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初始階段是開(kāi)發(fā)一個(gè)商用激光鉆孔系統(tǒng)，并嘗試運(yùn)用于研究天然氣行業(yè)。如果用激光鉆孔最終證明是可行的，那么這可能成為自上個(gè)世紀(jì)以來(lái)鉆井技術(shù)的最根本的變化。
在20世紀(jì)之交，旋鉆取代纜繩鉆成為石油工業(yè)探取油氣層的標(biāo)準(zhǔn)方法。雖然方法后來(lái)有了較大的改進(jìn)，但基本機(jī)械鉆孔方法還是保持不變。
使用激光鉆孔提供了一種全新的方法。新型的鉆井系統(tǒng)會(huì)將激光能量傳輸?shù)奖砻嫔希刂饫w束下到深井眼，一系列的鏡片控制將激光照射到巖壁上。
研究人員認(rèn)為，最先進(jìn)的激光技術(shù)比傳統(tǒng)的鉆取技術(shù)更具有穿透力，這可以大大的減少操作鉆機(jī)和機(jī)械鉆機(jī)損耗的高成本。
今天，一個(gè)一般的陸上油井或氣井的鉆井成本約為40萬(wàn)美元，而對(duì)于一個(gè)海上油井平均鉆井成本約450萬(wàn)美元。但在一些海床更深或地形復(fù)雜的地方，鉆探成本可能會(huì)高得多。減少鉆井所帶來(lái)的成本負(fù)擔(dān)，可以使以前成本較高、風(fēng)險(xiǎn)較大的天然氣或石油礦床開(kāi)采更具有商業(yè)吸引力。
早期的研究表明，激光系統(tǒng)現(xiàn)在能夠提供足夠能量切碎巖石。由于激光頭不接觸巖石，沒(méi)有必要停止鉆孔代替機(jī)械位。
此外，研究人員認(rèn)為，激光器在融化巖石過(guò)程中，可以在鉆井里創(chuàng)造出陶瓷護(hù)套，這樣免除了購(gòu)買(mǎi)和設(shè)置鋼井套管的費(fèi)用。一個(gè)激光系統(tǒng)，還可以含有各種井下傳感器，包括視覺(jué)成像系統(tǒng)，其可通過(guò)光纖電纜與地面溝通。
激光鉆孔優(yōu)點(diǎn)是它的速度，但一個(gè)主要的缺點(diǎn)是需要大量的能源方面的專(zhuān)家進(jìn)行協(xié)助實(shí)踐。
一個(gè)新的研究的主要目標(biāo)是獲得更精確的測(cè)量，從表面發(fā)射激光到井孔內(nèi)，看究竟需要多大的能量才能穿透深層的巖石，比如表面以下20000英尺的深度。IPG 10KW的光纖激光器已開(kāi)始被嘗試應(yīng)用于油氣勘探鉆孔。
該研究的另一個(gè)方面是，以確定是否發(fā)送的是激光束尖脈沖，而不是一個(gè)連續(xù)流，并可進(jìn)一步增加巖石滲透率。脈沖激光已被用于切削鋼板，并擁有更好的性能。很可能脈沖運(yùn)動(dòng)將彎曲并破壞巖石顆粒之間的物理鍵，從而提高切削效率。
項(xiàng)目的第三個(gè)方面是確定激光器可在鉆井液的存在下能否被使用。在大多數(shù)井中都會(huì)存在很深的流體，被稱(chēng)為“鉆井泥漿”，被注入到鉆孔中，以清洗巖屑，和防止地下水和其它液體從地下層滲入孔中。該技術(shù)挑戰(zhàn)是是否太多的激光能量會(huì)被消耗，以清除鉆孔中產(chǎn)生的流體。
在項(xiàng)目后期，研究人員將研究利用激光在石油和天然氣鉆探等方式。例如，一個(gè)井鉆出后，穿孔被創(chuàng)建到地層，并開(kāi)始有烴的流動(dòng)。研究組將繼續(xù)研究如何使用激光器創(chuàng)建這些穿孔。
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