超深井鉆井技術及發展趨勢研究

摘要：隨著剩余油氣資源的不斷減少，深部油氣資源逐漸成為了油氣田企業關注的重點，超深井鉆井技術是勘探開發深部油氣資源不可或缺的關鍵技術。本文主要對我國超深井鉆井技術現狀進行了闡述，在此基礎上，對超深井鉆井關鍵技術進行了研究，并對超深井鉆井技術的發展趨勢進行了展望。

關鍵詞：超深井;鉆井技術;現狀;發展趨勢

超深井是指完鉆井深在 6000m以上的油氣井，超深井鉆井技術代表著一個油田的勘探開發技術水平，超深井鉆井技術的高低，直接影響著一個油田的勘探開發效率和市場競爭力。我國超深井鉆探主要集中在塔里木盆地、準格爾盆地和四川盆地。在超深井鉆井過程中經常會遇到很多困難，主要表現在事故頻出，鉆井周期長，鉆井成本高等，極大的阻礙了油氣田的勘探開發步伐，使勘探開發成本居高不下，因此，對超深井鉆井技術研究具有非常重要的現實意義。

1我國超深井鉆井技術發展現狀

由于我國對超深井鉆井技術的研究起步較晚，因此在技術水平、設備工具和操作水平方面都存在很多不足，在鉆井過程中，經常會出現各種事故，鉆井速度慢，投入的成本較高。另外，我國大多數油藏都分布在地形情況復雜的西部地區，地層巖石泥質含量大，容易水化造成井壁失穩，造成井下多種復雜事故的發生。在進行超深井鉆井時，由于深部地層壓力和溫度都比較大，因此，要合理選擇鉆井液的類型，通常情況下，選用的鉆井液應具有良好的抗溫、抗壓和防坍塌性能，同時，高溫高壓的環境也對鉆井設備提出了更高的要求。而且，超深井鉆井還容易出現氣竄、漏失等問題，大多數井眼存在上部井眼尺寸大、下部井眼尺寸小的情況，使得鉆井使用的工具受到了極大的限制，導致鉆井速度低，長時間的鉆進使得井下鉆具等設備磨損嚴重，影響了正常的施工進度。

2超深井鉆井技術研究

2.1井身結構設計技術

超深井井身結構設計技術是保障超深井能夠安全、優質、高效施工的基礎，以往的井身結構設計方法是自下而上，以成本最優為目的，在滿足鉆井施工安

全的前提下，使套管層次最少，套管下深最淺。隨著研究的不斷深入，結合所鉆地區的地層、地質特點的不同，發現原有的井身結構設計在某些方面存在一定的缺陷。近年來，通過對原有設計方法和生產井、探井的要求不同進行分析，在傳統的自下而上的井身結構設計方法的基礎上，提出了自上而下的設計方法。該方法可以使套管層次下入最少，每層套管下入最深，更有利于實現安全、優質、高效鉆井的目的，達到地質要求的目標。

2.2防斜打快技術

在超深井鉆井施工過程中，由于地層軟硬交錯，地層走向及傾角大小不同，井斜問題十分突出，嚴重影響著井身質量。以往研究過程中認為，井斜和所施加的鉆壓有很大關系，這種研究主要停留在靜力學范疇內，在易斜地層進行鉆進時，為了控制井斜，往往需要施加小鉆壓，甚至輕壓吊打，嚴重制約著機械鉆速，從而使快速鉆進和防斜打直的矛盾更加突出。為了提高機械鉆速，提出了光鉆鋌大鉆壓 防斜打快技術，該技術是建立 在底部鉆具渦動狀態基礎上的，通過施加足 夠大的鉆壓才能滿足要求。傳統認為，光鉆 鋌鉆具組合不能施加大的鉆壓，甚至要輕壓 吊打，而光鉆鋌大鉆壓防斜打快技術正好與之相 反，要控制井斜必須施加大的鉆壓，使底部 鉆具處于螺旋渦動狀態，從而實現防 斜打快的效果。

2.3 超深井固井技術

超深井固井技術的難點是在于如何控制由于高溫高壓條件下引起的應力變化而破壞固井質量。超深井井底地層壓力高，需要使用超高密度水泥漿體系進行封固，國內現階段主要使用丁苯乳膠體系，適用溫度達到170℃，具有良好的防氣竄性、抗失水性、流變性和穩定性。另外，高溫會破壞水泥環整體性，從而導致層間封隔失效，因此，要選用合適的水泥漿體系來滿足現場施工的需求。目前，國內已針對這一問題開發出了柔性水泥漿，該體系特點是楊氏模量低、柔性高。

2.4超深井鉆井液技術

超深井鉆井液體系主要有油基、水基和氣體三類，油基鉆井液成本高、穩定性好，水基鉆井液成本低 、穩定性較差。氣體鉆井液對防止地層水化膨脹、垮塌和漏失具有非常重要的作用。在超深井鉆井過程中，溫度和壓力會對泥漿密度產生一定的影響，通常，溫度變化帶給水基泥漿密度的影響大于壓力變化產生的影響。在溫度、壓力共同上升的情況下，泥漿密度是減小的。不同類型的泥漿，其流變性能的變化隨著溫度、壓力的變化不同。對于溫度而言，當溫度升高時，泥 漿的塑性粘度和動切力都會迅速降低。對于壓力而言，隨著壓力的升高，泥漿的動切力增大，塑性粘度變化并不明顯。

3超深井鉆井技術發展趨勢

超深井鉆井技術的發展以現代鉆井技術的發展為基礎，重點解決高溫高壓、多壓力系統、山前構造、難鉆地層等深井鉆井難點。現代鉆井技術發展以現代科學技術為基礎，以提高勘探開發綜合效益為目標，其主導發展趨勢為以信息論。系統論和控制論為理論基礎，把以計算機技術為核心的遙測、遙傳、遙控技術融入鉆井工程技術，用鉆井高新技術改造傳統的鉆井技術，向智能化、自動化鉆井方向發展，創造最大化的勘探開發經濟效益和社會效益。綜合而言，未來，超深井鉆井技術發展趨勢主 要有以下三方面：（1）向集成化、信息化、智能化、自動化方向發展;（2）向有利于提高油氣采收率方向發展;（3）向高效破巖技術方向發展。

4結束語

綜上所述，超深井鉆井技術對于深部地層油氣資源的勘探開發具有非常重要的意義。目前，雖然我國超深井鉆井技術取得了一定的成果，但是與歐美等先進國家相比還有差距。為了應對未來更加高難度的超深井鉆井安全，科技人員應加大科研攻關力度，形成配套的成熟鉆井技術，不斷提高超深井鉆井技術水平。

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作者簡介：張斌（1988-），男，浙江東陽人，助理工程師，從事鉆井施工管理工作。