2011年，旋转导向钻井工具技术、套管钻井技术和多级水力压裂技术的重大进展推动了整个石油天然气勘探开发业的发展。

　　其中，深水作业仍是海洋开发的焦点。尽管经济复苏缓慢，但巴西和美国墨西哥湾的海洋勘探开发业已出现多种新的海洋石油支持船，并且应用于2012年初海洋勘探活动的投资也在不断上升。

　　对于陆地油气勘探市场，页岩气还停留在专业术语的阶段，有待于更多的新研究与发展。水平钻井技术和水力压裂技术已走在页岩勘探成功的最前沿，这是由于应用到页岩开发流程中的工具和系统一直在不断地改进，应对新的挑战。

　　旋转导向系统的改进

　　页岩钻井中最大的进展之一就是旋转导向系统功能的不断改进。2011年年初，斯伦贝谢推出了Power Drive Archer旋转导向系统工具，这有助于作业者实现更快的造斜率。

　　对任何水平井而言，产油层一般都出现于水驱特征曲线区之后。成功、有效地获得单位井段长度井眼轴线在三维空间的角度变化，这将在很大程度上降低单口井的支出。对高造斜率的限制主要包括较强的摩阻力、工具的弯曲和井底钻具组合(BHAs)上不断增加的压力。

　　当通过这些高造斜率井段旋转时，井底钻具组合要承受巨大的弯矩。疲劳寿命随着造斜率的不断增加而成倍缩减，因此，高造斜率能够减少标准井底钻具组合的使用寿命。如果没有一个建模跟踪的方法，井底钻具组合就会发生疲劳、严重损坏和折断。

　　对此，斯伦贝谢的旋转导向系统提供了采用井身全角变化率获得井身剖面的好方法，能够最大限度地暴露油层并增加油气回收，将其与传统的旋转导向系统优势相结合，能够提高钻探效率，获得优质的井身质量。

　　据悉，2008年现场试验证明了该旋转导向系统的功能及可靠性。由于该系统在提供井的全角变化率上具有独特的能力，由此，第二阶段的现场试验非常必要。此阶段的目的是确保使用井底钻具组合不会对PowerDrive Archer系统的造斜率能力造成影响，并且通过高全角变化率井眼旋转钻柱带来的任何疲劳损失都可以控制。

　　该工具的旋转可以降低阻力，提高钻井机械钻速(ROP)性能，减少各种机械卡钻的风险，实现上游井眼的净化和调质。随着钻井的潜在延伸，当钻进水平井段时，井底达到钻孔的高度净化，降低摩擦力尤为重要。净化、平滑的井眼能够在很大程度上减少下套管时出现的问题。

　　井眼质量是优化钻井的根本，这包括井眼的净化、弯曲和清洁。与裸眼井段一起完成，平滑的井眼可以降低下套管和键槽出现问题的几率。

　　2011年，套管钻井随着新技术的引进也取得了阶段性的进展。这种方法具有显著的优势，在复杂钻井环境下，能够确保安装所需深度套管柱的完整性。

　　威德福国际公司的OverDrive系统采用套管钻井技术(DwC)，能够使作业者在一个分段中下套管钻井、套管固结等，这不仅提高了钻井效率，也降低了钻井成本。

　　除此之外，该系统的无缝套管方式是一个有效的DwC工具，其通过潜在风险管理能为作业者带来很多钻井价值，应对循环漏失层、压力转换及不稳定地层的问题。

　　在阿曼，作业者经历了严重的地层漏失，所面临的挑战是井眼稳定问题，缺乏用于钻井液的可用淡水，现场解决是不可能实现的。

　　威德福国际公司的工程师与其共同设计一个新计划，帮助解决地层钻井难题。他们决定充分检验安装在套管柱底部的可钻性套管钻头，通过障碍物扩孔，在总深度的基础上多钻了10米(33英尺)，最终，取得了很大的成功。

　　经过使用后，作业者比较认可钻井的总深度研究，包括摩阻扭矩分析和水泥充填。在随后的钻井中，采用OverDrive系统和可钻性套管钻头钻探整个井段套管柱已成为标准。

　　水力压裂技术的新进展

　　在整个一年中，完井技术不断取得新的进展。贝克休斯年初在北美Williston盆地首次进行40-stage压裂工作。

　　贝克休斯的FracPoint EX-C采用1/16–in增量单流阀配套连续泵送作业，能够进行40 stages的压裂。此外，FracPoint EX-C系统不仅可以增加分段压裂的层数，而且允许使用较大的单流阀，还可以在压裂过程提高泵率，减少了生产过程中的压力损失。

　　贝克休斯40-stage FracPoint作业使每个完井缩短了约五天时间。虽然每个页岩层不同，但业界一致认为，多级压裂等同于多产量，因此，作业者持续要求增加每口井的压裂段数，缩短压裂间隔时间，提高压裂效率，最终增加每口井的产量。

　　展望新技术 信心百倍

　　闭环钻井系统和钻井自动化是未来几年内可能取得重大突破的技术。这些技术具有潜在的经济效益，这些创新技术的应用都将有效地提高深海开发作业和陆地钻井作业。