七種鉆井技術綜述

王秋然，王迎春，王 能

（1.大慶鉆探工程公司鉆井工程技術研究院鉆井儀器研究所，黑龍江 大慶 163000；2.大慶鉆探工程公司鉆井二公司，黑龍江 大慶 163000；3.大慶鉆探工程公司工程技術研究院定向井分公司，黑龍江 大慶 163000）

當今國際局勢及能源使用結構要求石油勘探及采收技術不斷進步，面對新世紀，石油技術需要戰勝的困難主要為：新儲層尋找的困難；已開發儲層產量減少迅速；含硫井、深井及復雜地形條件下鉆井技術的困難；各地區塊已勘探開發程度都已經很高；勘探及采收市場競爭激烈；日益增長的能源需求；環保標準的提高[1]。想要戰勝這些困難，石油技術需要做到：勘探水平的全面提升、成本的全面下降及效率的大幅提高、探尋新的儲層及深層油層、提高采收率、環保水平上升。

未來可見的十年以內，鉆井的主要方式仍然是旋進式鉆井，而且旋轉鉆進的儀器的研發，涉及到了電子、機械等多個領域的學科聯合應用[2]。同時鉆井技術也會隨著社會各方面科學技術的進步同步發展，目標就是降低每噸油的采收成本，提高經濟效益，尤其在特殊工藝井鉆井技術方面會發展的非常迅速。最終的鉆井技術，需要以信息論、系統論、控制論為指導，形成地面終端模塊化、聯網化，井下儀器智能化。通過鉆井技術、工藝以及各種儀器的研發，逐漸將鉆井、錄井、測井整合為一個一套工藝體系，提高效率同時也解決了測量數據互補問題。最終在勘探上提高發現油氣層的效率，在鉆井上縮短時間、提升速度，在采油上提高單井產量和采收率，從而達到低成本高效率的目的。目前世界鉆井技術的發展大致經歷了3個階段，如圖1所示。

圖1 世界鉆井技術發展經歷

為了實現低成本高效率這個目標，目前已經有很多先進的鉆井工藝技術，其主要方向有以下幾個方面。

1 水平井鉆井技術

水平井在未來將逐步取代很多直井，是代表了更先進的鉆井技術的發展方向，同時也是多項鉆井技術綜合運用的成果。水平井鉆井技術又包含欠平衡及氣體水平井、大位移水平井、小井眼水平井等，通過水平井技術，可以大幅提高單井產量以及采收的效果。

2 欠平衡鉆井技術

欠平衡鉆井技術或氣體鉆井技術也是近年來新興的一種鉆井技術，其鉆井速度較常規鉆井技術有大幅度的提高，用于保護油層以及低壓滲油油層上具有良好的效果，尤其在老油田應用廣泛。

3 多分支井鉆井技術

隨著完井技術的發展，多分支井技術也得到了開發以及廣泛的應用。在海上油田以及老油田上，多分支井技術相對于常規鉆井技術可以減少壓裂的需求，能替代常規的射孔技術。

4 大位移井技術

對于海上油田以及地面存在無法避開的障礙物的地質區塊，大位移井技術是最好的選擇，其成本更低，效率及成功率更高，同時也降低了風險。

5 多地質參數技術

多地質參數技術是近年迅速發展的一項綜合技術，其包含了隨鉆測量、隨鉆測井、隨鉆井眼軌跡檢測等技術。通過在鉆井儀器上增加的電阻率測量短節、方位井斜測量短節以及伽馬測量短節等傳感器，可以實時地在鉆井過程中得到井下的各項地質數據。這些傳感器都加裝在鉆頭附近，能及時探測到鉆頭附近的地質信息，通過地面和井下的雙向通訊技術，傳輸到地面，形成地質模型，實現隨鉆地質導向鉆井，為鉆井效率及鉆井質量提供保障。

6 深井及超深井鉆井技術

隨著淺層油藏的被開發利用，深井及超深井鉆井技術也日漸迫切地成為鉆井技術發展的前沿方向。目前已經應用在深井鉆井中的技術有：旋轉導向鉆井技術、自動垂直鉆井技術、抗高溫鉆井液體系、隨鉆地層評價系統以及隨鉆測井系統。但隨著地層的加深，環境也更加復雜，目前現有的技術也無法滿足所有工況，所以目前行業內正在研發更先進的適應深井工況及地層的新型靈巧井系統（Smartwell），如圖2所示。

圖2 新型微小井眼及靈巧井系統

7 自動化及一體化鉆井技術

未來的發展方向，是向著地層信息的多樣化采集、隨鉆采集等技術方向發展，同時開發遠程遙控井下工具及地面工具的一體化、自動化鉆井技術[3]。

每一項鉆井技術的革新及發展，都離不開工業及科技的進步，隨著社會及科學的進步，未來一定會出現更多的新型鉆井技術，提高鉆井效率及石油采收率的同時，也能更加保護環境，實現可持續發展。