石油钻探领域的5大创新

石油钻井工很快就注意到靠近海岸的油井产量通常最多石油．很明显，找到这种方法是有利可图的精油从海底下。早在19世纪80年代，钻井工人就在码头上架设了钻井平台。但直到1947年，一家石油公司才在远离陆地的地方建造了第一口真正的油井。

从那时起，在美国围绕谁有权租用近海地区进行钻探的长期政治争论之后，近海石油钻探行业开始蓬勃发展。推动海上钻井发展的技术之一是遥控汽车,或器军方已经在用它来打捞水下丢失的设备。由于在深水中潜水是危险的，石油工业在20世纪70年代采用了rov进行钻探。

ROV是一种机器人设备，操作者可以通过水面上的钻机控制水下作业。有些类型的ROV可以实现不同的功能，如水下接头和深水安装，深度可达10,000英尺(3,048米)。

发展于20世纪40年代水力压裂在……方面变得越来越重要石油钻探．它在“致密”油藏——在那里含油岩石毛孔不要太大。这意味着从岩石中流出的石油是很弱的，在岩石上钻一口简单的井并不能取出很多石油。

为了帮助增产并将困油驱出，钻井人员采用了水力压裂技术。在这个过程中，他们将含有化学物质的水注入井中，并以足够的压力在岩层中形成裂缝——裂缝可以延伸数百英尺长。为了防止裂缝再次闭合，钻井人员下了一个支撑剂它是一种液体、沙子和颗粒的混合物。这些裂缝使得石油可以更自由地从岩石中流出。

根据美国石油学会的数据，仅在美国，水力压裂法就帮助从地下额外抽取了70亿桶石油。

一开始，想找个好地方挖石油只要找到它浮到水面的地方就行了但是，由于油藏可以深埋在地下，从表面上看并不总是很明显。而且，由于安装钻机和挖深井的成本很高，公司不愿意在无生产力的地方浪费时间和金钱。最终，地质学家们被请来，通过研究地表岩层、磁场甚至重力的微小变化，来找出石油可能存在的地方。

这是最重要的创新石油勘探是三维地震成像。这是基于声音在不同材料中以略微不同的方式反射和传播的想法。在这个过程中，像振动车这样的能量源会将声波送入地下深处。一种被称为地震检波器的特殊设备被放置在地面上，它接收反弹回来的声音，并将信息发送给记录车。

工程师和地球物理学家研究记录的声波(以曲线的形式)来解释在那个位置有什么样的岩层。通过这种方式，他们可以构建表面下的三维图像(4-D成像也可以解释时间的流逝)。尽管这种先进的技术有助于减少钻孔数量，提高油井产量，但它并非万无一失:如果工程师能在一半的时间内准确预测油藏的位置，那就太幸运了。

正如我们刚刚看到的，即使有了当今先进的地震成像技术，钻井公司也很难准确地知道他们在挖油井时会遇到什么。直到20世纪80年代，人们还很难知道在挖洞时钻头的工作细节。这个挑战被克服了measurement-while-drilling（随钻测量)技术。

MWD可以让作业者获得钻井状态的实时信息，并能够引导井向其他方向移动。它涉及的信息，如伽马射线，温度和压力，以及密度和岩层的磁共振。它有无数的功能。它可以帮助作业者提高钻井效率，同时防止井喷和工具故障。它还有助于运营商表明，他们没有在未经授权的地区钻探。

最令人惊讶的可能是这些信息是如何被传输到地表的。由于在井中从地面到钻头串一根电线或电缆是不实际的，MWD依赖于mud脉冲遥测．泥浆被送入井中，将碎屑(通过井的外柱)带回井中，这提供了一个方便的声波通道，将泥浆脉冲以二进制编码发送到地面，然后在地面解码。

之前提到的MWD的优点之一是，它可以帮助作业者引导钻头向不同方向移动。在钻井历史上，钻头的定向能力一直是最重要的进步之一石油钻探．

由于许多油藏水平分布，直井可能无法提取足够的油石油有效地。一个水平井一开始是垂直钻深，但随后改变方向(在所谓的开球点)，然后遇到水库(在入口点)，并水平地贯穿其中。但水平井钻井的优势不仅仅是提高油井产能。它还允许在环境敏感和受保护的土地上安全地挖井。

尽管第一口水平井是在1929年钻的，但成本很高，而且水力压裂技术的发展很快就提高了直井的产能。然而，在20世纪80年代，MWD和导向马达组件等技术的进步使水平钻井成为更可行的选择。