國內深井鉆井技術現狀

摘 要：分析了國內外深井鉆井的差距和國內深井鉆井技術難點：深井防斜打快問題；窄泥漿密度窗口井段安全鉆進問題；嚴重漏失性地層堵漏問題；高研磨性地層提高鉆速問題；復雜地區高壓、高酸性天然氣井固井、完井問題，及其他問題。探討了國內深井鉆井技術發展進步及應用效果，提出了我國深井鉆井技術研發的方向

關鍵詞：深井鉆井技術；對策；氣體鉆井；

中圖分類號：TU19 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-05-00218-01

一、深井鉆井技術簡介

深井、超深井鉆井技術始于上世紀30年代末，80年代后有較快發展國內深井超深井鉆井技術始于上世紀60年代。在國內，深井是指井深大于4500m的井，超深井是指井深6000m以上的井。深井鉆井特點是高技術、高風險、高投入。

二、國內深井鉆井技術難點

（一）深井防斜打快問題。國內近年來在復雜深井鉆井方面遭遇了世界性的難題，玉門的逆掩推覆體、塔里木山前等都面臨著高陡構造下的鉆井問題。井斜問題直接影響著鉆井井身質量和鉆井速度，成為制約勘探開發的瓶頸技術。

（二）窄泥漿密度窗口井段安全鉆進問題。對于復雜地層，鉆井在漏噴之間艱難徘徊，難以解決。塔里木地區某深井6 〞小井眼，環空動壓在3～5MPa之間，對5000m井，相當于0.06～0.1的泥漿密度變化。而當漏和噴之間的安全窗口小于該值，就無法鉆進，只有堵漏。而堵漏，尤其是儲層堵漏，則有可能造成嚴重損害。

（三）嚴重漏失性地層堵漏問題。近年來川東地區發生多次井漏，嚴重井漏占20-30%，惡性井漏占10-20%，惡性井漏損失占井漏總損失的50%以上，堵漏很難成功。井漏損失占復雜損失時間的45%左右。

（四）高研磨性地層提高鉆速問題。高研磨性地層突出表現在玉門窟窿山、塔里木山前礫石等地層，地層可鉆性差，鉆頭選型困難，鉆井速度低。玉門油田、遼河潛山深部地層巖石可鉆性級值在8級以上，致使機械鉆速很低，鉆頭磨損嚴重。鉆進周期占全井周期的60%。

（五）復雜地區高壓、高酸性天然氣井固井、完井問題。新疆克拉2氣田17口井，由于固井質量問題，套壓偏高；吉林長深氣田富含CO2氣體；塔里木下套管難度大，固井時頂替效果差；迪那地區氣層壓力高安全密度窗口窄，易發生水泥漿嚴重漏失；吐哈油田由于施工壓力高、準確計量困難、膠塞不密封易替空、多留水泥塞等因素而影響固井質量。很多井完井固井都出現了問題。

（六）深井鉆井的其他問題。地層異常高壓問題；地層壓力高，橫向和縱向分布不均；地層壓力和地質分層預測困難；山前超高壓、高溫、超深、窄窗口、復合鹽層、酸性氣體等交織作用，工程技術面臨諸多挑戰。

三、國內深井鉆井技術發展進步及應用效果

（一）鉆井提速技術。對比不同鉆井方法，可以知道鉆井機械鉆速：空氣錘最快，空氣螺桿次之，泥漿最慢。近年得到廣泛應用的提速技術主要有：1、氣體鉆井技術； 2、垂直鉆井技術；3、高效PDC鉆頭技術；4、高壓噴射鉆井技術；5、“一趟鉆”技術等。

（二）欠平衡鉆井技術。欠平衡和氣體鉆井技術是九十年代在國際上被廣泛應用起來的一項鉆井新技術，在北美地區尤為突出。欠平衡及氣體鉆井技術已成為繼水平井技術之后的第二個鉆井技術發展熱點。美國專家調查預測，未來幾年欠平衡鉆井仍然有較高的潛力。陸上使用欠平衡鉆井的比例將達到37%，海上將達到12%

（三）控壓鉆井技術。控壓鉆井（MPD）是一種精確控制整個井筒環空壓力的一種鉆井過程。它的壓力控制是對整個井筒的環空壓力剖面進行控制、解決鉆井過程中的惡性井漏問題。可以部分解決窄密度窗口安全鉆井問題；大位移井中的井漏問題；長水平段水平井鉆井過程中鉆井液對儲層傷害問題。

（四）膨脹管和波紋管技術。膨脹管就是一種用特殊材料、特殊工藝制成的金屬管，下入井內后通過機械或液壓的方法，在膨脹錐體或心軸推進的過程中經過冷拔一樣的塑性變形達到擴大管徑的目的。使其在徑向膨脹10-30%，膨脹后的機械性能達到相應API套管水平，作為套管使用。

（五）低風險鉆井技術。低風險鉆井系統（NoDrillingSurprise，簡稱NDS）由斯倫貝謝公司研發。通過風險管理，對油井進行設計和實時處理，及早發現事故復雜發生的預兆，及時采取措施。監測井下鉆壓、扭矩及震動；監測環空當量循環密度（ECD）及當量靜態密度（ESD）；實時電阻率測井及孔隙壓力預測；實時鉆井液密度安全窗口監測；實時更新地質力學模型。

（六）套管鉆井。套管鉆井是指在鉆進過程中，直接采用套管（取代傳統的鉆桿）向井下傳遞機械能量和水力能量，井下鉆具組合接在套管柱下面，邊鉆進邊下套管，完鉆后作鉆柱用的套管留在井內作完井用。

（七）非常規鉆具和非常用井身結構。非常用井身結構主要用于解決復雜深井套管層次不夠，不能夠鉆達目的層，不能夠進行試油的問題。5″鉆桿與5″API標準鉆桿相比，在相同井深、相近泥漿密度、相同泵壓下：3000m井深，提高排量27.5%。5000m井深，提高排量30%。

四、結論與認識

（一）研究應用套管鉆井技術、膨脹管技術，提高機械鉆速，降低漏失風險，減少空氣鉆井過程出水的幾率，提高井眼的穩定性，是加快深井鉆井技術發展的重要方向。

（二）應擴大油基鉆井液的應用，并通過膨脹管技術、套管鉆井技術和及時封堵技術的研究應用，降低井下復雜情況的發生。

（三）擴大氣體鉆井的使用范圍，提高鉆井機械鉆速。

（四）緊密跟蹤有纜鉆桿技術的進展，擴大旋轉導向、垂直鉆井技術的應用，推進當前條件下井眼軌跡的智能控制。

（五）加大力度探索高溫高壓工具、儀器、新型高效鉆頭、井下電動鉆具的研發，提高其使用壽命，并進行適應性研究，加快實現深井鉆井技術的新突破。

參考文獻：

【1】川西深井提高鉆井速度配套技術.蔣祖軍等《石油鉆探技術》2010年第38卷第4期

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