深井超深井鉆井技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

朱長豹（中石化中原石油工程有限公司塔里木分公司）

在石油的開采過程中，深井、超深井鉆井技術(shù)的應(yīng)用具有十分重要的作用。我國的石油資源儲量豐富，其中70%以上處于深層地下。發(fā)達(dá)國家憑借深井、超深井技術(shù)的應(yīng)用，提升了自己國家的油氣行業(yè)競爭力。相比之下，我國的油氣行業(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)境的描述和評估技術(shù)

（1）以地震資料為依據(jù)，分析評估地層的孔隙壓力，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鉆井的真實情況進(jìn)行模擬，通過分析各方面因素，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)過程中，很容易出現(xiàn)井斜問題，而且和鉆進(jìn)速度有密切關(guān)系。鑒于此，鉆柱渦動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，能夠加快鉆井的速度，提高開采效率。

4.鉆井液技術(shù)

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

5.固井技術(shù)

說到固井技術(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。國外對這一技術(shù)的研究比較成熟，國內(nèi)則處在不斷深化之中。

6.鉆井信息技術(shù)

對于發(fā)達(dá)國家而言，早在20世紀(jì)80年代就開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，國外的鉆井信息系統(tǒng)已經(jīng)建立完成。而我國，從90年代開始對鉆井計算機軟件進(jìn)行研發(fā)，發(fā)展至今已經(jīng)取得了不錯的成績，但是和發(fā)達(dá)國家相比，仍然具有很大的差距。

二、深井、超深井鉆井技術(shù)的難點

1.地質(zhì)條件復(fù)雜

在我國，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，高溫高壓等難題。

2.探井性質(zhì)不確定

往往在一個地區(qū)開采第一口探井時，對地質(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，就會影響到鉆井的前期設(shè)計工作。鉆井技術(shù)缺乏針對性和有效性，就不能對井眼的軌跡進(jìn)行準(zhǔn)確控制，就不能提高機械的鉆進(jìn)速度，當(dāng)遇到突發(fā)事故，不能采取及時的措施進(jìn)行處理。

3.配套技術(shù)不完善

鉆井技術(shù)的配套技術(shù)，指的是對環(huán)境信息的獲取和描述技術(shù)，對復(fù)雜地質(zhì)條件下鉆井設(shè)計的優(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

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，自動化程度更高。研發(fā)并使用新型的鉆機、測量工具、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、自動化發(fā)展。

2.向提高開采效率的方向發(fā)展

對特殊的鉆井進(jìn)行技術(shù)上的強化，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采速度，提高勘探與開發(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

石油作為現(xiàn)代工業(yè)的血液，對于我國經(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采質(zhì)量和開采效率，同時加強市場競爭力。我們應(yīng)該相信，隨著深井、超深井技術(shù)的發(fā)展，一定會改變未來的生活。

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