钻井领域有哪些技术？
1.石油钻机
石油钻机是一套复杂的大型成套设备，制造难度大，成套范围广。用于海上钻井的石油钻机还应该能够承受恶劣的自然条件，例如海水腐蚀和海浪侵蚀。目前，美国是制造石油钻机成套设备最强大的国家。
随着交流变频调速技术的快速发展，交流变频电驱动钻机(AC-GTO-AC石油钻机)正在取代现有的可控硅DC驱动钻机，成为海洋石油钻机发展的换代产品。在工作性能上，交流变频电驱动钻机实现了无级变速、恒功率、宽调速，简化了钻机的机械结构，提高了钻机的提升能力和事故处理能力。在可操作性方面，交流电机体积小，单机容量大，易于实现钻机外部变化的自动化、智能化和自适应控制，易于操作和管理；在安全性方面，交流变频技术本身对电机有安全保护功能，安装拆卸方便，移动方便灵活，安全性高。目前，世界各大钻机制造商都研制了交流变频电驱动的大功率石油钻机，装备在钻井深度10668米(35000英尺)以上(工作水深大于2438米，即8000英尺)的半潜式钻井平台或钻井浮船上。
此外，新型液压油钻机也在不断推广使用。新型液压钻机是挪威海事液压公司于1996研制的一种新型钻机。钻机作为一种举升机械，取消了绞车、井架、游车等常规设备，用举升液压缸代替了绞车，还替换了庞大的浮式钻井钻柱运动补偿器，从而大大降低了钻机的质量和制造成本(据报道成本可降低30%)。此外，钻机可与计算机相结合，实现钻孔和钻具提升作业的机械化和自动化，操作人员数量明显减少。
目前，激光石油钻机仍处于研发阶段。激光钻井技术具有许多无可比拟的优势，如降低成本、提高机械钻速、改善井控、减少钻井时间、钻头磨损和起下钻时间、精确控制钻井、在井眼周围形成坚硬的玻璃化表皮、最小化或消除同心套管。据悉，GRI与科罗拉多矿业学院、麻省理工学院、莱克伍德公司、菲利普斯公司以及美国空军和陆军合作，共同开展了激光钻机的研究，计划在21世纪使用激光钻孔。
随着石油钻机的不断发展，作为石油钻机关键设备的钻井绞车、转盘、顶驱和钻井泵也得到了快速发展。
2.辘轳
为了满足海洋石油钻井开采向深水推进的需要，钻井绞车的提升能力和钻井能力也在不断提高。
3.转盘和顶驱
转盘和顶驱是钻井设备旋转系统中的两个互补装置，它们在实践中逐渐完善，功能不断增强。
4.钻井泵
对于海上钻井，尤其是深海钻井，钻井泵是钻井液设备中的关键设备。265438+20世纪初，国民-油井公司成功研制出新一代钻井泵——Hex钻井泵，代表了未来钻井泵的发展趋势。该钻井泵配有两台交流变频驱动电机和六个缸套，与传统钻井泵相比，具有输出流量稳定、超高压、超大流量、体积小等优点。此外，在钻井泵的泵体、液压缸、活塞等部件中使用高强度钢和耐磨陶瓷，可以显著降低泵的体积和质量，延长泵的使用寿命，这将成为未来钻井泵的另一个发展方向。
5.5的新技术。PDC钻头
对于PDC钻头来说，现在需要的是能够钻进更深、更硬、更不正常的地下环境，这必然对现代钻井技术提出了更高的要求。这些钻头包括自磨PDC钻头都具有超强的耐磨性，可以很好的延缓钻头的磨损，同时轻型钻头可以钻更深更硬的地层。此外，还有耐高温的PDC钻头。
6.井控设备
钻井用井下控制装置需要满足海上钻井的需要。如有必要，可以在不取出钻杆的情况下关闭正在钻井。需要满足不断增加的工作压力，降低质量，缩小尺寸；还需要适用于新的欠平衡钻井的井控设备。
二、钻井技术
1.油气井力学和过程控制。
(1)正在向信息化、智能化方向发展。
地下智能钻井系统的最终发展目标是“地下钻井机器人”。这种地下钻探机器人不同于普通机器人，它必须能够在极其复杂的地质环境和非常恶劣的工作条件下有效工作。它必须能够准确地探测前方和周围的地质环境以及自身的状态，进而做出正确的分析和决策，并能自动适应工作环境，沿着“预定路线”或要求奔向“地下目标”，圆满完成人类赋予它的在现场勘探和开采地下资源的神圣任务。这种地下钻孔机器人是自动钻孔的核心，将是各种高新技术和新产品进一步研发及其小型化集成的结果，代表了未来钻掘技术的发展趋势，有望在21世纪上半叶实现并达到理想的成熟度。
(2)向多学科紧密结合的方向发展，提高勘探发现率，提高油井产量和采收率。
以近年来发展迅速、技术先进的水平井为例，水平井的设计方案和框图在10月份得到了美国石油工程协会、地质学家协会、地球物理学家协会和测井分析师协会的同意，设计内容由地质、钻井、产油层和成本核算四个部分合作完成。应用水平井技术勘探开发一体化油气田是20世纪90年代水平井应用和发展的主要趋势之一，它不仅能显著增加石油产量，而且能有效提高石油采收率。
(3)向有效勘探开发特殊油气藏方向发展。
特殊油藏包括低渗透油藏、断块油藏、稠油油藏、高含水油藏和薄油层。以低渗透油气藏为例:我国已探明储量中，低渗透油气藏占总探明储量的25%，近3-4年新增探明储量中约60%为低渗透油气藏。其低孔隙度和低渗透率使得勘探和发现极其困难，储层损害问题贯穿于钻井、完井和测试的全过程。因此，研究和发展储层损害机理和评价方法、钻井液化学和储层保护技术、欠平衡钻井在最大限度发现和保护储层全过程中的优化设计和适应性，是有效勘探和开发特殊油气藏的钻井工程核心问题。
2.复杂油气多相流和高压水射流
(1)对复杂油气水多相流的本质理解更加深入，模型研究更加科学，更加贴近实际。
近年来，国内外对多相流基础理论的研究内容主要涉及多相流流型、流型图、压降、截面含气率、截面含液率、特殊管件中的多相流、液体蒸汽、蒸汽注入和数值计算等。，理论研究发展迅速。为了掌握水平井油气两相流的流动特性，包括沿井长压降、持液率和流体从油藏中流出等，研究人员进行了一系列的实验和理论研究，并提出了计算模型。例如，为了研究倾斜管内油水两相流的不稳定性，提出了瞬态双流体模型来模拟管内段塞流的流动状况；通过对孔隙波、湍流和平均空隙率的测量和信号分析，得到了流型转换机理的特征和规律。由于多相流体在环空中不同层段的流型不同，流体静压力、摩擦压降和加速压力的计算非常麻烦。这些不同的流型和不同的井段需要不同的计算模型。美国Moore公司开发了一套多相流体力学软件来计算这种复杂的多相流，使得模型研究更加科学，更加贴近实际。
(2)复杂井筒中多相流的理论研究发挥着越来越重要的作用。
复杂井筒多相流动的理论研究将指导水平井段设计和产能预测，实时监测欠平衡钻井中的复杂流动，编制智能软件系统，帮助钻井人员监测和控制流动参数，科学优化生产系统设计。相信随着科学技术的不断发展和对多相流本质认识的不断深入，在不久的将来，多相流知识将被用于推动石油工程相关理论和技术的发展。
(3)高压和超高压喷射钻井和增产应用越来越广泛。
随着高压水射流理论、技术和装备的发展和进步，新型射流将不断出现，对高压和超高压射流湍流动力学和流动规律的研究和认识将不断深化，应用范围和领域将不断扩大。在石油工程中，高压和超高压射流技术不仅将用于辅助破岩钻井以进一步提高钻井速度，还将用于油气井增产，如水力深穿透射孔、定向射流辅助压裂、径向水平微孔开采等。同时，高压水射流技术越来越广泛地应用于煤炭、化工、冶金、建筑、机械、军工等十多个工业领域，如水力采煤、切割钻孔、清洗除垢等。