深井超深井鉆井技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

朱長(zhǎng)豹（中石化中原石油工程有限公司塔里木分公司）

在石油的開(kāi)采過(guò)程中，深井、超深井鉆井技術(shù)的應(yīng)用具有十分重要的作用。我國(guó)的石油資源儲(chǔ)量豐富，其中70%以上處于深層地下。發(fā)達(dá)國(guó)家憑借深井、超深井技術(shù)的應(yīng)用，提升了自己國(guó)家的油氣行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。相比之下，我國(guó)的油氣行業(yè)發(fā)展面臨困境，因此急需發(fā)展深井、超深井的鉆井技術(shù)。

一、深井、超深井鉆井技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.地質(zhì)環(huán)境的描述和評(píng)估技術(shù)

（1）以地震資料為依據(jù)，分析評(píng)估地層的孔隙壓力，分析準(zhǔn)備鉆井地段巖石的力學(xué)性質(zhì)和分布特征，以此來(lái)判斷該地質(zhì)環(huán)境是不是可以進(jìn)行鉆井工作。

（2）在鉆井工作中，LWD技術(shù)、M WD技術(shù)、SWD技術(shù)廣泛應(yīng)用。這些技術(shù)能夠使用高溫高壓的方式對(duì)鉆井的真實(shí)情況進(jìn)行模擬，通過(guò)分析各方面因素，為鉆井工作提供技術(shù)支持。

2.防斜快打技術(shù)

在復(fù)雜的地質(zhì)條件影響下，深井、超深井的鉆進(jìn)過(guò)程中，很容易出現(xiàn)井斜問(wèn)題，而且和鉆進(jìn)速度有密切關(guān)系。鑒于此，鉆柱渦動(dòng)理論提供了一種防治井斜的方式，使高陡構(gòu)造中的防斜快打技術(shù)得以迅速發(fā)展。

3.鉆進(jìn)速度提升技術(shù)

提高鉆井的速度，國(guó)內(nèi)外普遍采用的辦法有兩種：第一，更換鉆具和鉆頭，例如，使用螺桿鉆具和PD C鉆頭，或者使用渦輪鉆具和金剛石鉆頭。第二，采用新型的鉆井技術(shù)，例如：欠平衡鉆井技術(shù)、導(dǎo)向鉆井技術(shù)、旋沖鉆井技術(shù)、氣體鉆井技術(shù)等。如此一來(lái)，能夠加快鉆井的速度，提高開(kāi)采效率。

4.鉆井液技術(shù)

在鉆井液的分類(lèi)上，一般常分為水基、油基、氣體三類(lèi)。水基成本最低，但穩(wěn)定性最差；油基穩(wěn)定性最好，對(duì)電解質(zhì)的抵抗能力也比較強(qiáng)，但維護(hù)費(fèi)用高；氣體鉆進(jìn)在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)取得一定成果，但國(guó)內(nèi)才處于研究的起步階段。

5.固井技術(shù)

說(shuō)到固井技術(shù)，主要體現(xiàn)在創(chuàng)新使用了固井材料。在固井工作中，水泥漿外加劑是不可缺少的一部分。國(guó)外對(duì)這一技術(shù)的研究比較成熟，國(guó)內(nèi)則處在不斷深化之中。

6.鉆井信息技術(shù)

對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家而言，早在20世紀(jì)80年代就開(kāi)始研究鉆井的信息系統(tǒng)。到了90年代，已經(jīng)研制出人工智能技術(shù)。因此，到目前為止，國(guó)外的鉆井信息系統(tǒng)已經(jīng)建立完成。而我國(guó)，從90年代開(kāi)始對(duì)鉆井計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行研發(fā)，發(fā)展至今已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成績(jī)，但是和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍然具有很大的差距。

二、深井、超深井鉆井技術(shù)的難點(diǎn)

1.地質(zhì)條件復(fù)雜

在我國(guó)，深井、超深井鉆井技術(shù)主要應(yīng)用在新疆、四川等地，這些地區(qū)的共同點(diǎn)是：第一，地質(zhì)條件復(fù)雜，巖石的可鉆性差。第二，特殊的地質(zhì)構(gòu)造，如高陡構(gòu)造、山前構(gòu)造。第三，地層性質(zhì)不穩(wěn)定，破碎、壓力異常、塑性流變等情況經(jīng)常存在。第四，硫化氫的濃度較高，礦化度的密度較高。另外就深井、超深井鉆井技術(shù)自身而言，面臨著應(yīng)用的壓力系統(tǒng)比較多，井壁的穩(wěn)定性差，裸眼段較長(zhǎng)，高溫高壓等難題。

2.探井性質(zhì)不確定

往往在一個(gè)地區(qū)開(kāi)采第一口探井時(shí)，對(duì)地質(zhì)環(huán)境不了解，因此環(huán)境因素不能確定。例如：巖石的應(yīng)力情況、地層的壓力大小、地層的穩(wěn)定狀況、地層的分層深度和完井深度等。這些因素的不確定，就會(huì)影響到鉆井的前期設(shè)計(jì)工作。鉆井技術(shù)缺乏針對(duì)性和有效性，就不能對(duì)井眼的軌跡進(jìn)行準(zhǔn)確控制，就不能提高機(jī)械的鉆進(jìn)速度，當(dāng)遇到突發(fā)事故，不能采取及時(shí)的措施進(jìn)行處理。

3.配套技術(shù)不完善

鉆井技術(shù)的配套技術(shù)，指的是對(duì)環(huán)境信息的獲取和描述技術(shù)，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下鉆井設(shè)計(jì)的優(yōu)化技術(shù)，在特殊的地質(zhì)情況下安全高效的鉆井技術(shù)，鉆井液的抗高溫、抗污染技術(shù)，突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)及處理技術(shù)，特殊的工藝鉆井技術(shù)等。這些技術(shù)還需要進(jìn)一步的研究，才能應(yīng)用在鉆進(jìn)工作中。

三、深井、超深井鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1.向智能化、信息化的方向發(fā)展

在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，深井、超深井鉆井技術(shù)應(yīng)該不斷創(chuàng)新深化，使其鉆深能力更強(qiáng)，自動(dòng)化程度更高。研發(fā)并使用新型的鉆機(jī)、測(cè)量工具、井下工具，使其能夠符合H SE的要求，從而促進(jìn)鉆井技術(shù)的集成化、自動(dòng)化發(fā)展。

2.向提高開(kāi)采效率的方向發(fā)展

對(duì)特殊的鉆井進(jìn)行技術(shù)上的強(qiáng)化，從而使這些技術(shù)能夠更好的應(yīng)用在深井、超深井中，以此加快油氣資源的開(kāi)采速度，提高勘探與開(kāi)發(fā)的效率。這些特殊的技術(shù)包括：水平井鉆井技術(shù)、定向井鉆井技術(shù)、欠平衡井鉆井技術(shù)、氣體鉆井技術(shù)、大位移井鉆井技術(shù)等。

3.向高效破巖技術(shù)的方向發(fā)展

就目前而言，油氣開(kāi)采中應(yīng)用廣泛的仍是旋轉(zhuǎn)鉆井。新的鉆井技術(shù)如旋沖鉆井技術(shù)、垂直鉆井技術(shù)、高壓水射流技術(shù)、氣體鉆井技術(shù)，能夠提高破巖效率。另外，熔融鉆井技術(shù)和激光鉆井技術(shù)的應(yīng)用，能夠大大提升破巖的效率。

結(jié)語(yǔ)

石油作為現(xiàn)代工業(yè)的血液，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。深井、超深井鉆井技術(shù)的應(yīng)用，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)步和石油行業(yè)發(fā)展的需要。使用該技術(shù)，能夠有效提高油氣資源的開(kāi)采質(zhì)量和開(kāi)采效率，同時(shí)加強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。我們應(yīng)該相信，隨著深井、超深井技術(shù)的發(fā)展，一定會(huì)改變未來(lái)的生活。

[1]閆光慶,張金成.中國(guó)石化超深井鉆井技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展建議[J].石油鉆探技術(shù),2013（02）.

[2]薛飛.《深井超深井鉆井技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展研究》[J].化工管理,2013（22）.

[3]李冰.深井超深井鉆井技術(shù):開(kāi)啟地下深層寶庫(kù)的“金鑰匙”[J].中國(guó)石化,2009（01）.

[4]張克勤,張金成,戴巍.西部深井超深井鉆井技術(shù)[J].鉆采工藝,2010（01）.

[5]韓正磊.深井超深井鉆井技術(shù)在我國(guó)石油工程中的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2011（12）.