激光钻井，“没有什么可以阻挡”.docx

激光钻井，“没有什么可以阻挡”.docx激光钻井,“没有什么可以阻挡” 石油天然气勘探开发的钻井,最直白的解释就是从地表向下挖掘一个筒形的通道。最早的钻井是用乘汲取地下水的。在人类的发展史上,钻井大致经历了挖掘井技术、顿钻井技术和旋转井技术3三个发展阶段。在前两个技术阶段中,我国均处在发展的最前列,我国已经发现的公元前1500年前后的甲骨文中就已经有了“井”字,春秋战国时期的井的深度已经达到50多米。到北宋的庆历年间(公元1041~1048年),我国古代钻井技术取得了划时代的突破,出现了顿钻技术,井深达到了130米左右,钻井井筒直径仅有碗口大小。利用这项技术,到明清时期,我国四川钻凿油气井的技术应用就相当普遍了,井深大约都在1000米左右。公元11世纪,我国顿钻技术传入西方,西方对设备和工艺进行了改进和更新。近代油气勘探开发传统的钻井已经有100多年的历史,主要采用的是旋转钻井技术,通过金属钻头、钻具冲击、切割岩石,促使岩屑剥离,并通过钻井液将岩屑带出井口。遇到坚硬的砂岩层,甚至采用化学手段(如爆破),对周围生态环境、地质结构产生一定影响。1990年,根据美国气体研究所(GRI)的数据统计,一口井的钻井周期中,48%时间钻进,27%时间换钻具、下套管,25%时间用来测井,且行成数据。从钻井周期各阶段钻井耗时分布情况来分析,缩减钻井成本的主要途径是加大钻井速度,减少排渣、搬装钻具、安装护套等。激光钻井正符合上述需求,是传统钻井方式最有潜力的替代者。激光钻井技术的优势1990年始,美国开始把部分冷战技术民用化,科学家们努力把激光应用到钻井实践中。从理论上讲,激光钻井是一个能量传递过程,岩石吸收能量后,使其局部发生物理和化学变化。激光器是一种电磁相干辐射的能源,将不同种类的能量(电能、化学能、热能等)转换为光能。激光辐射称为单色辐射,激光辐射的波长决定于激光器的放射性介质,,跨越光谱的紫外光、可见光、红外光和亚毫米的波段。激光器把能量转换成光子,光子经过聚焦成为强光束,传递给岩石,岩石导热性差,局部形成高温,使其层层剥离、熔融、气化。促使岩石局部高温和破坏源于吸收激光传递的能量,岩石导热性差,局部高温,发生了物理和化学变化。对于激光钻岩石,红外辐射比可见辐射更有吸引力,不仅因为红外高能激光先进性,而且与岩石的特性有关。激光钻井相对于传统机械钻井优点如下:(1)占地小,井场作业面小,方便移动;(2)可以钻坚硬岩石如砂岩,复合金属材料如钢筋混凝土,可以在复杂环境中作业,如海上钻井,湖泊内等水域的钻井等;(3)钻井效率高,显著提高钻进速度。用美军MIRACL激光器所作的评价激光器钻进实验表明,,而经凹画镜改变MIRACL激光器光的方向沿水平方向钻进,。(4)远程控制效果好,导向性强,提高了井控、射孔、侧钻、水平钻井能力;(5)激光与周围岩石相互作用,可以产生热量,在井壁形成陶瓷状固体,节省套管,降低成本,提高效率;振动小,有利于保护井壁地质结构,井壁表面颗粒间隙变小,改善渗透性,提高井性能;(6)排渣少,不采用化学方法(如爆破)有利于生态环境保护,减少对周围居民生产生活影响;(7)可以促进井下钻井机械,激光钻头,激光射孔技术的发展。总之,激光钻井技术可降低油气探井的成本,减少污染,使钻井技术发生革命性变化,实验证明