石油裝備行業(yè)調(diào)研報(bào)告(doc 46頁).doc

密級：內(nèi)部石油裝備行業(yè)調(diào)研分析報(bào)告編制： 郭建光校對： 全 軍審核： 日期： 2011年8月31日北京星航機(jī)電設(shè)備廠市場開發(fā)部目 錄第一章 概述4石油裝備概述4油氣勘探流程與設(shè)備4油氣開發(fā)流程與設(shè)備6油氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)技術(shù)與設(shè)備9油氣勘探開發(fā)相關(guān)名詞注解12第二章 石油裝備技術(shù)發(fā)展及趨勢20鉆井裝備發(fā)展的歷程20我國企業(yè)在十一五期間完成的技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目20石油裝備技術(shù)發(fā)展趨勢20型式更趨于多樣化20技術(shù)更趨于先進(jìn)化20設(shè)計(jì)更趨于人性化20水平井技術(shù)與裝備21連續(xù)管鉆井技術(shù)與設(shè)備21地質(zhì)導(dǎo)向與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)22欠平衡鉆井與裝備23欠平衡鉆井所用的地面常規(guī)裝備24第三章 石油裝備行業(yè)市場分析25油價(jià)上漲帶熱石油石化設(shè)備25老油田增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)帶動(dòng)裝備市場26世界陸地非常規(guī)油氣藏儲量豐富26海洋油田開發(fā)帶來巨大市場27我國油氣勘探開發(fā)設(shè)備和服務(wù)前景廣闊27我國油氣設(shè)備與服務(wù)業(yè)增長迅速28設(shè)備和服務(wù)進(jìn)口替代存較大空間28三大油海外投資引導(dǎo)設(shè)備和服務(wù)出口29第四章 石油裝備行業(yè)競爭分析30我國石油裝備制造行業(yè)概況及特點(diǎn)30中石油旗下的裝備制造企業(yè)30中石化旗下的裝備制造業(yè)31中海油旗下的裝備制造業(yè)32民營石油裝備制造企業(yè)32我國石油裝備及服務(wù)產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)33國際石油設(shè)備和服務(wù)寡頭企業(yè)33斯倫貝謝33哈里伯頓33貝克休斯34國民油井35Cameron35鉆采裝備與服行行業(yè)概況36地球物理勘探行業(yè)概況38第五章 我國石油裝備行業(yè)發(fā)展趨勢及國家政策40我國裝備制造行業(yè)的發(fā)展趨勢40我國石油天然氣設(shè)備和石油化工設(shè)備的發(fā)展目標(biāo)40石油勘探開發(fā)設(shè)備的發(fā)展目標(biāo)40石油勘探設(shè)備41鉆井設(shè)備41采油設(shè)備41石油天然氣集輸成套設(shè)備41海洋石油鉆采設(shè)備41我國石油天然氣設(shè)備和石油化工設(shè)備的發(fā)展重點(diǎn)41石油勘探開發(fā)設(shè)備41煉油石化設(shè)備41石化設(shè)備重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品:41合成氨關(guān)鍵設(shè)備42化工單元設(shè)備42國家對振興和發(fā)展裝備制造業(yè)采取的政策421.中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃的建議422.國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(20062020年)423.實(shí)施(國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要)若干配套政策434關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見435.中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要446.“十一五”重大技術(shù)裝備研制和重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)專項(xiàng)規(guī)劃44我國石化裝備的發(fā)展展望44第一章 概述石油裝備概述石油勘探開發(fā)設(shè)備是指石油、天然氣的勘探、鉆采、開發(fā)、儲運(yùn)等專用設(shè)備，包括各類物探與測井設(shè)備、鉆井設(shè)備、采油采氣設(shè)備、井下作業(yè)設(shè)備、油氣集輸設(shè)備、海洋鉆采平臺設(shè)備等及相關(guān)的配件和工具；煉油、石化設(shè)備是指石油、天然氣加工、轉(zhuǎn)化全過程中所需要的成套設(shè)備，包括通用設(shè)備(如各類工藝壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、泵和閥門等)和專用設(shè)備(如反應(yīng)器、塔器、換熱設(shè)備、工業(yè)爐、儲運(yùn)設(shè)備、專用機(jī)械等)。煉油、石化工業(yè)裝備規(guī)格、參數(shù)由煉油和石化工業(yè)的工藝決定，煉油和石化工業(yè)是流程工業(yè)，因此，這類設(shè)備的特點(diǎn)是：成套、專用；設(shè)備的品種、規(guī)格多；整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化要求高，要求能常周期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，因此對設(shè)備的可靠性有較高的要求。油氣勘探開發(fā)生產(chǎn)流程具有環(huán)節(jié)多、技術(shù)復(fù)雜、個(gè)性化需求高等特點(diǎn)。根據(jù)油氣生產(chǎn)的特點(diǎn)，油氣產(chǎn)業(yè)鏈通?？煞譃樯稀⒅?、下游三個(gè)環(huán)節(jié)：上游的主要任務(wù)是尋找地下的油氣藏分布，一般分為勘探、開發(fā)規(guī)劃等；中游的主要任務(wù)是進(jìn)行油氣的鉆采、預(yù)處理；下游的主要任務(wù)是對油氣進(jìn)行儲運(yùn)、煉制、深加工及其成品的銷售。由于石油的生產(chǎn)流程是非常復(fù)雜和精密的，因此上中下游還存在著多個(gè)專業(yè)化分工的子流程。圖 石油產(chǎn)業(yè)鏈油氣勘探流程與設(shè)備上游業(yè)務(wù)中，勘探工作是石油工業(yè)的前端環(huán)節(jié)，包括資源尋找、開發(fā)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施等工作，對維持資源探明儲量的穩(wěn)定、保障石油工業(yè)的持續(xù)發(fā)展有著重要意義。油氣資源勘探開發(fā)技術(shù)建立在地球物理勘探的基礎(chǔ)上，即利用地震、地質(zhì)等信息來分析勘探區(qū)的地層結(jié)構(gòu)、尋找有利儲層、指導(dǎo)鉆井和油田開發(fā)工作。主要涉及地質(zhì)調(diào)查、地震勘探或非地震勘探、鉆井、測井、完井等業(yè)務(wù)。圖 油氣資源勘測流程在上述的流程中，主要涉及的設(shè)備是以地球物理和地球化學(xué)分析為基礎(chǔ)的測試、軟件分析儀器與為分析提供所需樣本的輔助設(shè)備。圖 海洋勘探和陸地勘探（地球物理形式）地震勘探是人工制造強(qiáng)烈震動(dòng)所引起的彈性波在巖石中傳播時(shí)，遇著巖層的分界面便產(chǎn)生反射波或折射波。在彈性波返回地面時(shí)用高靈敏度儀器記錄下來，根據(jù)波的傳播路線和時(shí)間，確定發(fā)生反射波或折射波的巖層界面的埋藏深度和形狀，認(rèn)識地下地質(zhì)構(gòu)造，以尋找油氣圈閉。地震源可由鉆淺井孔埋炸藥法、可控震源法（液壓控制機(jī)械，夯擊地面）、空氣槍震源法（海上地震勘探）等產(chǎn)生。非地震勘探包括重力勘探、磁力勘探、電法勘探，地震勘探是地球物理勘探中最重要的方法。在震源產(chǎn)生彈性波之后，由工程地震儀之類的記錄儀器收集數(shù)據(jù)。圖 工程地震儀 圖 沼澤鉆機(jī)油氣開發(fā)流程與設(shè)備在油氣田開發(fā)方案確定之后，進(jìn)入開發(fā)流程，這其中包括鉆井和生產(chǎn)兩個(gè)主要環(huán)節(jié)。鉆井環(huán)節(jié)涉及的設(shè)備有鉆機(jī)設(shè)備系統(tǒng)（其中又包括八大系統(tǒng)）、測錄井設(shè)備，生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及的設(shè)備有采油設(shè)備、測錄井設(shè)備。鉆井固井完井鉆井前，首先要在地面確定鉆井的位置（即鉆井井位），然后，在井位處打好安裝鉆機(jī)的基礎(chǔ)并安裝井架和鉆機(jī)。鉆井作業(yè)時(shí)，依靠鉆機(jī)的動(dòng)力帶動(dòng)鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn)，鉆頭逐次向下破碎遇到的巖層，并形成一個(gè)井筒（也稱井眼）。鉆井井眼尺寸的大小是由鉆頭大小來決定的。鉆頭在破碎巖層的同時(shí)，通過空心的鉆桿向地下注入鉆井液（俗稱鉆井泥漿），將鉆頭在破碎地層而產(chǎn)生的大量巖屑由循環(huán)的鉆井液帶到地面。地面的固控裝置將鉆井液中的巖屑清除后，通過鉆井泵再次將鉆井液打入井內(nèi)。鉆井液是經(jīng)過鉆桿內(nèi)孔到達(dá)鉆頭水眼處，再從井壁與鉆柱的環(huán)形空間返回流至地面的。鉆進(jìn)的過程即鉆頭破碎巖石及鉆井液通過循環(huán)不斷攜帶出鉆屑并形成井筒的過程。鉆達(dá)設(shè)計(jì)深度后，要在井筒內(nèi)下入專用儀器進(jìn)行測井作業(yè)，目的是確定井下地層巖性和各個(gè)油、氣、水層的位置，然后再下入小于鉆井井眼的無縫鋼管（又稱套管），并在套管與井壁的環(huán)形空間內(nèi)注入水泥漿將套管固定在井壁上。最后一道工序是對油層位置的套管進(jìn)行射孔，人為地形成一個(gè)井下油氣流入套管內(nèi)的孔道。油氣的地層壓力高時(shí)可自行流出地面，這種井稱為自噴油氣井。油氣壓力較低時(shí)需借助外力從井下抽吸，這種井稱為非自噴井。在鉆井的過程中，可以采用電纜測井或隨鉆測井的方式進(jìn)行測井活動(dòng)。要完成上述這一系列的工作流程，需要鉆機(jī)設(shè)備系統(tǒng)中的八大子系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)作。它們分別是：起升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、鉆機(jī)底座、鉆機(jī)輔助設(shè)備系統(tǒng)。表 鉆機(jī)設(shè)備八大子系統(tǒng)所涉設(shè)備列表鉆機(jī)設(shè)備子系統(tǒng)所涉設(shè)備起升系統(tǒng)絞車、輔助剎車、天車、游車、大鉤、鋼絲繩以及吊環(huán)、吊卡、吊鉗、卡瓦等旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)盤、水龍頭、鉆具（鉆具的組成也有所差異，一般包括方鉆桿、鉆桿、鉆鋌和鉆頭，此外還有扶正器、減震器以及配合接頭等）鉆井液循環(huán)系統(tǒng)鉆井泵，地面管匯、泥漿罐、泥漿凈化設(shè)備等傳動(dòng)系統(tǒng)一般包括減速機(jī)構(gòu)、變速機(jī)構(gòu)、正倒車機(jī)構(gòu)以及多動(dòng)力機(jī)之間的并車機(jī)構(gòu)等控制系統(tǒng)頂驅(qū)系統(tǒng)、司鉆控制臺等動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)柴油機(jī)、交流電機(jī)、直流電機(jī)等鉆機(jī)底座底座鉆機(jī)輔助設(shè)備系統(tǒng)防噴器組，為鉆井提供照明和輔助用電的發(fā)電機(jī)組，提供壓縮空氣的空氣壓縮設(shè)備以及供水、供油設(shè)備等圖 絞車圖 鉆井泵下圖為常規(guī)的陸地鉆井場配備，相對于特殊鉆井規(guī)劃可能使用連續(xù)管作業(yè)設(shè)備和壓裂設(shè)備等。圖 常規(guī)的陸地鉆井場配備表 鉆機(jī)設(shè)備系統(tǒng)單元部件列表1天車2懸臂吊繩纜3鉆井大繩4二層臺5游車6頂驅(qū)7井架8方鉆桿9司鉆偏房10防噴器11水箱12電纜托盤13發(fā)電機(jī)組14儲油罐15電氣控制房16泥漿泵17泥漿桶箱18泥漿罐19泥漿池20離心器21振動(dòng)篩22節(jié)流管匯23管子坡道24鉆桿架圖 連續(xù)作業(yè)機(jī)油氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)技術(shù)與設(shè)備油井鉆完之后，開始進(jìn)入采油階段。工序流程如下圖：安裝采油樹井口試壓通井、替泥漿套管試壓負(fù)壓射孔測壓力恢復(fù)洗（壓）井下完井管柱。安裝完畢的采油系統(tǒng)主要由三抽設(shè)備，即抽油機(jī)、抽油泵、抽油桿，以及其他輔助設(shè)備組成。圖 常規(guī)采油系統(tǒng)組成“三抽”設(shè)備是采油系統(tǒng)的主要設(shè)備，抽油機(jī)大致可分為常規(guī)游梁式、雙驢頭游梁式、彎游梁式，抽油桿也有空心與實(shí)心之分，抽油泵有管式抽油泵和桿式抽油泵之分。除“三抽”之外，更多的井口設(shè)備、井下設(shè)備、井控設(shè)備、生產(chǎn)中的測井、錄井、洗井、修井設(shè)備都是采油生產(chǎn)環(huán)節(jié)經(jīng)常會涉及到的設(shè)備。圖 常規(guī)油梁式抽油機(jī)圖 實(shí)心 空心推油桿圖 管式抽油泵井口設(shè)備包括套管頭、套管四通、油管頭、套管懸掛器、油管懸掛器及整套采油樹、高溫高壓閥門等等。圖 采油樹 圖 放噴器(井口設(shè)備)在生產(chǎn)過程中，根據(jù)油藏變化情況和井況來進(jìn)行修井、增產(chǎn)等作業(yè)。圖 修井機(jī)圖 壓裂車修井機(jī)可滿足陸上油氣井大修、試油、投撈、檢泵作業(yè)等要求。具有整機(jī)性能可靠，操作方便、越野能力強(qiáng)、移運(yùn)方便，作業(yè)和搬遷費(fèi)用低等特點(diǎn)。油田增產(chǎn)措施有兩種：酸化和壓裂。酸化就是用酸漿地層中的一些物質(zhì)溶解掉，使油層滲透率加大，根據(jù)地層巖性的不同采用不同的酸，鹽酸、氫氟酸、甲酸、乙酸等。壓裂增產(chǎn)主要采用壓裂泵車作業(yè)。適用于油氣田深井、中深井、淺井的各種壓裂泵液注壓作業(yè)，整機(jī)主要由底盤、車臺發(fā)動(dòng)機(jī)、液力傳動(dòng)箱、柱塞泵、高低壓管匯及液氣路操作控制系統(tǒng)組成。適應(yīng)類型不同液體的泵送作業(yè)，包括帶支撐劑壓裂液的水力壓裂、酸化壓裂、高壓泵入不同液體（液體、混合液）以及壓力測試等。油氣勘探開發(fā)相關(guān)名詞注解地球物理勘探地球物理學(xué)用物理學(xué)的原理和方法，對地球的各種物理場分布及其變化進(jìn)行觀測，探索地球本體及近地空間的介質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成、形成和演化，研究與其相關(guān)的各種自然現(xiàn)象及其變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上為探測地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、尋找能源、資源和環(huán)境監(jiān)測提供理論、方法和技術(shù)，為災(zāi)害預(yù)報(bào)提供重要依據(jù)。地理物理勘探所給出的是根據(jù)物理現(xiàn)象對地質(zhì)體或地質(zhì)構(gòu)造做出解釋推斷的結(jié)果因此它是間接的勘探方法。此外用地球物理方法研究或勘查地質(zhì)體或地質(zhì)構(gòu)造是根據(jù)測量數(shù)據(jù)或所觀測的地球物理場求解場源體的問題是地球物理場的反演的問題而反演的結(jié)果一般是多解的因此地球物理勘探存在多解性的問題。為了獲得更準(zhǔn)確更有效的解釋結(jié)果一般盡可能通過多種物探方法配合進(jìn)行對比研究同時(shí)要注重與地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)理論的研究相結(jié)合進(jìn)行綜合分析判斷。地球物理勘探儀器要向輕便化高精度多功能數(shù)字化系列化和智能化的方向發(fā)展。現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)理論的發(fā)展使深部地質(zhì)問題的研究愈顯重要。應(yīng)用于這方面研究的人工地震反射剖面大地電磁測深重力磁法地?zé)岬鹊厍蛭锢砜碧椒椒ㄒ扬@示出其潛力和優(yōu)越性。重力勘探利用組成地殼的各種巖體、礦體間的密度差異所引起的地表的重力加速度值的變化而進(jìn)行地質(zhì)勘探的一種方法。它是以牛頓萬有引力定律為基礎(chǔ)的。只要勘探地質(zhì)體與其周圍巖體有一定的密度差異，就可以用精密的重力測量儀器（主要為重力儀和扭秤）找出重力異常。然后，結(jié)合工作地區(qū)的地質(zhì)和其他物探資料，對重力異常進(jìn)行定性解釋和定量解釋，便可以推斷覆蓋層以下密度不同的礦體與巖層埋藏情況，進(jìn)而找出隱伏礦體存在的位置和地質(zhì)構(gòu)造情況。磁法勘探自然界的巖石和礦石具有不同磁性，可以產(chǎn)生各不相同的磁場，它使地球磁場在局部地區(qū)發(fā)生變化，出現(xiàn)地磁異常。利用儀器發(fā)現(xiàn)和研究這些磁異常，進(jìn)而尋找磁性礦體和研究地質(zhì)構(gòu)造的方法稱為磁法勘探。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一。電法勘探根據(jù)巖石和礦石電學(xué)性質(zhì)（如導(dǎo)電性、電化學(xué)活動(dòng)性、電磁感應(yīng)特性和介電性，即所謂“電性差異”）來找礦和研究地質(zhì)構(gòu)造的一種地球物理勘探方法。它是通過儀器觀測人工的、天然的電場或交變電磁場，分析、解釋這些場的特點(diǎn)和規(guī)律達(dá)到找礦勘探的目的。電法勘探分為兩大類。研究直流電場的，統(tǒng)稱為直流電法，包括有電阻率法、充電法、自然電場法和直流激發(fā)極化法等；研究交變電磁場的，統(tǒng)稱為交流電法，包括有交流激發(fā)極化法、電磁法、大地電磁場法、無線電波透視法和微波法等。按工作場所的差別，電法勘探又分為地面電法、坑道和井中電法、航空電法、海洋電法等。地震勘探近代發(fā)展變化最快的地球物理方法之一。它的原理是利用人工激發(fā)的地震波在彈性不同的地層內(nèi)傳播規(guī)律來勘探地下的地質(zhì)情況。在地面某處激發(fā)的地震波向地下傳播時(shí)，遇到不同彈性的地層分界面就會產(chǎn)生反射波或折射波返回地面，用專門的儀器可記錄這些波，分析所得記錄的特點(diǎn)，如波的傳播時(shí)間、振動(dòng)形狀等，通過專門的計(jì)算或儀器處理，能較準(zhǔn)確地測定這些界面的深度和形態(tài)，判斷地層的巖性，是勘探含油氣構(gòu)造甚至直接找油的主要物探方法，也可以用于勘探煤田、鹽巖礦床、個(gè)別的層狀金屬礦床以及解決水文地質(zhì)工程地質(zhì)等問題。近年來，應(yīng)用天然震源的各種地震勘探方法也不斷得到發(fā)展。測井也叫地球物理測井或石油測井，簡稱測井，是利用巖層的電化學(xué)特性、導(dǎo)電特性、聲學(xué)特性、放射性等地球物理特性，測量地球物理參數(shù)的方法，屬于應(yīng)用地球物理方法（包括重、磁、電、震、測井）之一。石油鉆井時(shí)，在鉆到設(shè)計(jì)井深深度后都必須進(jìn)行測井，又稱完井電測，以獲得各種石油地質(zhì)及工程技術(shù)資料，作為完井和開發(fā)油田的原始資料。這種測井習(xí)慣上稱為裸眼測井。而在油井下完套管后所進(jìn)行的二系列測井，習(xí)慣上稱為生產(chǎn)測井或開發(fā)測井。其發(fā)展大體經(jīng)歷了模擬測井、數(shù)字測井、數(shù)控測井、成像測井四個(gè)階段。圖 測井示意圖和測井儀實(shí)物錄井記錄、錄取鉆井過程中的各種相關(guān)信息。錄井技術(shù)是油氣勘探開發(fā)活動(dòng)中最基本的技術(shù),是發(fā)現(xiàn)、評估油氣藏最及時(shí)、最直接的手段，具有獲取地下信息及時(shí)、多樣，分析解釋快捷的特點(diǎn)?，F(xiàn)場錄井服務(wù)技術(shù)以各類錄井系統(tǒng)、分析儀器為手段對油氣勘探與開發(fā)作業(yè)現(xiàn)場信息進(jìn)行采集與整理，具體包括工程錄井、地質(zhì)錄井、氣測錄井、定量熒光錄井、地化錄井、熱解氣相色譜錄井、核磁共振錄井、現(xiàn)場化驗(yàn)錄井、巖屑成像錄井等系列技術(shù)。錄井技術(shù)進(jìn)入商業(yè)性服務(wù)已有五十多年的歷史。初期錄井服務(wù)包括深度測量、地質(zhì)描述以及使用熱導(dǎo)檢測儀進(jìn)行氣測錄井服務(wù)。隨著錄井技術(shù)的發(fā)展，儀器的更新?lián)Q代，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使得錄井技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，越來越多的高新技術(shù)及裝備應(yīng)用于錄井，構(gòu)成了現(xiàn)代錄井技術(shù)。圖 錄井工作示意圖試井油田開發(fā)過程中的一種作業(yè)，用專門的儀表定時(shí)測量部分生產(chǎn)井和注入井的壓力、產(chǎn)油、氣量與含水量的相對變化及溫度等。目的是監(jiān)測井的生產(chǎn)狀況是否正常，測定生產(chǎn)層的水動(dòng)力學(xué)參數(shù)，分析油藏的動(dòng)態(tài)。試井工作內(nèi)容主要有以下幾方面。生產(chǎn)能力試井。其方法是調(diào)節(jié)生產(chǎn)井的控制手段（例如自噴井的節(jié)流器，抽油井抽油機(jī)的沖程沖數(shù)和泵徑等），改變井的產(chǎn)量和生產(chǎn)壓差，在達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài)后，記錄相應(yīng)的一系列產(chǎn)量、壓力的數(shù)值,繪制成井的指示曲線,用以推測產(chǎn)量隨壓力變化的狀況和井的最大生產(chǎn)能力。壓力恢復(fù)試井。生產(chǎn)井在穩(wěn)定生產(chǎn)的條件下，關(guān)井測量并繪制出井底壓力隨時(shí)間的恢復(fù)曲線。利用它的直線段斜率可以推算出生產(chǎn)層的水動(dòng)力學(xué)參數(shù)（如滲透率）、地層壓力和井的完善系數(shù)。壓力降落試井。生產(chǎn)井在關(guān)井后達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài)后重新開井生產(chǎn)，測量并繪制出井底壓力隨時(shí)間的降落曲線。注入井停注后也類同。測出壓力降落曲線的趨勢和壓力恢復(fù)曲線相反，原理和作用基本相同。干擾試井。在同一油、氣藏內(nèi)，改變一口井的工作狀況后，在鄰近的一口井中也會出現(xiàn)一個(gè)不穩(wěn)定的壓力變化階段。工作狀況改變了的井稱為“激動(dòng)井”，后一種井稱“反映井”。在反映井中測出壓力變化曲線，結(jié)合兩口井過去的生產(chǎn)記錄，可以測定井間的地質(zhì)狀況和水動(dòng)力學(xué)參數(shù)。這是一種多井的不穩(wěn)定試井法，可用以解決較復(fù)雜的油藏工程問題。脈沖試井。是干擾試井法的新發(fā)展。在激動(dòng)井（脈沖井）中周期地開井和關(guān)井，形成脈沖訊號在反映井中用高靈敏度儀表測出脈沖式的壓力變化曲線。通過分析，可在較短的時(shí)間內(nèi)獲得與其他不穩(wěn)定試井法相同的結(jié)果。溫度試井。把自動(dòng)記錄的井下溫度計(jì)放入生產(chǎn)井或注入井內(nèi)，測量井下溫度梯度變化，通過測量獲得的曲線可判斷油、氣、水層的位置以及不同生產(chǎn)層的工作狀況。此法比較簡單，有時(shí)也能解決較復(fù)雜的油藏工程問題。圖 測井試井示意圖圖 試井撬固井固井是鉆井過程中的重要作業(yè)。在鉆井作業(yè)中一般至少要有兩次固井（生產(chǎn)井），多至45次固井（深探井）。最上面的固井是表層套管固井，它起的是“泥漿通路，油氣門戶”的作用。在下一次開鉆之前，表層套管上要裝防噴器預(yù)防井噴。防噴器之上要裝泥漿導(dǎo)管，是鉆井液返回泥漿池的通路。鉆井過程中往往要下技術(shù)套管固井，它起的是“鞏固后方，安全探路”的作用。和公路的隧道、煤礦中的巷道一樣，鉆井過程中也會遇到井塌、高壓和不穩(wěn)定的地層，同時(shí)也是為了在向前“探路”中遇險(xiǎn)有個(gè)退路，起到“救助”的作用。圖 固井成套設(shè)備圖 固井示意圖 修井修井流程工程難度大，技術(shù)要求高，必須用大型的修井設(shè)備，并配備大修鉆桿、大修轉(zhuǎn)盤等專用設(shè)備工具才能開展工作。主要作業(yè)內(nèi)容有以下方面。復(fù)雜打撈。油氣井內(nèi)，因各種原因造成井下落物情況非常復(fù)雜。例如：某井把井下管柱、工具全部卡死，小修作業(yè)隊(duì)處理時(shí)又拔斷油管，無法作業(yè)，只好由修作業(yè)隊(duì)來處理。修復(fù)油井套管。套管是保證油氣井正常生產(chǎn)的必要條件，而油井因各種原因造成套管損壞經(jīng)常發(fā)生，因此修復(fù)油井套管是主要工作內(nèi)容之一。套管內(nèi)側(cè)鉆。用小鉆桿帶鉆頭，從老井套管內(nèi)下入，在預(yù)定位置鉆開一個(gè)窗口（術(shù)語叫“開窗”），小鉆頭從“窗口”往外鉆進(jìn)，打一個(gè)小井眼，然后下小套管、固井。這種從老井套管內(nèi)往外鉆一段小井眼完井的工程叫老井側(cè)鉆，它適用于以下情況：老井下部報(bào)廢，不能開采，側(cè)鉆后可以重新恢復(fù)生產(chǎn)；老井眼的油層不好，而井眼附近有好的油層，側(cè)鉆后可開采新的儲量。解除儲集層損壞。清除油管結(jié)垢，清蠟、清除乳化液或水的堵塞。圖 修井打撈工具完井鉆井工程的最后環(huán)節(jié)。在石油開采中，油、氣井完井包括鉆開油層，完井方法的選擇和固井、射孔作業(yè)等。對低滲透率的生產(chǎn)層或受到泥漿嚴(yán)重污染時(shí)，還需進(jìn)行酸化處理、水力壓裂等增產(chǎn)措施，才能算完井。根據(jù)生產(chǎn)層的地質(zhì)特點(diǎn)，采用不同的完井方法。射孔完井法。即鉆穿油、氣層，下入油層套管，固井后對生產(chǎn)層射孔，此法采用最為廣泛。裸眼完井法。即套管下至生產(chǎn)層頂部進(jìn)行固井，生產(chǎn)層段裸露的完井方法。此法多用于碳酸鹽巖、硬砂巖和膠結(jié)比較好、層位比較簡單的油層。優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)層裸露面積大，油、氣流入井內(nèi)的阻力小，但不適于有不同性質(zhì)、不同壓力的多油層。根據(jù)鉆開生產(chǎn)層和下入套管的時(shí)間先后，裸眼完井法又分為先期裸眼完井法和后期裸眼完井法。襯管完井法。即把油層套管下至生產(chǎn)層頂部進(jìn)行固井，然后鉆開生產(chǎn)層，下入帶孔眼的襯管進(jìn)行生產(chǎn)，此種完井法具有防砂作用。礫石充填完井法。在襯管和井壁之間充填一定尺寸和數(shù)量的礫石。圖 裸眼完井法圖 射孔完井法不壓井作業(yè)不壓井作業(yè)這一思想是1929年由美國奧的斯公司提出的，是指通過鋼絲繩和絞車控制油管的起下。1960年美國人布朗發(fā)明了液壓不壓井作業(yè)設(shè)備用于油管起下，從此作業(yè)機(jī)獨(dú)立于鉆機(jī)和修井機(jī)。1981年VC井控服務(wù)有限公司設(shè)計(jì)出車載式液壓不壓井作業(yè)機(jī)，使不壓井作業(yè)機(jī)具有高機(jī)動(dòng)性。目前國外已經(jīng)廣泛用于欠平衡鉆井、完井、射孔、壓裂、修井和油田增產(chǎn)措施中。在油田生產(chǎn)中，幾乎所有的油層在從勘探到開發(fā)及后期的維護(hù)過程中都會受到不同程度的損害，但不壓井作業(yè)技術(shù)的引進(jìn)為實(shí)現(xiàn)真正意義上的油氣層保護(hù)提供了可能。不壓井作業(yè)設(shè)備就是一種可以有效保護(hù)油氣層、減少儲層污染、提高單井采收率的設(shè)備。它的使用減少了常規(guī)的壓井作業(yè)，使油氣層有效防護(hù)了壓井液的污染，并且提高了低壓低滲油氣田修井難的問題。需要指出的是，不壓井設(shè)備并不是一種增產(chǎn)設(shè)備，它不像壓裂等施工設(shè)備，作業(yè)后就能立竿見影地見效，它的施工效果體現(xiàn)在氣井的長期開發(fā)中，它可以配合壓裂設(shè)備等一些對儲層改造的設(shè)備共同作業(yè)，從而提高邊際油氣田油氣井難動(dòng)用儲量的開采，延長油氣井的開采壽命。定向井定向井技術(shù)是當(dāng)今世界石油勘探開發(fā)領(lǐng)域最先進(jìn)的鉆井技術(shù)之一，它是由特殊井下工具、測量儀器和工藝技術(shù)有效控制井眼軌跡，使鉆頭沿著特定方向鉆達(dá)地下預(yù)定目標(biāo)的鉆井工藝技術(shù)。采用定向井技術(shù)可以使地面和地下條件受到限制的油氣資源得到經(jīng)濟(jì)、有效的開發(fā)，能夠大幅度提高油氣產(chǎn)量和降低鉆井成本，有利于保護(hù)自然環(huán)境，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。定向井就是使井身沿著預(yù)先設(shè)計(jì)的井斜和方位鉆達(dá)目的層的鉆井方法。其剖面主要有三類：兩段型：垂直段+造斜段；三段型：垂直段+造斜段+穩(wěn)斜段；五段型：上部垂直段+造斜段+穩(wěn)斜段+降斜段+下部垂直段。水平井也是定向井的一種形式。圖 定向井大位移井一般是指井的位移與井的垂深之比等于或大于2的定向井，也有指測深與垂深之比的。大位移井具有很長的大斜度穩(wěn)斜段，大斜度穩(wěn)斜角稱穩(wěn)斜航角，穩(wěn)航角大于60度。由于多種類型的油氣藏需要，從不變方位角的大位移井又發(fā)展了變方位角的大位移井，這種井稱為多目標(biāo)三維大位移井。井的垂直井深與井的水平位移比已由80年代末的1：2進(jìn)展到90年代末的1：3。大位移井鉆井已在美國、澳大利亞、歐洲和我國海上實(shí)施。海上有些小油田如單獨(dú)開發(fā)建造平臺成本很高，沒有經(jīng)濟(jì)效益。如果這些小油田在已有生產(chǎn)平臺的鉆井能力范圍以內(nèi)，就可以用鉆大位移井的方法，鉆到小油田的井位上，利用現(xiàn)有生產(chǎn)平臺的生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行采油。這樣可以節(jié)省大量投資。另外，海上和陸地上有很多斷塊油氣藏，如果在一個(gè)固定平臺上，用大位移井把許多油氣藏串聯(lián)起來，可以節(jié)省大量重復(fù)建設(shè)的費(fèi)用。同時(shí)，在已生產(chǎn)油氣田的外圍有許多要進(jìn)一步擴(kuò)大勘探的目標(biāo)，根據(jù)目前鉆大位移井的能力，200平方千米的范圍內(nèi)都有可能用現(xiàn)有的生產(chǎn)平臺上的鉆井裝備進(jìn)行鉆探，可大大的降低勘探費(fèi)用。圖 大移位井第二章 石油裝備技術(shù)發(fā)展及趨勢鉆井裝備發(fā)展的歷程由于地質(zhì)條件和油氣儲藏分布不同，為求效率最大化，油氣鉆采過程對設(shè)備和操作流程都會有不同的要求。因此，也產(chǎn)生了眾多新的進(jìn)展。概念時(shí)期（1900-1920）：旋轉(zhuǎn)鉆井、鉆井液、牙輪鉆頭、水泥固井發(fā)展時(shí)期（1920-1950）：牙輪鉆頭、固井工藝和固井液進(jìn)一步發(fā)展、大功率鉆井設(shè)備科學(xué)鉆井時(shí)期（1950-1970）：射流理論、三合一牙輪鉆頭、噴射鉆井技術(shù)、最優(yōu)化鉆井技術(shù)、螺桿鉆具、單多點(diǎn)測斜儀、定向井、叢式井自動(dòng)化初期（1970-1995）：地面半自動(dòng)化：直流電動(dòng)鉆機(jī)/液壓驅(qū)動(dòng)/復(fù)合驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)、頂驅(qū)裝置；井下半自動(dòng)化：PDC鉆頭、泥漿馬達(dá)/導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)、水平井、大位移井、分支井自動(dòng)化完善期（1995- ）地面自動(dòng)化：交流變頻電動(dòng)鉆機(jī)、連續(xù)管鉆機(jī)；井下自動(dòng)化：地質(zhì)導(dǎo)向、自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)閉環(huán)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)、智能完井、智能鉆桿我國企業(yè)在十一五期間完成的技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目我國企業(yè)十一五期間重大技術(shù)與裝備突破10項(xiàng)重大裝備10項(xiàng)核心技術(shù)1. 9000米鉆機(jī)水平井2. 12000米鉆機(jī)氣體3. CGDS-I近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)4. 德瑪LWD5. 自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)6. 交流變頻系列頂部驅(qū)動(dòng)裝置7. 氣體鉆井成套裝備8. 全過程欠平衡配套裝備9. 連續(xù)管作業(yè)機(jī)10. 雙燃料/高可靠性鉆機(jī)動(dòng)力機(jī)組1. 分支井鉆井2. 欠平衡鉆井3. 全過程欠平衡鉆井4. 中淺井快速鉆井5. 4000米大位移鉆井6. 密集定向井防碰繞7. 高效PDC復(fù)合鉆井8. 套管鉆井9. 高壓氣井井控10. 連續(xù)管技術(shù)石油裝備技術(shù)發(fā)展趨勢目前，國內(nèi)外已建立起一套更科學(xué)、更先進(jìn)、更完善的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)軟件，引進(jìn)了相關(guān)學(xué)科的高新技術(shù)與設(shè)備，進(jìn)一步提高了石油鉆機(jī)的整體設(shè)計(jì)和制造水平。近年來，石油鉆機(jī)的發(fā)展呈以下新趨勢：型式更趨于多樣化鉆機(jī)品種更趨向多樣化、系列化，研制出了適用于不同地區(qū)、不同環(huán)境條件，能滿足不同鉆井工況、不同鉆井工藝、不同井深和不同井型要求的專業(yè)化特種鉆機(jī)，形成了石油鉆機(jī)的多樣化，進(jìn)一步提高了鉆機(jī)的適應(yīng)能力，擴(kuò)大了作業(yè)范圍，提高了鉆井效率。技術(shù)更趨于先進(jìn)化通過交流變頻、液壓驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)控制和人工智能等先進(jìn)技術(shù)的交叉結(jié)合，并隨著計(jì)算機(jī)、通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，鉆井裝備的機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展顯示出更大的優(yōu)越性，鉆機(jī)技術(shù)的集成化、信息化、智能化、自動(dòng)化及完善的鉆井專家系統(tǒng)，有可能從根本上改變鉆井方式，大幅度提高鉆井效率。設(shè)計(jì)更趨于人性化新型鉆機(jī)充分體現(xiàn)以人為本的思想，特別注重HSE(健康、安全、環(huán)保)方面的考慮，最大程度地滿足環(huán)保、安全等要求，設(shè)計(jì)更精細(xì)，最大程度地采用遙控設(shè)備，通過鉆機(jī)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，盡量避免人工作業(yè)和高空作業(yè)。另外，通過提高鉆機(jī)的移運(yùn)性和模塊化水平，盡可能減少運(yùn)輸車次，降低安裝難度。水平井技術(shù)與裝備水平井是指在油氣藏產(chǎn)層內(nèi)有一定延伸長度、井斜角接近90的水平井段的特殊形式油氣井。水平井鉆井技術(shù)是在定向井鉆井技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。一般的油井是垂直或傾斜貫穿油層，通過油層的井段較短。而水平井是在垂直或傾斜地鉆達(dá)油層后，井筒轉(zhuǎn)達(dá)接近水平，與油層保持平行，得以長井段的在油層中鉆進(jìn)直到完井。油井穿過油層井段上百米以至二千余米，生產(chǎn)能力比普通直井、斜井生產(chǎn)能力提高幾倍一般來說，水平井適用于薄的油氣層或裂縫性油氣藏，目的在于增大油氣層的裸露面積。上世紀(jì)4070年代，美國和前蘇聯(lián)等國鉆了一批水平井試驗(yàn)井。70年代后，美國、加拿大、法國等國開展了水平井開發(fā)油氣藏的研究，進(jìn)入80年代，此項(xiàng)技術(shù)才大規(guī)模工業(yè)化推廣應(yīng)用。水平井工藝實(shí)際上是定向井、大位移井技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。根據(jù)井眼的曲率半徑可將水平井分為長半徑水平井、中半徑水平井和短半徑水平井三種類型；根據(jù)其深入地層狀況又可分為階梯式、聯(lián)通式等；又分為常規(guī)水平井、非常規(guī)水平井。其中非常規(guī)水平井包括：階梯式水平井、三維水平井、多靶點(diǎn)水平井、拱形水平井、成對水平井、測鉆水平井、連通水平井、多分支水平井。近幾年水平井鉆井技術(shù)獲得了迅速發(fā)展并大量投入實(shí)際應(yīng)用。采用的技術(shù)包括導(dǎo)向鉆井組合、隨鉆測量系統(tǒng)、串接鉆井液馬達(dá)、PDC鉆頭和欠平衡井等。目前水平鉆井流程較通常使用的隨鉆測量系統(tǒng)有貝克休斯的MWD（measurement while drilling）、LWD（log while drilling），哈里伯頓的FEWD（Formation Evaluation While Drilling）等。根據(jù)不同的作業(yè)需求經(jīng)常采用不同的儀器組合，如常用的：伽瑪、電阻、密度、孔隙度四道地址參數(shù)的儀器組合，伽瑪、電阻率兩道地質(zhì)參數(shù)的儀器組合。施工過程中主要以動(dòng)力鉆具為鉆進(jìn)工具的導(dǎo)向鉆進(jìn)為主。作業(yè)過程中用到隨鉆測井技術(shù)、地層預(yù)測技術(shù)、軌跡預(yù)測技術(shù)、軌跡精確調(diào)整技術(shù)，井下鉆具監(jiān)測技術(shù)。FEWD可以測量的參數(shù)包括：地質(zhì)參數(shù)（雙向自然伽瑪、4種探測深度的電阻率、補(bǔ)償中子孔隙度、巖石密度），定向井工程參數(shù)（井斜角、方位角、磁性工具面、高邊工具面），井下儀器工礦診斷（鉆具振動(dòng)量、儀器工作溫度），磁參數(shù)測量（地磁場強(qiáng)度、磁傾角）。十一五期間，我國累計(jì)完成水平井3547口，是“十五”的6.9倍。平均單井產(chǎn)量提高3-5倍，超淺層水平井、SAGD井、分支井、魚骨井、大位移井等取得實(shí)質(zhì)突破。圖 水平井連續(xù)管鉆井技術(shù)與設(shè)備據(jù)國外的經(jīng)驗(yàn)，與用常規(guī)鉆井或修井設(shè)備達(dá)到同樣的目標(biāo)相比，用連續(xù)油管可節(jié)約費(fèi)用25%至40%。在鉆機(jī)動(dòng)遷費(fèi)高的地區(qū)，用連續(xù)油管進(jìn)行無鉆機(jī)過油管重鉆甚至比常規(guī)重鉆降低50%以上成本。連續(xù)油管鉆井技術(shù)具有無接頭、無變徑、彎曲大、能動(dòng)態(tài)密封和強(qiáng)度大、承壓高、體積小等特點(diǎn)。連續(xù)管鉆井技術(shù)和欠平衡工藝可以很好地應(yīng)用在老井重入加深、鉆水平井上，對油田增產(chǎn)、難動(dòng)用儲量開采，利用現(xiàn)有井筒低成本開采深部儲層、提高最終采收率有重要作用。美國從上世紀(jì)90年代就開始研究和使用連續(xù)管，我國近些年也加大了對連續(xù)管鉆井技術(shù)和裝備的研究。主要設(shè)備包括：連續(xù)油管裝置、井下工具儀器和循環(huán)除砂裝置三大部分。連續(xù)油管鉆井技術(shù)為進(jìn)行短半徑、大位移、多側(cè)向的水平鉆井，以及欠平衡、小井眼鉆井，提供了安全、先進(jìn)、有效的技術(shù)手段。圖 連續(xù)管作業(yè)機(jī)圖 連續(xù)管工具地質(zhì)導(dǎo)向與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)斯倫貝謝公司于90年代中期研制成功近鉆頭傳感器，并將其應(yīng)用在導(dǎo)向鉆井作業(yè)中，形成了一種新的導(dǎo)向鉆井技術(shù)即地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，并將這項(xiàng)鉆井技術(shù)向全世界推廣。另外，為發(fā)展地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，斯倫貝謝公司還研制成功測傳馬達(dá)(instrumented steerable motor)，為地質(zhì)導(dǎo)向鉆井又增加了新的工具。地質(zhì)導(dǎo)向鉆井的特點(diǎn)是，由于傳感器離鉆頭較近，因此能實(shí)時(shí)地把鉆頭附近的測量數(shù)據(jù)傳送到地面，鉆井工程師可根據(jù)實(shí)時(shí)測量數(shù)據(jù)及時(shí)地調(diào)整井眼方位和井斜角以確保井眼沿設(shè)計(jì)軌道鉆進(jìn)。目前國外斯倫貝謝公司、哈里伯頓、貝克休斯公司等都有各自的地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，尤其是斯倫貝謝公司的地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)發(fā)展很快，正在向邊界探測和前探方向發(fā)展。1999年，高分辨率的實(shí)時(shí)電阻率成像展現(xiàn)了清晰的軌跡形態(tài)并精確計(jì)算了實(shí)時(shí)地層傾角，成為地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的一次革命。2005年，精確探測及繪制地層邊界的隨鉆測井技術(shù)使得地質(zhì)導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)了可視化。20062007年，Scope全系列工具在全球得到廣泛使用。更多的隨鉆測井信息、離鉆頭的距離更近、更快速的大數(shù)據(jù)量實(shí)時(shí)傳輸、更穩(wěn)定的測量都為提高油藏暴露面積、提高采收率、降低噸油開采成本做出了技術(shù)上的保證和實(shí)踐上的可行性。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是國際上20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一項(xiàng)尖端自動(dòng)化鉆井新技術(shù)。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(dòng)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(qiáng)，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。國外從20世紀(jì)80年代末期開始進(jìn)行旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的理論研究。20世紀(jì)90年代世界上多家公司包括：Baker Hughes公司與ENIAgip公司的聯(lián)合研究項(xiàng)目組、英國的Camco公司、英國的Cambridge Drilling Automation公司、日本國家石油公司（JNOC）等分別形成了各自的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)樣機(jī)，并開始進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)和應(yīng)用。至20世紀(jì)末期，Baker Hughes、Schlumberger、Halliburton和Weatherford公司通過各種方式分別形成了其各自商業(yè)化應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)。根據(jù)其導(dǎo)向方式可分為推靠式（Push the Bit）和指向式（Point the Bit）兩種。推靠式是在鉆頭附近直接給鉆頭提供側(cè)向力，指向式是通過近鉆頭處鉆柱的彎曲使鉆頭指向井眼軌跡控制方向。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的工作機(jī)理都是靠偏置機(jī)構(gòu)分別偏置鉆頭或鉆柱，從而產(chǎn)生導(dǎo)向。偏置機(jī)構(gòu)的工作方式又可分為靜態(tài)偏置式和動(dòng)態(tài)偏置式兩種。圖 地質(zhì)導(dǎo)向鉆進(jìn)設(shè)備欠平衡鉆井與裝備欠平衡鉆井是20世紀(jì)90年代在國際上成熟并迅速發(fā)展的一項(xiàng)鉆井新技術(shù)。在美國，欠平衡鉆井被稱為上游石油工業(yè)新技術(shù)，已經(jīng)成為鉆井技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)，并越來越多地與水平井、多分支井及小井眼鉆井技術(shù)相結(jié)合。國外欠平衡鉆井技術(shù)主要集中在井控、鉆井液、程序設(shè)計(jì)、特殊工具等方面。自20世紀(jì)80年代以來，由于研制成旋轉(zhuǎn)防噴頭、空氣鉆井馬達(dá)等設(shè)備，又研究出各種往井筒中注氮的方法，使欠平衡鉆井工藝達(dá)到了大規(guī)模投入工業(yè)使用的程度，并呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的勢頭。其原因主要是人們對減輕地層傷害越來越關(guān)注，而且欠平衡鉆井有可能提高鉆速和減少衰竭油藏中的井漏問題。創(chuàng)造欠平衡條件采用的常用技術(shù)有：邊噴邊鉆；泥漿帽鉆井；立管氣體注入；環(huán)空氣體注人；連續(xù)油管鉆井。水、地層水、海水、淀粉水、柴油、原油都曾用做欠平衡鉆井的循環(huán)工作介質(zhì)。散裝或膜濾氮?dú)?、工業(yè)廢氣、空氣、氮?dú)夂涂諝獾幕旌蠚?、天然氣和空心玻璃球都作為減輕劑或發(fā)泡劑。欠平衡鉆井系列分為：氣體鉆井。包括空氣、天然氣和氮?dú)忏@井，密度適用范圍00.02克/立方厘米；霧化鉆井。密度適用范圍0.020.07克/立方厘米泡沫鉆井液鉆井。包括穩(wěn)定和不穩(wěn)定泡沫鉆井，密度適用范圍O.070.60克/立方厘米充氣鉆井液鉆井。包括通過立管注氣和井下注氣兩種方式。井下注氣技術(shù)是通過寄生管、同心管、鉆柱和連續(xù)油管等在鉆進(jìn)的同時(shí)往井下的鉆井液中注空氣、天然氣、氮?dú)?。其密度適用范圍為0.7O.9克/立方厘米水或鹵水鉆井液鉆井。密度適用范圍11.30克/立方厘米油包水或水包油鉆井液鉆井。密度適用范圍為0.81.02克/立方厘米常規(guī)鉆井液鉆井(采用密度減輕劑)。密度適用范圍大于O.9克/立方厘米泥漿帽鉆井。國外稱之為浮動(dòng)泥漿鉆井，用于鉆地層較深的高壓裂縫層或高含硫化氫的氣層欠平衡鉆井技術(shù)按工藝分類可分為兩種：流鉆(flow drilling)是指使用普通鉆井液的欠平衡鉆井；人工誘導(dǎo)欠平衡鉆井是指由于地層壓力太低，必須采用特殊的鉆井液和工藝才能建立欠平衡。欠平衡鉆井所用的地面常規(guī)裝備氮或壓縮氣供應(yīng)裝置、容積小且壓力大的注液泵、液-氣混合管匯、節(jié)流管匯、鉆屑或鉆井液取樣器、化學(xué)劑注射泵、采油分離系統(tǒng)和自動(dòng)燃燒氣體系統(tǒng)，以下是國外目前比較先進(jìn)的專用裝備。高壓旋轉(zhuǎn)分流器-防噴器系統(tǒng)，又稱旋轉(zhuǎn)防噴器(BOP)。國外多個(gè)廠家有專利產(chǎn)品，其中美國Williums工具公司生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)防噴頭使用最多，壓力級別最為齊全。液流導(dǎo)向系統(tǒng)。一種電磁閥導(dǎo)向系統(tǒng)，可增加鉆深。馬達(dá)被設(shè)計(jì)成一種金屬對金屬的葉片，采用非彈性體制成的正容積馬達(dá)，不會由于失速而使轉(zhuǎn)速過快。地面分離系統(tǒng)。2006年前后，國外加強(qiáng)了地面分離系統(tǒng)研制，包括壓力額定值為35MPa的地面分離裝置、自動(dòng)節(jié)流系統(tǒng)及各種分離器，這些設(shè)備可處理大量液體、巖屑和鉆井液。此外，有一種密封循環(huán)分離器，每天可處理566336立方米容量的液流；還有一種高效小型分離器，適用于近海地區(qū)。隔水管帽(Riser Cap)旋轉(zhuǎn)防噴器系統(tǒng)。一種回流裝置，所用主要設(shè)備是旋轉(zhuǎn)控制頭，裝在水上隔水管頂部，代替隔水管系統(tǒng)的滑動(dòng)接頭、球形接頭和分流器。將高壓軟管接到旋轉(zhuǎn)控制頭雙流管出口端，可提高井控能，防止鉆井液流失。高壓機(jī)械密封置裝于鉆臺下面的鉆桿與隔水管之間，鉆井液通過軟管回流井下。實(shí)用隔水管(Virtual Riser)裝置。該裝置包括旋轉(zhuǎn)控制頭、封隔器鎖定總成和環(huán)形壓力控制排放系統(tǒng)三部件，其中封隔器鎖定總成是一個(gè)經(jīng)改進(jìn)的直徑508mm可膨脹套管封隔器，起到控制頭及井口下面套管間壓力密封作用。其元件是一個(gè)3m長的密封，置于660.40914.40mm套管里面，用遙控船可遙控該封隔器。地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。欠平衡鉆井時(shí)，要測量并記錄壓力、速度、氣含量、液含量和溫度，并實(shí)時(shí)顯示這些數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)過平衡和井噴現(xiàn)象。該系統(tǒng)可在鉆井作業(yè)時(shí)，通過與現(xiàn)有鉆井控制與監(jiān)測系統(tǒng)接口，提供實(shí)時(shí)息，還可與動(dòng)態(tài)多相流量模型接口，允許將實(shí)際參數(shù)與計(jì)算參數(shù)加以比較。第三章 石油裝備行業(yè)市場分析中國石油和石油化工設(shè)備工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，截至2010年11月，石油鉆采設(shè)備制造行業(yè)資產(chǎn)總額為1082.71億元，與上年相比增長16.22%，實(shí)現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入1009.06億元，與上年相比增長16.82%，實(shí)現(xiàn)利潤總額65.45億元，與上年相比增長22.59%。預(yù)計(jì)2011年石油和化工裝備行業(yè)增長15%，其中，石油鉆采設(shè)備制造業(yè)產(chǎn)值有望增長20%以上。 良好的市場增長態(tài)勢，給我國石化裝備行業(yè)優(yōu)化結(jié)構(gòu)、發(fā)展高端產(chǎn)品，贏得了難得的寬松空間。 油價(jià)上漲帶熱石油石化設(shè)備 海關(guān)總署公布的今年1月份原油、成品油進(jìn)出口數(shù)據(jù)顯示，1月我國進(jìn)口原油2180萬噸,同比上漲27.41%，為近幾年首次在1月實(shí)現(xiàn)2000萬噸以上的進(jìn)口量，較2010年12月也上漲了4.51%。1月我國原油進(jìn)口均價(jià)達(dá)到88.50美元/桶，同比上漲18.33%，環(huán)比上漲6.76%。 在石油價(jià)格上漲的預(yù)期下，石油上游勘探與生產(chǎn)資本性支出快速增長，鉆井?dāng)?shù)量和鉆井進(jìn)尺數(shù)也迅速增加，對石油鉆采設(shè)備形成了帶動(dòng)效應(yīng)。中國石油和石油化工設(shè)備工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，在石化設(shè)備的三大子行業(yè)石油鉆采設(shè)備制造行業(yè)、煉油化工設(shè)備制造行業(yè)以及金屬壓力容器制造行業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值分別增長20.97%、18.78%、17.41%，完成工業(yè)銷售產(chǎn)值分別增長20.36%、19.24%及15.79%，鉆采設(shè)備漲勢最好，鉆采設(shè)備的優(yōu)異表現(xiàn)與原油價(jià)格的穩(wěn)定增長密切相關(guān)。 除原油價(jià)格持續(xù)上漲這一因素外，我國正處在石油天然氣管道建設(shè)高速增長期，多條油氣管道正在緊鑼密鼓地加緊進(jìn)行。千萬噸級煉油和百萬噸級乙烯等一批大型石油石化工程項(xiàng)目陸續(xù)開工或投產(chǎn)，也為石油石化裝備制造業(yè)帶來了大量的市場需求。此外，海洋石油等新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展同樣為石油化工設(shè)備制造行業(yè)注入了新的動(dòng)力，在以上因素的共同作用下，石油石化裝備的增長空間被普遍看好。圖 國際原油價(jià)格變化表圖 中國三大石油公司勘探與開發(fā)費(fèi)用支出 資本開支的增長必然會拉動(dòng)設(shè)備與技術(shù)服務(wù)的需求增長，但是分配到各個(gè)領(lǐng)域的比例則有不同。據(jù)BarclaysCapital統(tǒng)計(jì)，2008年世界油氣勘探開發(fā)的資本支出約為4647億美元，而也有統(tǒng)計(jì)表明當(dāng)年油田工程技術(shù)服務(wù)投資大約為2982億美元。以此推斷，技術(shù)服務(wù)的開支占資本開支的比例可以達(dá)到64%以上，而單純設(shè)備投資不足40%（利用資產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行服務(wù)的情況不計(jì)算在內(nèi)）。而在油田服務(wù)的領(lǐng)域中，服務(wù)內(nèi)容分布于油氣勘探、鉆井、生產(chǎn)各個(gè)階段，一般而言鉆井服務(wù)部分的資本投入會占比最大，這一點(diǎn)從中海油服的收入組成方面可以得到印證。預(yù)計(jì)未來全球勘探開發(fā)資本支出將穩(wěn)定較快增長海洋油氣開發(fā)拉動(dòng)石油裝備需求隨著對陸地常規(guī)油氣田近一個(gè)世紀(jì)以來的開發(fā)利用，常規(guī)儲量日益減少。統(tǒng)計(jì)顯示，截至2008年底，全球已有66個(gè)國家能源生產(chǎn)達(dá)到峰值。從上個(gè)世紀(jì)90年代開始，世界主要產(chǎn)油區(qū)年均產(chǎn)量降低2.6%，其中一些陸地產(chǎn)油區(qū)年降6%以上；若要維持陸地產(chǎn)油區(qū)的產(chǎn)量不會下滑過快，老油井的增產(chǎn)和維護(hù)投入需要增加。除老油田穩(wěn)產(chǎn)之外，勘探新的油氣藏是必然之選。在此情況下，石油的勘探開發(fā)將由常規(guī)油氣藏開發(fā)轉(zhuǎn)向非常規(guī)油氣藏開發(fā)，如：煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣、可燃冰、油頁巖、油礦砂等形式。而非常規(guī)油氣開發(fā)相對較難，對設(shè)備和服務(wù)的需求更高。雖然如此，但發(fā)達(dá)國家對非常規(guī)油氣開采、利用的速度呈上升之勢。另外，油氣勘探開發(fā)從陸地轉(zhuǎn)向海洋、從淺海轉(zhuǎn)向深海也是必然趨勢。目前陸地石油探明率在70%以上，而海洋石油探明率僅在34%左右。老油田增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)帶動(dòng)裝備市場資料顯示，經(jīng)過近50年的開采，大慶、勝利等東部主力油田都已屬老油田，綜合含水率已超過88%，采出程度達(dá)到75%以上，總體進(jìn)入產(chǎn)量遞減階段。西部油區(qū)和大多數(shù)新區(qū)不僅地表?xiàng)l件惡劣，而且地下構(gòu)造復(fù)雜，油氣聚焦規(guī)律難以把握，面臨一系列難題，2009年的前十大油田與2000年時(shí)相比，華北油田、大港油田、中原油田都已經(jīng)由于產(chǎn)量已經(jīng)進(jìn)入快速遞減期而榜上無名，目前在榜的油氣田中也有一半以上已經(jīng)過了生產(chǎn)高峰期。老油氣田的穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)需要更多的設(shè)備投資和新技術(shù)應(yīng)用，從國際上看，國際石油公司把提高已開發(fā)油田的采收率作為公司的重要發(fā)展戰(zhàn)略，2005年資本支出的2/3都用于30年以上老油田的開發(fā)。而據(jù)CERA2006年的統(tǒng)計(jì)，老油田的產(chǎn)量占世界石油產(chǎn)量67%-72%。因此，老油田的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)無論在中國還是世界其他國家和地區(qū)都存在著巨大的市場空間。世界陸地非常規(guī)油氣藏儲量豐富美國1990年非常規(guī)天然氣占天然氣總產(chǎn)量的10%，而至2010年占比達(dá)到40%。僅以非常規(guī)氣中上升速度較快的頁巖氣為例，頁巖氣產(chǎn)量占北美天然氣產(chǎn)量的比重，已從2006年的1%升至現(xiàn)在的17%，專家預(yù)計(jì)頁巖氣的占比到2030年將升至50%。我國2006年全國油頁巖資源評價(jià)結(jié)果表明，我國頁巖油地質(zhì)資源儲量約為476.44億噸，主要分布在東部、青藏和中部。目前已探明儲量主要分布在吉林、廣東、遼寧等省。油砂資源儲量約為59.7億噸，主要分布在準(zhǔn)噶爾、柴達(dá)木、塔里木、鄂爾多斯、四川盆地、松遼平原。煤層氣資源368千億立方米，主要分布在我國各大盆地。頁巖氣1000千億立方米，主要分布在四川盆地。我國致密氣儲量大約120千億立方米，大多與常規(guī)氣田交叉。海洋油田開發(fā)帶來巨大市場在全球陸地油氣產(chǎn)量逐日下降的情況下，油氣藏的開發(fā)從陸地向海洋、從淺海向深海的趨勢已然形成。全球海洋油氣資源豐富。且尚處于勘探早期階段。據(jù)劍橋能源咨詢公司統(tǒng)計(jì)，2009年海洋石油產(chǎn)量已占全球石油總產(chǎn)量的33%，預(yù)計(jì)到2020年，這一比例升至35%；海洋天然氣產(chǎn)量占全球天然氣總產(chǎn)量的31%，預(yù)計(jì)2020年，這一比例升至41%。陸地和淺海的油田資源枯竭，推動(dòng)全球?qū)⑥D(zhuǎn)向水深1500米以上的深海尋找石油和天然氣資源。未來勘探開發(fā)支出穩(wěn)定較快增長、設(shè)備和服務(wù)需求日益增加根據(jù)巴克萊資本的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，2009年全世界油氣E&P支出約為3954億美元，而2010年約為4390億美元，增長11%左右。OPEC預(yù)測認(rèn)為至2011年世界油氣E&P支出至少比2009年增加1000億美元以上，按照2009世界E&P支出3954億美元計(jì)算，則保守估計(jì)2011年E&P支出將比2010年增長12.8%。而且根據(jù)目前的資本開支結(jié)構(gòu)，OECD國家支出70%以上的資本開支來維持目前的油氣探明儲量和生產(chǎn)量。由于油氣藏的開采有從常規(guī)走向非常規(guī)、從陸地向海洋乃至深海的趨勢，在油價(jià)高位運(yùn)行的背景下，如要維持目前的產(chǎn)量和儲量接替需要更多的資本支出。無論是老油氣田的增產(chǎn)、還是新非常規(guī)油氣田的開發(fā)、以及從陸地到海洋（淺海到深海）的勘探新趨勢，都需要更多的設(shè)備和技術(shù)服務(wù)投入。圖 世界油氣勘探開發(fā)積累支出資本預(yù)測我國油氣勘探開發(fā)設(shè)備和服務(wù)前景廣闊我國的油氣勘探開發(fā)設(shè)備和服務(wù)企業(yè)首先面對著巨大的國內(nèi)市場需求，目前國內(nèi)較低探明率意味著未來資本支出持續(xù)快速增長；其次，目前主要設(shè)備組件