第一篇：淺談鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

淺談鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

【摘要】隨著油田的深入開發(fā)，鉆井技術(shù)有了質(zhì)的發(fā)展，鉆井工藝技術(shù)研究、破巖機理研究、固控技術(shù)研究、鉆井儀表技術(shù)研究、保護油氣層鉆井完井液技術(shù)研究以及三次采油鉆井技術(shù)等都取得了科研成果，施工技術(shù)逐漸多樣化，目前已在水平井、徑向水平井、小井眼鉆井、套管開窗側(cè)鉆井、欠平衡壓力鉆井等方面獲得了突破。一些先進的鉆井技術(shù)走出國門，走向世界，如：計算機控制下套管技術(shù)、套管試壓技術(shù)、隨鉆測斜技術(shù)、密閉取心技術(shù)、固控裝備、鉆井儀表、鉆井液監(jiān)測技術(shù)、MTC固井技術(shù)及化學(xué)堵漏技術(shù)等，本文就國內(nèi)鉆井技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進行分析。

【關(guān)鍵詞】鉆井技術(shù)；發(fā)展趨勢；油田開發(fā)

引言

通過鉆井技術(shù)及管理人員的不懈努力，鉆井硬件設(shè)施已經(jīng)比較完善，很多鉆井公司配備了先進的鉆井工藝實驗室、固控設(shè)備實驗室、鉆井儀表實驗室、油田化學(xué)實驗室、高分子材料試驗車間、全尺寸科學(xué)實驗井等，這些硬件設(shè)施滿足了各種鉆井工程技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的需要。鉆井技術(shù)也有了長足發(fā)展，具備了世界先進水平，鉆井技術(shù)的進步為油田科技事業(yè)的發(fā)展做出了積極的貢獻(xiàn)，并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，如TZC系列鉆井參數(shù)儀作為技術(shù)產(chǎn)品曾多次參與國內(nèi)重點探井及涉外鉆井工程技術(shù)服務(wù)，并受到外方的認(rèn)可。多年來，由于不斷進行技術(shù)攻關(guān)研究與新技術(shù)的推廣應(yīng)用，水平井鉆井技術(shù)迅速提高。水平鉆進技術(shù)是在定向井技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項鉆進新技術(shù)，其特點是能擴大油氣層裸露面積、顯著提高油氣采收率及單井油氣產(chǎn)量。對于薄油層高壓低滲油藏以及井間剩余油等特殊油氣藏，水平井技術(shù)更具有明顯的優(yōu)勢。

1、鉆井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

從世界能源消耗趨勢看，還是以油氣為主，在未來能源消耗趨勢中，天然氣的消耗增加較快，但是在我國仍然以石油、煤炭作為主要能源。盡管如此，我國的油氣缺口仍然很大，供需矛盾很突出，60%石油需要進口，從鉆井的歷史看，我國古代鉆井創(chuàng)造了輝煌歷史，近代鉆井由領(lǐng)先淪為落后，現(xiàn)代鉆井奮起直追，逐步縮小差距，21世紀(jì)鉆井技術(shù)有希望第二次走向輝煌。隨著鉆進區(qū)域的不斷擴大及鉆井難度的不斷增加，各種新的鉆井技術(shù)不斷出現(xiàn)，目前，水平井鉆井技術(shù)逐漸成為提高油氣勘探開發(fā)最有效的手段之一。各種先進的鉆井技術(shù)在油田開發(fā)中顯示出了其優(yōu)越性，新技術(shù)、新工藝日益得到重視和推廣應(yīng)用。例如：旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)，是目前世界上主要的鉆井技術(shù)，旋轉(zhuǎn)鉆井方式有以下幾種：轉(zhuǎn)盤（或頂驅(qū)）驅(qū)動旋轉(zhuǎn)鉆井方式、井下動力與鉆柱復(fù)合驅(qū)動旋轉(zhuǎn)鉆井方式（雙驅(qū)）、井下動力鉆具旋轉(zhuǎn)鉆井方式、特殊工藝旋轉(zhuǎn)鉆井方式：欠平衡鉆井、套管鉆井、連續(xù)管鉆井、膨脹管鉆井等、沖旋鉆井方式（空氣錘鉆井等）。其中，沖擊旋轉(zhuǎn)鉆井就是在普通旋轉(zhuǎn)鉆井鉆頭上部接一個沖擊器。沖擊器（有液動沖擊器，氣動錘等）是一種井底動力機械，依靠高壓鉆井流體，推動其活塞沖錘上下運動，撞擊鐵砧，并通過滑接套傳遞給鉆頭，鉆頭在沖擊動載和靜壓回轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用下破碎巖石。沖擊力不同于靜壓力，它是一種加載速度極大的動載荷，作用時間極短，巖石中的接觸應(yīng)力瞬時可達(dá)最大值并引起應(yīng)力集中，巖石不易產(chǎn)生塑性變形，表現(xiàn)為脆性增加，巖石易形成大體積破碎，提高鉆井速度。從破巖機理來看，空氣錘鉆井主要依靠空氣錘活塞對鉆頭的高頻沖擊作用破巖，而不需要采用大鉆壓迫使鉆頭吃入地層破巖。因此，鉆井作業(yè)中，空氣錘鉆井技術(shù)是采用低轉(zhuǎn)速（20～30rpm）、小鉆壓（5～10kN）及高頻震擊破巖方式的鉆進技術(shù)，既能有效滿足井斜控制要求，又能大幅度提高機械鉆速，是一種比較理想的防斜打快鉆井技術(shù)。

2、與鉆井技術(shù)相關(guān)難題分析

（1）針對我國復(fù)雜深井和超深井鉆井工程中面臨的嚴(yán)重井斜和低效率等技術(shù)難題，應(yīng)積極組織優(yōu)勢力量，從客觀（地層各向異性）和主觀（垂鉆系統(tǒng)）兩個方面進行技術(shù)攻關(guān)研究，以期盡快獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進控制工具、科學(xué)計算軟件及智能鉆井系統(tǒng)等。隨著材料、信息、測量與控制等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，鉆井與油氣井工程技術(shù)不斷朝著信息化、智能化及自動化的方向發(fā)展，如旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)、智能完井等。應(yīng)積極發(fā)展膨脹管技術(shù)，以便徹底革新井身結(jié)構(gòu)，推動油氣井工程的技術(shù)革命。這不僅能夠大幅度提高石油工程效率和效益，而且能夠為不斷創(chuàng)造人類“入地、下?！钡男录o(jì)錄提供高技術(shù)支持。

（2）復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、深井超深井、高危氣井及特殊工藝鉆井等技術(shù)系列，在20世紀(jì)90年代已得到迅速發(fā)展與應(yīng)用。進入21世紀(jì)后，這些技術(shù)系列仍是油氣資源勘探與開發(fā)所需要的關(guān)鍵技術(shù)系列，并將得到進一步發(fā)展與提高。與國外先進水平相比，我國在這些技術(shù)方面整體上仍存在較大的差距。國外先進的自動垂鉆系統(tǒng)，雖然可以在昂貴的復(fù)雜深井和超深井垂直鉆井工程中發(fā)揮有效作用，但目前的技術(shù)水平仍在使用條件上具有一定的局限性，在實際工作中應(yīng)注意對其進行科學(xué)評估與合理選用。

（3）鉆井逐漸與錄井、測井及地震等信息技術(shù)融為一體，以有效地解決鉆井過程中的不確定性問題，從而可提高油氣鉆探與開發(fā)的效果和效益，如LWD和SWD等技術(shù)即為典型例證。

3、油氣鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢

油氣井包括普通結(jié)構(gòu)井和復(fù)雜結(jié)構(gòu)井。復(fù)雜結(jié)構(gòu)井包括多分支井、大位移井、水平井、復(fù)雜地條件下的深井超深井、高危氣井、高溫高壓氣井等。地下環(huán)境的復(fù)雜性及其不確定性（地應(yīng)力、地層壓力、各向異性、可鉆性、理化特性、不穩(wěn)定性等地層特性十分復(fù)雜和異常）給油氣鉆探造成極大困難：鉆井事故多、速度慢、質(zhì)量差、效益低（成本高），嚴(yán)重制約了油氣勘探開發(fā)的步伐。目前，鉆井復(fù)雜深井油氣鉆探難度很大，鉆井技術(shù)正在根據(jù)實際需求，不斷攻克難關(guān)，未來鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢：大位移井技術(shù)在我國逐步應(yīng)用，采用大位移井技術(shù)已經(jīng)開發(fā)了南海西江24-1油田和流花11-1油田；欠平衡鉆井技術(shù)正在各大油田推廣應(yīng)用；國外已經(jīng)成熟的CTD（連續(xù)管鉆井）技術(shù)，我國也逐漸開始常識應(yīng)用；膨脹管鉆井技術(shù)和套管鉆井技術(shù)也有了實質(zhì)性發(fā)展；旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)正在研制中；鉆井向地球的更深處鉆探、井身結(jié)構(gòu)有重大革新、挑戰(zhàn)大位移井延伸極限、鉆井的信息化與智能化發(fā)展、井下測量與可視化計算。

結(jié)束語

經(jīng)過歷代鉆井人員的努力，國內(nèi)各油田鉆井隊伍不斷壯大，鉆井裝備水平逐漸提高，生產(chǎn)管理水平實現(xiàn)現(xiàn)代化，眾多先進鉆井技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進水平。但是，隨著油田開發(fā)的不斷深入，油田開采難度逐漸加大，勘探開發(fā)有了更高的要求，這給鉆井技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)，鉆井難度不斷加大。相信在鉆井人員在苦難面前一定能夠正確面對，一定能夠不斷的進行技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進步，一定能夠不斷解決世界性難題，為油田勘探開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)作用。

參考文獻(xiàn)

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[2]李東方.我國石油鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢初探[J].化工管理，2014年08期

第二篇：中國石油鉆井技術(shù)的現(xiàn)狀及需求

中國石油鉆井技術(shù)的現(xiàn)狀及需求

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化、信息化的普及，中國的鉆井技術(shù)也在不斷的發(fā)展著。雖然五十年代后我國鉆井技術(shù)已經(jīng)有了顯著的提高，但是與西方發(fā)達(dá)國家相比仍然處在較低水平。如何提高鉆進技術(shù)，改變鉆井技術(shù)的現(xiàn)狀，滿足現(xiàn)代化鉆井技術(shù)的需求，已經(jīng)成為石油鉆井領(lǐng)域值得思考的問題。

【關(guān)鍵詞】中國石油；鉆井技術(shù)；現(xiàn)狀；需求

0 引言

石油鉆井技術(shù)是一項很難的技術(shù)，在石油開采中的波折很多，但是相應(yīng)的也取得了一些成就。我國采用科學(xué)鉆井技術(shù)是在五十年代初，從那時起，我國石油開采技術(shù)就取得了顯著的成就，并成為世界上使用鉆井技術(shù)第二大國，但是我國的鉆井技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比，仍比較遜色。再加上受我國地形條件的限制，更加劇了石油鉆井工程的難度。如何改進石油鉆井技術(shù)，加快石油開采的進程，已經(jīng)成為石油開采業(yè)關(guān)注的重點。

1中國石油鉆井技術(shù)概況

五十年代的時候，我國就發(fā)展了噴射式鉆井技術(shù)、叢式井鉆井技術(shù)及高效鉆頭技術(shù)、井控技術(shù)、保護油氣層技術(shù)等先進技術(shù)。然而這些只是些單一的技術(shù)。二十世紀(jì)八十年代到至今一直采用的都是科學(xué)的鉆井技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，及網(wǎng)路化、智能化的發(fā)展，為這一時期的鉆井技術(shù)帶來了新的動力不僅發(fā)展了井下信息實施檢測技術(shù)，實現(xiàn)了鉆井過程中的地址參數(shù)、鉆井參數(shù)和井參數(shù)的實時測量、分析和控制，也開發(fā)了驚嚇導(dǎo)向和閉環(huán)鉆井系統(tǒng)，業(yè)發(fā)展了有利于新發(fā)現(xiàn)新油氣層和提高油田采收率新鉆井技術(shù)和方法,如欠平衡壓力鉆井、水平井鉆井等。雖然我國在鉆井技術(shù)上取得了一些成就，但是隨著我國鉆井地域及井深的不斷變化，現(xiàn)有的鉆井技術(shù)出現(xiàn)了一些難度，特別是在深口井鉆井技術(shù)上。這一鉆井技術(shù)是在五十年代才逐漸成型的，與發(fā)達(dá)國家相比還是有一定的差距的。這種鉆井技術(shù)是代表著一個國家鉆井技術(shù)水平，是鉆井技術(shù)的標(biāo)志。這種鉆井技術(shù)是極為復(fù)雜的，其適用性及配套方面的問題，影響著可持續(xù)發(fā)展，同時其也是制約著我國鉆井技術(shù)發(fā)展的限制性條件。

2深井鉆井技術(shù)現(xiàn)狀

深井鉆井技術(shù)如果不能將其復(fù)雜性處理好，就不能將此更好的運用到實際應(yīng)用中去。這種技術(shù)區(qū)別于傳統(tǒng)的鉆進技術(shù)，深井鉆井技術(shù)并不是單一的，受鉆井目標(biāo)及新執(zhí)行因素及學(xué)科歸屬等多方面的影響；鉆井技術(shù)不具備有序性，常會受到不均勻性、非線性及非連續(xù)性的限制，在鉆底層及巖石、井眼等方面的鉆速及成本上都有所展現(xiàn)，從客觀上來講，利用分形幾何學(xué)、混沌學(xué)進行據(jù)分析的話，對平均設(shè)計法和辨證思維等高新技術(shù)又具有可行性；如果用黑箱子理論進行研究，其不確定性及相關(guān)的測量因素很閃實現(xiàn)驚嚇閉環(huán)控制；有很多時候還具有風(fēng)險性、隨機性或是偶然性等不確定因素；地形的特質(zhì)和鉆頭的類型也會影響鉆井技術(shù)的實施；有的時候鉆具會因某種客觀原因突然停止工作或是出現(xiàn)任意加深及

縣官套管的影響，也會影響深層鉆井技術(shù)的使用。在眾多的復(fù)雜性因素中，起著重要的作用的是地層的復(fù)雜性與鉆具配合工作，在鉆地層的時候是需要鉆頭和鉆具進行配合的，很可能會因為高溫、高壓、高密度及井噴、井塌、井漏及鉆具的突然磨損，加劇鉆頭和地層復(fù)雜性之間的不確定性，發(fā)生不可避免的事故。如在塔里木盆作業(yè)時就出現(xiàn)過此類事故。塔里木盆地的地形復(fù)雜，其傾斜角較大，要想將井眼打直，就需要對其進行傾軋吊打，在這種情況下，就影響了其鉆速，最后導(dǎo)致了套管和鉆具的嚴(yán)重磨損。地要想對這類事故進行控制，就需要將失去重心的鉆具恢復(fù)運行，由于是在深井中作業(yè)，要想使其快速的恢復(fù)，其難度將是很大的，甚至?xí)霈F(xiàn)難以控制的局面。在用系統(tǒng)工程技術(shù)思想對深井進行控制的時候，最好對進內(nèi)壓力、井眼軌跡、穩(wěn)定性進行整體控制，最好能將這些問題看成是井下控制問題。井內(nèi)壓力控制是對地層孔隙進行控制，而井眼控制則是控制地層坍塌壓力的。對于鉆井技術(shù)的對象來說，并不能真正的確定其是多套地層，由于不能確定其地層的性質(zhì)，很可能會增加鉆井技術(shù)的難度。

3中國石油鉆井技術(shù)發(fā)展需求

（1）深井鉆井技術(shù)是鉆井領(lǐng)域最重要的技術(shù)

要想使深井鉆井技術(shù)更好的發(fā)展，應(yīng)該加快對垂直鉆進技術(shù)的研究，并將其應(yīng)用到地形比較都的地區(qū)，來解決井斜問題；只能對井漏問題應(yīng)該采用非常規(guī)的套管技術(shù)來解決相應(yīng)的問題。鉆井技術(shù)的發(fā)展，在深井鉆井技術(shù)領(lǐng)域?qū)鲅芯砍龈嘟鉀Q深井鉆井復(fù)雜性問題的技術(shù)，以保證深井鉆井技術(shù)的發(fā)展。就目前國際上國際石油工業(yè)發(fā)展趨勢來看，石油鉆井發(fā)展技術(shù)將會想更高層次發(fā)展，將會以提高勘探開發(fā)為主要目標(biāo)的，逐漸向新油氣藏和提高采油效率上發(fā)展。受網(wǎng)絡(luò)化普及的影響，石油鉆井技術(shù)也將向信息化、智能化方向發(fā)展。就目前的石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，要想找到更多的石油，是比較困難的，石油作為非可再生資源，開發(fā)一點就少一點，石油產(chǎn)量正在不斷的遞減。針對這一問題，一些石油公司加大了對石油的科研投入，想通過新的油藏來滿足人們的需求?，F(xiàn)在一些石油開采公司及相關(guān)的服務(wù)公司正在以智能化、信息化為基礎(chǔ)的前提下對新的油氣藏進行勘探，以保證提高其開采率。平衡壓力鉆井、水平井、分支水平井鉆井、小井眼鉆井技術(shù)和連續(xù)油管鉆井技術(shù)等都賦予了新的內(nèi)涵。只有對油氣藏進行勘探并最大限度的利用油氣藏，才能更好的實現(xiàn)社會利益和經(jīng)濟利益。

（2）隨著對國際石油鉆井技術(shù)使用隨鉆測量、隨鉆測井、隨鉆地震等技術(shù)實現(xiàn)以來，為我國石油鉆井技術(shù)提供了新的動力。在這些技術(shù)中主要采用了信息數(shù)字化鉆井技術(shù)，信息化鉆井技術(shù)的發(fā)展不僅能對井下的地質(zhì)參數(shù)、鉆井參數(shù)、流體參數(shù)進行預(yù)測、分析和執(zhí)行，還能對不合理的地方進行及時的反饋和修正。鉆井技術(shù)正在向數(shù)字化領(lǐng)域發(fā)展，在不久的將來將會研究出對石油開采更有效率的石油鉆井技術(shù)；石油開采工具及相關(guān)作業(yè)的智能化為石油開采帶來了巨大的方便。特別是美國自動化控制導(dǎo)向的工具及及相應(yīng)評價系統(tǒng)的開發(fā)，為現(xiàn)代化石油鉆井技術(shù)的發(fā)展提供了保證。

4結(jié)束語

隨著科技不斷的進步與發(fā)展，石油鉆井技術(shù)也在不斷的發(fā)展中。鉆井地域發(fā)生了改變，又遠(yuǎn)離的陸地漸漸的過度到沙漠和海洋，鉆井的深度也逐漸由淺向深過度，鉆井的井型也發(fā)生了變化。這一系列的變化無一不在說明鉆井技術(shù)的進步。然而，隨著鉆井地域、深度的變化，現(xiàn)有的鉆井技術(shù)已經(jīng)不能更好的滿足石油開

采的需要。要想更好的滿足石油開采的需要，還需要鉆井技術(shù)的領(lǐng)域的繼續(xù)研究。參考文獻(xiàn)

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第三篇：天然氣管道技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

天然氣管道技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 世界天然氣管道技術(shù)現(xiàn)狀

（1）長運距、大管徑和高壓力管道是當(dāng)今世界天然氣管道發(fā)展主流

自20 世紀(jì)70 年代以來，世界上新開發(fā)的大型氣田多遠(yuǎn)離消費中心。同時，國際天然氣貿(mào)易量的增加，促使全球輸氣管道的建設(shè)向長運距、大管徑和高壓力方向發(fā)展。1990 年，前蘇聯(lián)的天然氣管道的平均運距達(dá)到2 698 km。

從20 世紀(jì)至今，世界大型輸氣管道的直徑大都在1 000 mm 以上。到1993 年，俄羅斯直徑1 000 mm以上的管道約占63%，其中最大直徑為1 420 mm 的管道占34.7%。西歐國家管道最大直徑為1 219 mm，如著名的阿-意管道等。

干線輸氣管道的壓力等級20 世紀(jì)70 年代為6～8 MPa；80 年代為8～10 MPa；90 年代為10～12MPa。

2000 年建成的Alliance 管道壓力為12 MPa、管徑為914 mm、長度為3 000 km，采用富氣輸送工藝，是一條公認(rèn)的代表當(dāng)代水平的輸氣管道。

（2）輸氣系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化

隨著天然氣產(chǎn)量和貿(mào)易量的增長以及消費市場的擴大，目前全世界形成了洲際的、多國的、全國性的和許多地區(qū)性的大型供氣系統(tǒng)。這些系統(tǒng)通常由若干條輸氣干線、多個集氣管網(wǎng)、配氣管網(wǎng)和地下儲氣庫構(gòu)成，可將多個氣田和成千上萬的用戶連接起來。這樣的大型供氣系統(tǒng)具有多氣源、多通道供氣的特點，保證供氣的可靠性和靈活性。前蘇聯(lián)的統(tǒng)一供氣系統(tǒng)是世界最龐大的輸氣系統(tǒng)，連接了數(shù)百個氣田、數(shù)十座地下儲氣庫及約1 500 個城市，管道總長度超過20×104km。目前歐洲的輸氣管網(wǎng)已從北海延伸到地中海，從東歐邊境的中轉(zhuǎn)站延伸到大西洋，阿-意輸氣管道的建成實際上已將歐洲的管網(wǎng)和北非連接起來。阿爾及利亞—西班牙的輸氣管道最終將延伸到葡萄牙、法國和德國，并與歐洲輸氣管網(wǎng)連成一體。

（3）建設(shè)地下儲氣庫是安全穩(wěn)定供氣的主要手段

無論是天然氣出口國家，還是主要依賴進口天然氣的一些西歐國家，對建造地下儲氣庫都十分重視，將地下儲氣庫作為調(diào)峰、平衡天然氣供需、確保安全穩(wěn)定供氣的必要手段。截止到1998 年，全世界建成儲氣庫605 座，總庫容575.5億立方米、工作氣量307.7立方米。工作氣量相當(dāng)于世界天然氣消費量的11%，相當(dāng)于民用及商業(yè)領(lǐng)域消費量的44%。2001 年美國的儲氣庫總工作氣量約120立方米，預(yù)計到2010 年儲氣能力將達(dá)到170立方米。國外天然氣管道在計量技術(shù)、泄漏檢測和儲存技術(shù)等方面取得了一些新進展

（1）天然氣的熱值計量技術(shù) 世紀(jì)80 年代以后，熱值計量技術(shù)的應(yīng)用在西歐和北美日益普遍，已成為當(dāng)今天然氣計量技術(shù)的發(fā)展方向。天然氣熱值計量比體積和質(zhì)量計量更為科學(xué)和公平，由于天然氣成分比較穩(wěn)定，按熱值計價可以體現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價。天然氣熱值的測定方法有兩種：直接測定法和間接計算法。近幾年，天然氣熱值的直接測量技術(shù)發(fā)展較快，特別是在自動化、連續(xù)性、精確度等方面有了很大提高。

（2）天然氣管道泄漏檢測技術(shù)—紅外輻射探測器

目前，美國天然氣研究所（GRI）正在進行以激光為基礎(chǔ)的遙感檢漏技術(shù)研究，該方法是利用紅外光譜（IR）吸收甲烷的特性來探測天然氣的泄漏。該遙感系統(tǒng)由紅外光譜接收器和車載式檢測器組成，能在遠(yuǎn)距離對氣體泄漏的熱柱進行大面積快速掃描。現(xiàn)場試驗表明，檢漏效率比舊方法提高50%以上，且費用大幅度下降。

（3）天然氣管道減阻劑（DRA）的研究應(yīng)用

美國Chevron 石油技術(shù)公司（ChevronPetroleum Technology Co）在墨西哥灣一條長8 km、.152mm 的輸氣管道上進行了天然氣減阻劑（DRA）的現(xiàn)場試驗。結(jié)果表明，可提高輸量10%～15%，最高壓力下降達(dá)20%。這種減阻劑的主要化學(xué)成分是聚酰胺基，通過注入系統(tǒng)，定期地按一定濃度將減阻劑注入到天然氣管道中，減阻劑可在管道的內(nèi)表面形成一種光滑的保護膜；這層薄膜能夠顯著降低輸送摩阻，同時還有一定的防腐作用。

（4）天然氣儲存技術(shù)

從商業(yè)利益考慮，國外管道公司非常重視使大型儲氣庫墊底氣最少化的技術(shù)研究。目前，正在研究應(yīng)用一種低揮發(fā)性且廉價的氣體作為“工作氣體”來充當(dāng)儲氣庫的墊底氣。

（5）管道運行仿真技術(shù)

管道在線仿真系統(tǒng)的應(yīng)用可有效地提高管道運行的安全性和經(jīng)濟性。管道計算機應(yīng)用表現(xiàn)在3 個方面：管道測繪及地理信息系統(tǒng)、管道操作優(yōu)化管理模型和天然氣運銷集成控制系統(tǒng)。仿真技術(shù)在長輸管道上的應(yīng)用不僅優(yōu)化了管道的設(shè)計、運行管理，而且為管輸企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。目前，國外長輸管道仿真系統(tǒng)主要分為3 種類型：一是用于油氣管道的優(yōu)化設(shè)計、方案優(yōu)選；二是用于運行操作人員的培訓(xùn)；三是管道的在線運營管理。如美國最大的天然氣管道公司之一的Williams 管道公司，采用計算機仿真培訓(xùn)系統(tǒng)在不影響正常工作的情況下即可完成對一線工人的上崗培訓(xùn)，大大縮短了培訓(xùn)時間，節(jié)約大量費用，比傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式提高效率約50%。

（6）GIS 技術(shù)在管道中的應(yīng)用

隨著管道工業(yè)自動化的發(fā)展，GIS（地理信息系統(tǒng)）在長輸管道中得到了日益廣泛的應(yīng)用。它融合了管道原有的SCADA 系統(tǒng)自動控制功能，美國、挪威、丹麥等國家的管道普遍使用GIS 技術(shù)。目前，該技術(shù)已實現(xiàn)地理信息、數(shù)據(jù)采集、傳輸、儲存和作圖統(tǒng)一作業(yè)，可為管道的勘測、設(shè)計、施工、投產(chǎn)運行、管理監(jiān)測、防腐等各階段提供資料。技術(shù)發(fā)展趨勢

（1）高壓力輸氣與高強度、超高強度管材的組合是新建管道發(fā)展的最主要趨勢

高壓氣管道是指運行壓力在10～15 MPa 之間的陸上天然氣管道。根據(jù)專家研究成果，年輸量在10億立方米以上時，采用高壓輸氣可節(jié)省運輸成本。當(dāng)運輸距離為5 000 km、年輸量在15～30億立方米之間時，采用高壓輸氣比傳統(tǒng)運輸方式可節(jié)約運輸成本20%～35%。采用高壓輸氣可減小管徑，通過高鋼級管材的開發(fā)和應(yīng)用可減小鋼管壁厚，進而減輕鋼管的重量，并減少焊接時間，從而降低建設(shè)成本。例如采用管材X100 比采用X65 和X70 節(jié)約費用約30%，節(jié)約管道建設(shè)成本10%～12%。

目前X100 管道鋼管已由日本NKK、新日鐵、住友金屬、歐洲鋼管等公司開發(fā)出來。另外，復(fù)合材料增強管道鋼管正在開發(fā)，即在高鋼級管材外部包敷一層玻璃鋼和合成樹脂。采用這種管材，可進一步提高輸送壓力，降低建設(shè)成本，同時可增加管輸量，增加管道抵抗各種破壞的能力和安全性。當(dāng)管材鋼級超過X120 及X125 時，單純依靠提高鋼級來減少成本已十分困難，必須采用復(fù)合材料增強管道鋼管。X100 及以上管道鋼管目前還未得到商業(yè)應(yīng)用的主要原因是對材料性能、安裝技術(shù)和現(xiàn)場試驗還需進一步驗證和更好的了解。

（2）高壓富氣輸送技術(shù)及斷裂控制

高壓富氣輸送是指在輸送過程中采用高壓使輸送氣體始終保持在臨界點上，保證重組分不呈液態(tài)析出。采用高壓富氣輸送能取得很大的經(jīng)濟效益，但富氣輸送時天然氣的熱值較高，要求管材不但能防止裂紋的啟裂，而且還要具有更高的防止延性裂紋擴展的止裂韌性。以Alliance 管道為代表的高壓富氣輸送是天然氣輸送技術(shù)的重大創(chuàng)新，其斷裂控制是該管道的關(guān)鍵技術(shù)之一。

深入了解高鋼級管道鋼管的斷裂控制是未來以低成本建設(shè)管道的前提。由ECSC、CSM、SNAM 和European 聯(lián)合進行的項目，就是研究大口徑X100管道在15 MPa 的高壓下的斷裂行為。

（3）多相混輸技術(shù) 世紀(jì)70 年代，各發(fā)達(dá)國家相繼投入了大量資金和人力，進行多相流領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)研究，取得了不少成果。目前，這些成果已在上百條長距離混輸管道上得到了應(yīng)用。

近年來，英國、美國、法國及挪威等國相繼建成了不同規(guī)模的試驗環(huán)道，采用多種先進測量儀表和計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在大量高質(zhì)量的試驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進行多相流研究。已有的多相流商業(yè)軟件中，著名的OLGA 軟件可以進行多相流穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)流動模擬。

（4）天然氣水合物（NGH）儲運技術(shù)

據(jù)專家保守估計，世界上天然氣水合物所含天然氣的總資源量約為０.０18億億立方米～０.０21億億立方米，能源總量相當(dāng)于全世界目前已知煤炭、石油和天然氣能源總儲量的兩倍，被認(rèn)為是21 世紀(jì)最理想、最具商業(yè)開發(fā)前景的新能源。天然氣水合物潛在的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟效益，已為世界許多國家所重視。目前，世界范圍內(nèi)正在興起從海底開發(fā)天然氣水合物新能源的熱潮。雖然目前世界上還沒有高效開發(fā)天然氣水合物的技術(shù)，但許多國家已制定了勘探和開發(fā)天然氣水合物的國家計劃。美國1998 年將天然氣水合物作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略能源列入長遠(yuǎn)計劃，準(zhǔn)備在2015 年試開采。日本、加拿大、印度等國都相繼制定了天然氣水合物的研究計劃。

根據(jù)目前國外對天然氣水合物技術(shù)的研究，可以得出幾點共識：一是天然氣水合物在常壓、-15～-5℃的下儲存在隔熱容器中可長時間保持穩(wěn)定；二是對于處理海上油田或陸上邊遠(yuǎn)油田的伴生氣，該技術(shù)的可行性優(yōu)于液化天然氣、甲醇和合成油技術(shù)。該技術(shù)安全且對環(huán)境無污染；三是天然氣水合物技術(shù)的成本比液化天然氣的生產(chǎn)成本約低四分之一；四是采用天然氣水合物技術(shù)可以對天然氣進行長距離運輸。國內(nèi)天然氣管道技術(shù)現(xiàn)狀

西氣東輸代表了目前我國天然氣管道工程的最高水平。西氣東輸管道設(shè)計輸量為120×108m3/a；管道全長3 898.5 km；管徑1 016 mm；設(shè)計壓力10MPa；管道鋼級L485（X70）；全線共設(shè)工藝站場35座，線路閥室137 座，壓氣站10 座。目前我國天然氣管道的技術(shù)水平分析如下：

（1）采用的設(shè)計和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌。

（2）采用衛(wèi)星遙感技術(shù)、GPS 系統(tǒng)，優(yōu)化管道線路走向。

（3）采用國際上通用的TGNET、SPS、AutoCAD等軟件，進行工藝計算、特殊工況模擬分析和設(shè)計出圖。

（4）管材采用高強度、高韌性管道鋼，主要有X52、X60、X65 和X70，國內(nèi)有生產(chǎn)大口徑螺旋縫埋弧焊鋼管和直縫鋼管的能力。

（5）管理自動化、通信多種方式并用。運營管理采用SCADA 系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集、在線檢測、監(jiān)控，進行生產(chǎn)管理和電子商務(wù)貿(mào)易；通信采用微波、衛(wèi)星和租用地方郵網(wǎng)方式，新建管道將與國際接軌，向光纜通信發(fā)展。

（6）管道防腐。管道外防腐層主要采用煤焦油瓷漆、單層環(huán)氧粉末、雙層環(huán)氧粉末、聚乙烯防腐層（二層PE）和環(huán)氧粉末聚乙烯復(fù)合結(jié)構(gòu)（三層PE）。管道內(nèi)涂層主要采用液體環(huán)氧涂料。

（7）天然氣計量。我國早期建設(shè)的管道天然氣計量大都采用孔板計量；而近年新建的幾條輸氣管道采用超聲波流量計。

（8）主要工藝設(shè)備。目前國內(nèi)輸氣管道輸氣站主要工藝閥門大都采用氣動球閥，今后新建管道將以采用氣-液聯(lián)動球閥為主。國內(nèi)在役輸氣管道采用的增壓機組有離心式和往復(fù)式壓縮機，驅(qū)動方式有燃驅(qū)和電驅(qū)；將來我國的長距離輸氣管道主流機型采用離心式，在有電源保證的條件下采用變頻電機驅(qū)動為發(fā)展方向。

（9）管道施工。目前我國的管道建設(shè)引進了國際上通行的HSE 管理技術(shù)，采用了第三方監(jiān)理的機制；管道專業(yè)化施工企業(yè)整體水平達(dá)到國際水平，裝備有先進的施工機具，如：大噸位吊管機、全自動焊機等；掌握了管道大型穿（跨）越工程的施工技術(shù)，如水平定向穿越技術(shù)、盾構(gòu)穿越技術(shù)。

（10）優(yōu)化運行。目前在役輸氣管道利用進口或國產(chǎn)軟件進行在線或離線不同工況模擬，以確定既能滿足供氣需求，又使單位輸氣成本最低的運行操作方案。差距分析

我國大部分輸氣管道建于20 世紀(jì)60～70 年代，與國外發(fā)達(dá)國家和地區(qū)完善的供氣管網(wǎng)相比有很大的差距，管道少、分布不均、未形成全國性管網(wǎng)；管徑小，設(shè)計壓力低，輸量少，不能滿足目前增長的市場需求。

第四篇：汽油發(fā)動機技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

汽油機控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

內(nèi)燃機的發(fā)明，帶動了汽車的發(fā)展，給世人在“行”上帶來極大的便利，使得窨距離縮小，人們的工作速度得以提高。近年來隨著電子技術(shù)的發(fā)展，又使汽車發(fā)動機如虎添翼，成為高新技術(shù)的集成。

一、世界汽油機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

為了適應(yīng)汽車對節(jié)油、環(huán)保、安全的需要，車用汽油機主要朝著更節(jié)油、更環(huán)保的方向發(fā)展，因此歐洲己執(zhí)行歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。以下為國外在汽油機方面主要先進技術(shù)。

1．多氣門技術(shù)：每缸3-5個氣門（大多為4氣門），可提高功率，改善燃燒質(zhì)量，如捷達(dá)王5氣門、豐田8A4氣門等。

2．雙頂置凸輪軸（D.HC）可提高轉(zhuǎn)速、提升可靠性。

3．可變氣門正時（VVT）：根據(jù)不同轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)氣門時，可節(jié)省燃油，改善排放，如本田VTEC、豐田VVT-i等。

4．汽油機增壓：可提高升功率，在排量不變的情況下，可提高功率，如帕薩特1.8T轎車。

5．可變進氣道長度（VIM）：在不同轉(zhuǎn)速下使用不同進氣道長度，保證在任何工況下都有較好的充氣效率，如奧迪A6。

6．停缸技術(shù)：在輸出功率減小時，使一部分氣缸停止工作，可節(jié)省燃油，如通用開拓者EXT 2005款有8個氣缸，需要時可使4個氣缸一停止工作。

7．全鋁發(fā)動機：使用鋁缸體、缸蓋、活塞等，可減小質(zhì)量，節(jié)省燃油，如日本鈴木1.3L、1.4L汽油機。

8．智能驅(qū)動氣門（SVA）：取代傳統(tǒng)凸輪軸，每一個氣門挺桿上有一個獨立的驅(qū)動器，可以減少20%油耗及污染物，如：法國法雷奧公司已設(shè)計出樣機，2009年可大批量投產(chǎn)。9．可變壓縮比汽油機：將傳輸功率與壓縮比控制功能進行整合，壓縮比可變。2005年法國MCE-5公司己開發(fā)出樣機。

10．汽油機直噴（GDI）和稀薄燃燒技術(shù)：將高壓汽油直接噴射到氣缸內(nèi)，周圍為稀薄混合氣，實現(xiàn)分層燃燒，可提高燃料經(jīng)濟性，節(jié)油約20%，如豐田皇．冠3.0L V6汽油機（國產(chǎn)皇冠無GDI技術(shù)）。

11．可控燃燒速率系統(tǒng)（CBR）：兩個進氣道，有一個是切向進氣的，另一個是中性的。噴油器向兩個進氣道噴入等量的燃油。改變進氣口封閉控制閥的位置，可調(diào)節(jié)氣缸內(nèi)空氣渦流強度和混合氣濃度，實現(xiàn)稀薄燃燒；

12．發(fā)動機控制用ECU已達(dá)32位，匹配參數(shù)超過6000個。

二、國內(nèi)汽油機技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展水平

我國早期汽油機大多是引進和測繪仿制產(chǎn)品，如：一汽解放載貨車用CA6102、BJ2020車用BN492Q、南汽輕型貨車用6427等。之后隨著中外合資企業(yè)的建立及技術(shù)引進，我國汽車行業(yè)已生產(chǎn)多種機型，例如：切諾基BJ498Q、BJ698Q（2.5L、4.0L）；桑塔納AEE（1.8L）；帕薩特AWL（1.8L）；北京現(xiàn)代伊蘭特B4GB（1.8L）；天津一汽夏利TJ376Q（LOL）；長安奧拓JL368Q（0.8L）；廣州豐田凱美瑞（豐田2.4L）；廣州本田雅閣（2.0L、2AL、3.0L）；廣州本田飛度（1.3L、1.5L）；東風(fēng)日產(chǎn)（1.6L、1.8L、2.0L）；一汽轎車引進技術(shù)生產(chǎn)的克萊斯勒CA488（2.2L）；沈陽航天三菱引進的三菱4G63、4664（2.0、2.4L）和4669系列汽油機；東安動力引進的三菱4G1（1.3L、1.6L），4G9（1.8L、2.0L）;東風(fēng)悅達(dá)起亞千里馬（1.6L）,以及國內(nèi)沈陽新光、保定長城等企業(yè)生產(chǎn)的491Q（豐田4Y），吉利生產(chǎn)的JL376（LOL）、JL479（1.3、1.50、JL481（1.8L）汽油機等。

在技術(shù)應(yīng)用方面，大多數(shù)引進機型和合資企業(yè)生產(chǎn)的機型都采用一些國外先進技術(shù)。1．天津豐田8A、5A,東風(fēng)本田，北京現(xiàn)代，奇瑞SQR372（0.8L）、SQR481Q（1.6L），神龍公司愛麗舍（1.6L）等都使用多氣門和DOHC技術(shù)。

2．東風(fēng)本田發(fā)動機，天津豐田發(fā)動機有限公司生產(chǎn)的花冠、皇冠汽油機，東風(fēng)日產(chǎn)，北京現(xiàn)代等生產(chǎn)的汽油機型都引進可變氣門技術(shù)（VTEC、VVT-i、CVVT等）。特別是奇瑞公司，在AVL公司幫助下開發(fā)的自主品牌1.6LSQR481H和2.0L SQR484H汽油機使用了VVT可變氣門技術(shù)，吉利也開發(fā)出了帶可變技術(shù)的自主品牌汽油機。

3．汽油機直噴（GDI）發(fā)動機國內(nèi)尚未批量生產(chǎn)，但奇瑞公司在AVL公司幫助下開發(fā)的自主品牌2.0L SQR484J汽油機使用了GDI技術(shù)。

4．全鋁發(fā)動機國內(nèi)產(chǎn)品較多，如長安鈴木雨燕1.3L汽油機、東風(fēng)本田發(fā)動機的產(chǎn)品、上海大眾POLO發(fā)動機等，奇瑞動力1.6L SQR481F（已投產(chǎn)）和SQR481 H及未投產(chǎn)的SQR484J、SQR681 V（2.4L）、SQR684V（3.0L）都是全鋁發(fā)動機。

5．國內(nèi)奇瑞公司已投產(chǎn)的自主品牌SQR481H（1.6L）具有CBR系統(tǒng)，奇瑞公司其他樣機中不少機型也裝有CBR系統(tǒng)。

6．國內(nèi)引進的已投產(chǎn)機型中已有不少機型采用渦輪增壓技術(shù)：如PASSAT 1.8T、寶來1.8T等；華晨金杯在德國FEV公司幫助下開發(fā)的1.8T汽油機，也是增壓機型（配裝中華轎車）。

7．停缸技術(shù)、智能氣門、可變壓縮比等技術(shù)尚未在國內(nèi)生產(chǎn)的汽油機中采用。

8．發(fā)動機電噴管理系統(tǒng)（EMS）國內(nèi)主要有聯(lián)合電子有限公司、北京萬源德爾福發(fā)動機管理系統(tǒng)公司，分別是中方與德國BOSCH公司和中方與美國德爾福公司的合資企業(yè)。同時，還有馬瑞利、電裝和摩托羅拉等企業(yè)生產(chǎn)。

9．汽油機電噴系統(tǒng)中傳感器、電控噴油泵等國內(nèi)己批量生產(chǎn)；汽油機排氣系統(tǒng)中三效催化轉(zhuǎn)化器及陶瓷芯等，國內(nèi)己批量生產(chǎn)，如：大連華克吉來特、天津卡達(dá)克高新技術(shù)公司等生產(chǎn)三效催化轉(zhuǎn)化器；在蘇州的日本獨資企業(yè)NGK（蘇州）環(huán)保陶瓷有限公司生產(chǎn)國Ⅲ、國Ⅳ汽油機用三效催化轉(zhuǎn)化器陶瓷芯等。

三、汽車產(chǎn)量持續(xù)增加引發(fā)系列問題

全球汽車總保有量將從目前的約8億輛增加到2020年的12億輛，21世紀(jì)中葉，將達(dá)38億輛，其中，發(fā)展中國家汽車保有量將增長15倍以上。目前全球每年新生產(chǎn)的各種汽車約6400萬輛，按平均每輛車年消耗10到15桶石油及石油制品計算，汽車的石油消耗量每年達(dá)85至127億桶，約占世界石油產(chǎn)量的一半。石油資源的開采每年達(dá)幾十億噸，經(jīng)過長期的現(xiàn)代化大規(guī)模開采，石油資源日漸枯竭，按科學(xué)家預(yù)測，地球上的石油資源如果按目前的開采水平，僅僅可以維持60到100年左右。2007年我國進口石油1.9億噸，預(yù)計到2020年前后我國的石油進口量有可能超過日本，成為亞太地區(qū)第一大石油進口國。國務(wù)院發(fā)展研究中心預(yù)測，預(yù)計到2010年和2020年，我國汽車消耗石油為1.38億噸和2.56億噸，約占全國石油總消耗量的43%和67％。因此能源危機是我們必需面對的重要問題。

汽車擁有量的增長帶來了許多問題，如健康威脅、環(huán)境污染、氣候變化、能源短缺和交通擁擠等。目前空氣污染在城區(qū)已經(jīng)成為非常嚴(yán)重的問題，汽車的有害物排放對人類的生存環(huán)境形成了一種公害性的破壞，據(jù)資料顯示，市區(qū)的大氣污染物60%來自于汽車尾氣。全球變暖、氣候變化正在吸引人們更大的注意力，與之相對應(yīng)的二氧化碳排放將成為汽車制造商要解決的主要問題。2010年左右，發(fā)展中國家能源的供需平衡問題將會導(dǎo)致世界石油價格的波動，在保證環(huán)保的同時，使用替代能源的汽車將成為汽車制造商開發(fā)的重點。2008年，歐盟要求轎車CO2排放達(dá)到140克/公里，對于汽油車，對應(yīng)油耗將達(dá)到6升/100公里以下；2012年，CO2排放要求達(dá)到120克/公里。因此，降低油耗、降低排放將是汽車行業(yè)目前急需解決的問題。

四、汽油機技術(shù)的發(fā)展趨勢

由于汽油機的燃油經(jīng)濟性比柴油機差，所以降低汽油機的能耗已經(jīng)成為汽車界當(dāng)前必須要解決的一個問題。具有理論空燃比的均質(zhì)混合氣的燃燒理論在火花點火發(fā)動機上被廣泛使用，它的最大優(yōu)點是可以實用三效催化器來降低CO、HC和NOx等廢氣的排放。不足之處是不能獲得較高的燃油經(jīng)濟性，為了提高發(fā)動機的熱效率和降低廢氣排放，燃燒技術(shù)在不斷地發(fā)展。汽油機經(jīng)歷了由完全機械控制的化油器供油為主到采用電控噴射、缸內(nèi)直噴、電輔助增壓和電動氣門、可變壓縮比、停缸等技術(shù)的變化，汽油機發(fā)展的最終方案將采用綜合汽油機和柴油機優(yōu)點的燃燒控制技術(shù)。

目前最有代表性的三大汽油機技術(shù)是：

a.汽油直噴技術(shù)。開發(fā)車用具有汽油機優(yōu)點同時具有柴油機部分負(fù)荷高燃油經(jīng)濟性優(yōu)點的發(fā)動機是主要的研究目標(biāo)。汽油缸內(nèi)直噴是提高汽油機燃油經(jīng)濟性的重要手段，近些年來，以缸內(nèi)直噴汽油機(Gasoliine Direct Injection, GDI)為代表的新型混合氣形成模式的研究和應(yīng)用，極大地提高了汽油機的燃油經(jīng)濟性。以日本為代表的非均質(zhì)直噴技術(shù)面臨燃燒穩(wěn)定性和后處理等問題，同時以歐洲為代表的均質(zhì)直噴技術(shù)正在興起。

b.電動氣門與無凸輪發(fā)動機。發(fā)動機可變氣門正時技術(shù)(Variable Valve Timing, VVT)是針對在常規(guī)車用發(fā)動機中,因氣門定時固定不變而導(dǎo)致發(fā)動機某些重要性能在整個運行范圍內(nèi)不能很好的滿足需要而提出的。VVT技術(shù)在發(fā)動機運行工況范圍內(nèi)提供最佳的配氣正時，較好地解決了高轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速，大負(fù)荷與小負(fù)荷下動力性與經(jīng)濟性的矛盾，同時在一定程度在一定程度上改善了排放性能。隨著環(huán)境保護和人類可持續(xù)發(fā)展的要求，低能耗和低污染已成為汽車發(fā)動機的發(fā)展目標(biāo)。VVT技術(shù)由于自身的優(yōu)點，日益受到人們重視，尤其是當(dāng)今電子技術(shù)的飛速發(fā)展，促進了VVT技術(shù)從研究階段向?qū)嵱秒A段發(fā)展。電動氣門具有與電控噴射同等重要的意義，它將給發(fā)動機空氣系統(tǒng)控制和循環(huán)過程管理帶來一系列技術(shù)變革，如取消節(jié)氣門、可變壓縮比、部分停缸等。

c.燃燒方式的混合。傳統(tǒng)的火花點火發(fā)動機的燃燒過程在火焰?zhèn)鞑ブ?，火焰前鋒的溫度比未燃混合氣高很多。所以這種燃燒過程雖然混合氣時均勻的，但是溫度分布仍是不均勻，局部的高溫會導(dǎo)致在火焰經(jīng)過的區(qū)域形成NOx。柴油機的燃燒過程是擴散型的，燃燒過程中燃燒速率由混合速率決定，點火在許多點發(fā)生，這種類型的燃燒過程混合和燃燒都是不均勻的，NOx在燃燒較稀的高溫區(qū)產(chǎn)生，固體微粒在燃料較濃的高溫區(qū)產(chǎn)生。在均質(zhì)充量壓縮點燃(Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI)過程中，理論上是均勻的混合氣和殘余氣體，在整個混合氣體中由壓縮點燃，燃燒是自發(fā)的、均勻的并且沒有火焰?zhèn)鞑?，這樣可以阻止NOx和微粒的形成。這種汽油機均質(zhì)與柴油機壓燃混合的燃燒方式，以燃料技術(shù)和控制技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合汽油機和柴油機兩種燃燒方式優(yōu)點的均質(zhì)壓燃HCCI內(nèi)燃機技術(shù)正在興起。

汽車產(chǎn)量持續(xù)的發(fā)展面臨著許多問題，降低燃油消耗量和二氧化碳排放將成為汽車制造商要解決的主要問題。隨著汽油機電子控制系統(tǒng)性能的提高，相信在不久我們將使用上更節(jié)能、更高性能的汽車。

第五篇：大慶油田鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

大慶油田鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

云海濤1 , 郭光奇

2（1．大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院 ； 2．大慶石油管理局鉆井二公司）

摘要大慶油田經(jīng)過四十多年的勘探開發(fā)，鉆井技術(shù)得到了長足的發(fā)展，特別是進入90年代后，圍繞“兩提高、兩降低、一保護”的指導(dǎo)思想，從鉆井工具、鉆井設(shè)備、鉆井工藝到設(shè)計軟件等都有了較大的進步，基本形成了大慶油田的鉆井核心技術(shù)。國際大石油公司為了提高整體經(jīng)濟效益，也在大力發(fā)展水平井、大位移井、欠平衡鉆井等高、精、尖鉆井技術(shù)。隨著大慶油田日趨復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和勘探開發(fā)的進一步深入，鉆井技術(shù)仍然存在某些不適應(yīng)之處。本文根據(jù)油田勘探開發(fā)的要求提出了大慶油田鉆井技術(shù)發(fā)展方向。

主題詞鉆井技術(shù) ；現(xiàn)狀 ；發(fā)展方向

1大慶油田鉆井技術(shù)現(xiàn)狀

“九五”期間，鉆井系統(tǒng)廣大科技人員，堅持以提高經(jīng)濟效益為目標(biāo)，以科技進步和人才培養(yǎng)為先導(dǎo)，加大改革力度，瞄準(zhǔn)國內(nèi)外先進技術(shù)，開拓國內(nèi)外市場，進一步完善和發(fā)展了鉆井技術(shù)，基本形成了以八項配套技術(shù)為核心的“九五”鉆井核心技術(shù)，即:

（1）以開發(fā)剩余油為目的的中曲率半徑5／2″套管內(nèi)側(cè)鉆水平井鉆井完井配套校術(shù)；

（2）以提高固井質(zhì)量為主的調(diào)整井鉆井完井配套技術(shù)；

（3）以降低成本為主的開發(fā)葡萄花油層小井眼鉆井完井配套技術(shù)；

（4）以外圍油氣層保護技術(shù)為主的低滲油氣田鉆井完井配套技術(shù)；

（5）以提高鉆井速度和勘探效益為主的深井鉆井完井配套技術(shù)；

（6）初步形成了以開發(fā)裂縫泥巖油藏為主的裂縫性泥巖水平井鉆井完井配套技術(shù)；

（7）初步形成了以保護深部氣層為主的探井欠平衡鉆井完井配套技術(shù)；

（8）初步形成了地?zé)峋@井完井配套技術(shù)；

與“八五”末相比，鉆井系統(tǒng)的技術(shù)實力和市場競爭能力都有了很大程度的提高，鉆井整體技術(shù)達(dá)到國內(nèi)先進，接近90年代中期國際先進水平，部分技術(shù)已達(dá)到90年代末國際先進水平。12國外鉆井技術(shù)主要發(fā)展現(xiàn)狀

研究和發(fā)展先進適用的鉆井技術(shù)是國外大石油公司降低勘探開發(fā)成本的重要切入點，其鉆井技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)有兩個：一是降低鉆井的直接成本；二是提高勘探開發(fā)的整體效益。

2.1水平井技術(shù)

水平井鉆井技術(shù)從80年代初開始研究與發(fā)展，90年代開始大規(guī)模應(yīng)用，目前已作為常規(guī)鉆井技術(shù)應(yīng)用于幾乎所有類型的油藏。水平井鉆井成本已降至為直井的1.2～1.5倍。水平井產(chǎn)量是直井的4～8倍。多分支井效率比（產(chǎn)量增加指數(shù)與成本增加指數(shù)之比）更高。

2.2大位移井技術(shù)

20年代美國開始發(fā)展大位移井，90年代該技術(shù)得到迅速發(fā)展。大位移井技術(shù)主要用于以較少的平臺開

作者簡介： 云海濤（1968-），男，工程師，現(xiàn)從事鉆井工程設(shè)計及研究工作。

發(fā)海上油氣田和從陸上開發(fā)近海油氣田，目前主要用在北海、英國Watchfarm油田和美國加州近海。1997年6月在中國南海東部鉆成的西江24一3—A14井水平位移是8 060.7 m。

2.3小井眼鉆井技術(shù)

80年代中期，國外許多公司迫于成本壓力又開始研究和發(fā)展小井眼鉆井技術(shù)，研究和開發(fā)了適用于小井眼鉆井的鉆機、取心工具、鉆頭、鉆井液及固控、井涌監(jiān)測與控制、測井和完井等技術(shù)。小井眼鉆井技術(shù)已比較成熟，工具設(shè)備配套齊全，目前已有可用于76.2 mm井眼的鉆井工具，以及多種連續(xù)取心鉆機和混合型鉆機。

2.4欠平衡鉆井技術(shù)

近些年來，隨著鉆井新裝備的不斷涌現(xiàn)，已應(yīng)用近四十年的欠平衡鉆井技術(shù)再次受到人們的高度重視，而且正逐步走向成熟。連續(xù)油管欠平衡鉆井技術(shù)是欠平衡鉆井發(fā)展的一個重要方向。目前普遍采用的欠平衡鉆井還不能說成是完全欠平衡鉆井，因為在起下鉆和完井等作業(yè)中都需要有短時間的壓井過程，未來的發(fā)展方向必須是不壓井起下鉆和完井施工，美國和加拿大已用連續(xù)油管鉆機實現(xiàn)了不壓井起下鉆和裸眼完井。

2.5自動化（閉環(huán)）鉆井技術(shù)

自動化（閉環(huán)）鉆井技術(shù)是指在全部鉆井過程中，依靠傳感器測量參數(shù)，依靠計算機采集數(shù)據(jù)，并進行解釋和發(fā)出指令，最后由自動設(shè)備去執(zhí)行，變成一種無人操作的自動控制系統(tǒng)。這種技術(shù)的主要優(yōu)點是能節(jié)約時間、減少體力勞動，既可嚴(yán)格按預(yù)定軌道鉆進，也可完全根據(jù)地下情況調(diào)整鉆井方案。

2.6套管鉆井工藝技術(shù)

套管鉆井工藝的基本特點是取消了常規(guī)鉆桿，以套管代替鉆桿。套管由頂部驅(qū)動裝置帶動旋轉(zhuǎn)，由套管傳遞扭矩，帶動安裝在套管端部工具組上的鉆頭旋轉(zhuǎn)并鉆進。該技術(shù)已應(yīng)用20多口井，降低成本20％～ 30％，套管鉆井技術(shù)已顯示出強大的發(fā)展勢頭。

2.7鉆井工具和測量技術(shù)

國外鉆頭設(shè)計和制造技術(shù)已很成熟，有適合于各類井下條件和地層的鉆頭，包括PDC鉆頭、熱穩(wěn)定PDC鉆頭、超硬激光鍍層牙輪鉆頭、聚晶金剛石軸承牙輪鉆頭等。而且鉆頭的適應(yīng)性強，應(yīng)用范圍廣泛，能根據(jù)具體的作業(yè)（如水平井、小井眼）和地層進行靈活的設(shè)計。

隨鉆測量／隨鉆測井（MWD／LWD）技術(shù)發(fā)展迅速，已成為地質(zhì)導(dǎo)向鉆井的核心。已研制了適用于各種井眼尺寸的MWD／LWD工具。其測量參數(shù)已逐步增加到近20種鉆井和地層參數(shù)，傳感器從原來離鉆頭12～20m的距離移到離鉆頭只l～2 m的距離。1992年底，Anadrill和Schlumberger公司推出了IDEAL綜合鉆井評價和測井系統(tǒng)，其它各大石油技術(shù)服務(wù)公司也紛紛推出了新的隨鉆測井系統(tǒng)用于地質(zhì)導(dǎo)向鉆井。3大慶油田鉆井技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié)

盡管近年來在鉆井技術(shù)發(fā)展上取得很大的成績和進步，但面對油田日趨復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和滿足勘探開發(fā)的要求，鉆井技術(shù)仍然存在某些薄弱環(huán)節(jié)和不適應(yīng)之處。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1在固井質(zhì)量方面

（1）調(diào)整井高壓層（壓力系數(shù)1.70以上）特別是層間矛盾較大的井筒固井質(zhì)量難以保證，真正影響二次聲變檢測膠結(jié)質(zhì)量差的原因和對策還不明確，致使二聲界檢測的膠結(jié)質(zhì)量始終不高。

（2）探井特別是外圍探井（如海拉爾油田）的固井質(zhì)量還不高，仍有不合格井存在，而深井固井質(zhì)量在配套水平上和針對性強化技術(shù)措施上尚需加強。

3.2在提高鉆井速度方面

由于深部地層硬，溫度高，機械鉆速慢，因工具的不適應(yīng)造成鉆井井下事故較多，調(diào)整井和開發(fā)井在PDC或刮刀PDC鉆頭的研制與應(yīng)用方面仍需加強。

3.3在特殊工藝井方面

雖然已經(jīng)開展了水平井、側(cè)鉆水平井、欠平衡鉆井技術(shù)研究，各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國內(nèi)先進水平，形成了配套技術(shù)，但這些指標(biāo)和配套技術(shù)都是在研究階段形成的，還沒有形成規(guī)模。有些特殊井如老井重鉆、小井眼探井、分支井尚未開展。

3.4在深層儲層保護方面

只開展了砂巖儲層的研究與試驗，其它類型的儲層損害機理尚未研究，保護鉆井液體系有待于進一步完善。

4“十五”后三年應(yīng)開展的鉆井技術(shù)研究

4.1鉆井技術(shù)發(fā)展的原則

（1）緊密結(jié)合油田實際，解決不適應(yīng)油田勘探開發(fā)要求的鉆井技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)。

（2）堅持以效益為中心，研究和發(fā)展有利于提高鉆井系統(tǒng)國內(nèi)外市場競爭能力的核心技術(shù)。

（3）了解國外鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢，針對性地跟蹤或研究起主導(dǎo)作用的核心技術(shù)，為鉆井系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)儲備。

4.2應(yīng)開展的高新鉆井技術(shù)研究

（1）地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)

地質(zhì)導(dǎo)向鉆井與井眼軌跡控制是鉆井技術(shù)發(fā)展的前沿課題，國內(nèi)外已經(jīng)研究并產(chǎn)業(yè)化，它包括用特殊的儀器和設(shè)備對直井和特殊工藝井的井眼軌跡進行監(jiān)測和控制，根據(jù)隨鉆測得的地層參數(shù)調(diào)整鉆具特性使井眼軌跡按設(shè)計的方向延伸。

（2）連續(xù)管鉆井技術(shù)

連續(xù)管鉆井作業(yè)具有節(jié)約成本簡單省時安全可靠等優(yōu)點，目前已廣泛應(yīng)用于油田修井、鉆井、完井作業(yè)等。鉆井作業(yè)主要用于小井眼鉆井、老井側(cè)鉆、老井加深?？晒?jié)省費用50～70％。

（3）套管鉆井技術(shù)

套管鉆井系統(tǒng)可節(jié)約鉆井成本15～30％。

（4）針對俄羅斯油田開發(fā)特點的鉆井技術(shù)研究

4.3為滿足油田勘探開發(fā)需要應(yīng)攻關(guān)與完善的鉆井技術(shù)

（1）分支井水平井鉆井完井技術(shù)

研究形成具有2～4個分支井筒的鉆井技術(shù)，包括：井眼軌跡整體設(shè)計；完井系統(tǒng)研制和施工工藝技術(shù)；強攜屑能力鉆井液研究；固井完井技術(shù)。

（2）欠平衡鉆井技術(shù)研究

欠平衡鉆井技術(shù)將是今后一個時期鉆井技術(shù)發(fā)展的重點，2000年實施的宋深101井已見到初步效果，但欠平衡鉆井技術(shù)不是適應(yīng)于所有地層，必須針對不同的地層進行研究，而且欠平衡鉆井技術(shù)的本身也處于發(fā)展完善階段。

（3）老井加深鉆井完井技術(shù)

主要在老井眼基礎(chǔ)上用小井眼鉆井加深鉆井，降低勘探成本。現(xiàn)在大慶油田存在很多已探明的扶楊油田，而未鉆穿侏羅系的探井，有的已轉(zhuǎn)為開發(fā)井。在這些井上加深，進一步探明深部儲層情況將降低勘探開發(fā)成本。

4.4應(yīng)進一步推廣和完善已形成的鉆井完井核心技術(shù)

（1）水平井、側(cè)鉆水平井鉆井完井配套技術(shù)

主要內(nèi)容：井眼軌跡預(yù)測和控制技術(shù)；小環(huán)隙固井技術(shù)；鉆具防卡技術(shù)；鉆井液技術(shù)。

（2）調(diào)整井固井完井配套技術(shù)

主要內(nèi)容：降壓泄壓技術(shù)；地層壓力預(yù)測技術(shù)；配套技術(shù)措施（DSK、封隔器等）；固井施工技術(shù)。

（3）深井鉆井完井配套技術(shù)

主要內(nèi)容：鉆頭選型；水泥漿外加劑系列；固井施工技術(shù)；優(yōu)選參數(shù)鉆井技術(shù)；鉆井液技術(shù)。

隨著油田勘探開發(fā)工作的深入，對鉆井技術(shù)提出了更高的要求，鉆井技術(shù)的發(fā)展應(yīng)以提高整體經(jīng)濟效益為目標(biāo)，努力滿足勘探開發(fā)需要，解決油田勘探開發(fā)中急需解決的技術(shù)難題，加快技術(shù)創(chuàng)新，為油田可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。

編輯: 汪玉華張顯忠(兼)