嚴苛環境下的鉆井新科技
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[時間:2010-05-10 《石油與裝備》 關注度:0]
摘要: 隨鉆測井技術與旋轉導向鉆井技術在嚴苛環境下一般來說是很難實現的。因為在鉆井過程中，這些復雜的設備會在高溫環境中運作數十天。
為了滿足詳盡的工程分析與嚴格測試的要求，哈里伯頓開拓了一系列耐高溫耐高壓的設備與技術。哈里伯頓的point th...
隨鉆測井技術與旋轉導向鉆井技術在嚴苛環境下一般來說是很難實現的。因為在鉆井過程中，這些復雜的設備會在高溫環境中運作數十天。
為了滿足詳盡的工程分析與嚴格測試的要求，哈里伯頓開拓了一系列耐高溫耐高壓的設備與技術。哈里伯頓的point the bit定向鉆井技術可以工作于347°F (175℃的高溫、30000 psi高壓的環境下， 最高承受溫度可達到392°F (200℃)。與這套鉆井系統配套的是一組可以工作于347°F (175℃，25，000psi高溫高壓環境下的隨鉆測井感應器。這些感應器在去年數百個高溫高壓環境作業中得到了驗證。
去年，道達爾與哈里伯頓達成協議，一起開發一系列應用于高溫高壓環境中的測井錄井感應器。與道達爾協同工作，哈里伯頓正在開發名叫普羅米修斯的一系列測井工具。這些工具是特別用于北海高溫高壓環境中。北海的高溫高壓環境對現有科技是極大的挑戰。
為了保證運行的可靠性，哈里伯頓現有的高溫高壓工具都要進行一系列嚴格檢測。其中包括工作溫度347°F (175℃)下的測試和非工作溫度392°F (200℃)下的測試。而普羅米修斯系列工具將要面臨的測試甚至要比這些條件更為嚴苛。
哈里伯頓的高溫高壓科技最近在英國北海的中央區塊得到了檢驗。在那里哈里伯頓的旋轉導向系統被應用于一塊高溫油田中。專為這次高溫鉆井設計制造的旋轉導向系統和測井系統表現堪稱完美。經受住了305°F (152℃)高溫的考驗。記錄到的最高溫度甚至達到了320°F (160℃)。受益于哈里伯頓高溫高壓科技的專門組合，客戶實現了24%的鉆井提速。除了鉆井速度和鉆井質量提升，這套高溫高壓系統的應用還使得實時油藏評估得以實現，從而極大地降低了成本，節約了時間。
另一個哈里伯頓高溫高壓科技的應用案例是在北海中部。客戶需要更快的速度鉆透一段高溫高壓的堅硬地層。哈里伯頓提供了一個由一套高溫高壓旋轉導向系統與一套高溫高壓測井系統組合的方案。這套高溫高壓旋轉導向系統非常適用于這種高溫且堅硬的地質。它超高的耐受性幫助提升了鉆進速度，減少了故障，保證了井口的精確性。
普羅米修斯的研發將會使更嚴苛環境下的作業成為現實。從而使常規看來很難開發的油田得到有效而低成本的開發。普羅米修斯系列高溫高壓工具已經在研發之中。將來會應用到道達爾北海的維多利亞區塊上。計劃開始于2010年末的維多利亞油田需要普羅米修斯系列工具承受230℃(446°F) 的高溫和30,000 psi的高壓。首先研發的包括壓力感應器和伽馬射線感應器。哈里伯頓決心達到承受250ºC (482°F)高溫的標準。
在現有測錄井電子元件無法承受如此極端的高溫情況下，哈里伯頓的科學家與工程師正在評估一系列解決這一問題的方案。其中包括井下制冷系統、制冷盤技術、和“燒瓶”技術，這些技術都是行業內先前沒有的技術。
所謂“制冷盤技術”，簡單地說就是一塊金屬盤，電子元件安裝到這塊金屬盤上。金屬盤可以快速把熱量傳遞出去，從而降低電子元件的溫度。這與現在電腦上的一些散熱技術相似。“燒瓶”技術是設想把電子元件裝在一個特殊的容器內，容器內充滿低密度氣體或保持真空，從而解決環境溫度傳遞到電子元件的問題。它可以延長電子元件在高溫環境中的工作時間。其實“燒瓶”技術也不是什么最新的技術。在高溫井布線中已經有使用。至于制冷系統，哈里伯頓設想在井下運用渦輪利用鉆井液的流動來發電。發出的電提供給一個制冷設備。這個制冷設備所用的技術類似于我們家用冰箱的技術。一種特殊的液體被蒸發、變冷，從而降低周圍環境的溫度。
如果哈里伯頓的這一系列科技真的成功應用于極端的高溫環境中，世界上的許多油田的開采將變得可行。
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