钻头歪过去即可。
定向钻井还有很多的优势,这里就不再举例了。咱们来说说,它可能的一个“坏处”——方便偷油。
英文版维基百科上的资料显示,1990年,伊拉克指责科威特在两国边界处通过定向钻井,窃取了伊拉克大量石油。不过目前这只是一个指责而已,并无证据,因为随后,伊拉克就被美国干翻了,这就是海湾战争。
如上,定向钻井就是有这么多好处,所以,其技术发展较早,且迭代也快,就像CPU一样,目前已经发展到第四代,也就是“贪食蛇”钻井系统。
第一代始于20世纪30年代。
而最新的一代,也就是第四代始于20世纪90年代末。
为了对比,咱们略微说一下第一代。早期,为了让钻头在地层中转向,石油开采公司使用的是“斜向器”。
第①步,在洞中某处,先用东西卡住。第②步,放入黄色的斜向器。
第③步,放入钻头,在斜向器的作用下,钻头转向,打出一个斜孔。第④步,取出斜向器。
动图展示如下:
动图
第一代的技术麻烦得很,需要频繁地安装斜向器,每次安装的时候还需要把整根钻杆取出,费时费力。
第二代和第三代不介绍了,咱们直接看第四代。
动图
如上,使用第四代技术时,钻头就像贪食蛇一样,在上千米深的地层中不断击中油藏。它是怎么实现的呢?两种方式:
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