淺談我國石油鉆井技術及發展趨勢

呂強

（大慶鉆探工程公司鉆井一公司，黑龍江 大慶 163411）

1 我國鉆井技術現狀

1.1 鉆井裝備方面，目前已總體上實現國產化、機械式、電動式鉆機和大功率鉆井泵等。于2007年成功研制出具有自主知識產權的12000m大型成套鉆機及配套設備，處于世界領先水平。另外，欠平衡和氣體鉆井裝備、井下螺桿鉆具和固井裝備等基本實現國產化。

1.2 井下隨鉆測量、信息傳輸與控制技術，這是實現自動化鉆井和提高油氣井產量的核心技術

目前，我國通過不斷的技術攻關，研制出有線、無線隨鉆測量儀，MWD，電磁波式EM-MWD等。擁有獨立產權和多項專利技術的CGDS-1近鉆頭地質導向鉆井系統已投入工業應用，該系統的成功運用使我國成為了世界上繼美、法之后第三個掌握此項高端技術的國家。

1.3 深井和超深井鉆井技術，這是勘探開發深部油氣資源必不可少的關鍵技術

目前，我國已擁有成套常規地層條件下的深井和超深井鉆井技術，深井鉆井技術獲得長足進步。2008年我國陸上完成深井、超深井455口，占年鉆井數量的1.5%。

1.4 欠平衡和氣體鉆井技術的應用

目前，我國已經從液相欠平衡鉆井發展到氣相和氣液兩相欠平衡鉆井，欠平衡壓力鉆井配套技術的推廣應用，引進配套了20多套欠平衡裝備并實現了國產化，編制了我國第一部欠平衡鉆井行業標準-《欠平衡鉆井技術規范》。

2 鉆井技術存在問題

2.1 在固井質量方面

2.1.1 調整井高壓層（壓力系數1.70以上）特別是層間矛盾較大的井筒固井質量難以保證，真正影響二次聲變檢測膠結質量差的原因和對策還不明確，致使二聲界檢測的膠結質量始終不高。

2.1.2 探井特別是外圍探井的固井質量還不高，仍有不合格井存在，而深井固井質量在配套水平上和針對性強化技術措施上尚需加強。

2.2 在提高鉆井速度方面

由于深部地層硬，溫度高，機械鉆速慢，因工具的不適應造成鉆井井下事故較多，調整井和開發井在PDC或刮刀PDC鉆頭的研制與應用方面仍需加強。

2.3 在特殊工藝井方面

雖然已經開展了水平井、側鉆水平井、欠平衡鉆井技術研究，各項技術指標達到了國內先進水平，形成了配套技術，但這些指標和配套技術都是在研究階段形成的，還沒有形成規模。有些特殊井如老井重鉆、小井眼探井、分支井尚未開展。

2.4 在深層儲層保護方面

只開展了砂巖儲層的研究與試驗，其它類型的儲層損害機理尚未研究，保護鉆井液體系有待于進一步完善。

3 鉆井技術研究方向

3.1 高新鉆井技術

3.1.1 地質導向鉆井技術。地質導向鉆井與井眼軌跡控制是鉆井技術發展的前沿課題，國內外已經研究并產業化，它包括用特殊的儀器和設備對直井和特殊工藝井的井眼軌跡進行監測和控制，根據隨鉆測得的地層參數調整鉆具特性使井眼軌跡按設計的方向延伸。

3.1.2 連續管鉆井技術。連續管鉆井作業具有節約成本簡單省時安全可靠等優點，目前已廣泛應用于油田修井、鉆井、完井作業等。鉆井作業主要用于小井眼鉆井、老井側鉆、老井加深。可節省費用50～70%。

3.1.3 套管鉆井技術。套管鉆井系統可節約鉆井成本15～30%。

3.2 完善鉆井技術

3.2.1 分支井水平井鉆井完井技術。研究形成具有2～4個分支井筒的鉆井技術，包括：井眼軌跡整體設計；強攜屑能力鉆井液研究；固井完井技術。

3.2.2 欠平衡鉆井技術研究。欠平衡鉆井技術不是適應于所有地層，必須針對不同的地層進行研究。水平井鉆井不僅是保護和高效開發油氣層，而且是發現新油氣藏的有效手段。

3.2.3 老井加深鉆井完井技術。主要在老井眼基礎上用小井眼鉆井加深鉆井，降低勘探成本。在這些井上加深，進一步探明深部儲層情況將降低勘探開發成本。

3.3 推廣和完善鉆井完井核心技術

3.3.1 水平井、側鉆水平井鉆井完井配套技術。主要內容：井眼軌跡預測和控制技術；小環隙固井技術；鉆具防卡技術；鉆井液技術。

3.3.2 調整井固井完井配套技術。主要內容：降壓泄壓技術；地層壓力預測技術；配套技術措施（DSK、封隔器等）；固井施工技術。

4 現代石油鉆井技術發展趨勢

4.1 發展方向-發現新油氣藏和提高油田采收率

20世紀末，國際石油產業可持續發展面臨嚴峻挑戰，即尋找新的石油資源越來越困難，加之主要產油國家，油田開發多進入中后期，產量迅速遞減，而石油需求量卻越來越大，且油價攀升，突破60美元/桶。在此背景下，各大石油公司加大科研投入，對尋找新油氣藏和提高采收率給予了格外關注。石油鉆井界和相關服務公司在發展信息化、智能化鉆井技術基礎上又開發了有利于發現新油氣藏和提高采收率的新鉆井技術。如欠平衡壓力鉆井、水平井及分支水平井鉆井、大位移井鉆井和多分支井鉆井技術，對原有的老井重鉆技術、小井眼鉆井技術和連續油管鉆井技術也給予了新的技術內涵，最顯著的技術目標是以最直接的鉆井方式溝通油氣藏，以最原始的狀態打開和保持油氣藏，從而達到最大限度地開采油氣藏，獲得最好的經濟和社會效益。

4.2 信息化、智能化為特點，向自動化鉆井方向發展

20世紀80年代中期以后，國際石油鉆井中使用隨鉆測量、隨鉆測井、隨鉆地震、隨鉆地層評價、鉆井動態信息實時采集處理、地質導向和井下旋轉導向閉環鉆井等先進技術以來，鉆井技術發生了質的變化，其變化特征為：

4.2.1 鉆井信息數字化。在鉆井過程中，井下地質參數、鉆井參數、流體參數和導向工具位置及狀態的實時測試、傳輸、分析、執行、反饋及修正，鉆井信息向完全數字化方向發展。越來越脫離人們的經驗影響和控制，鉆井過程逐步成為可用數字描述的確定性過程。

4.2.2 工具和作業智能化、集成化。當前的導向鉆具、測試工具和作業控制都日趨智能化。一項由國際數家公司組成，1990年開始，歷時5年，耗資950萬美元開發的集成鉆井系統(IDS)和集成鉆井作業系統(IDO)獲得成功，是鉆井系統及操作智能化的體現。而近年地面自動控制的導向鉆井工具和隨鉆地層評價測試系統(FEMWD)開發成功，更體現了工具和作業智能化趨勢。

結語

研究和發展先進適用的鉆井技術是降低勘探開發成本的重要切入點。隨著油田勘探開發工作的深入，對鉆井技術提出了更高的要求，鉆井技術的發展應以提高整體經濟效益為目標，努力滿足勘探開發需要，解決油田勘探開發中急需解決的技術難題，加快技術創新，為油田可持續發展提供技術支持。

[1]陳濤平，胡靖邦.石油工程[M].北京：石油工業出版社.2000.

[2]李田寧.現代石油鉆井工程關鍵技術實用手冊[M].石油工業出版社.2006.