深井钻井技术

油田深井钻探技术研究

摘要：针对油田深井钻探的技术难题，通过对其地质构造的分析和把握，我们分别提出了解决这一难题的科学方案，论述了盐层钻井液技术和随钻扩孔技术。对于油田石炭系盐膏层地层特点，结合钻后扩孔技术及盐层钻井液技术并就盐层的瞬态蠕变和稳态蠕变提出了切实可行的解决办法，这对于今后超深井钻进膏盐层具有一定借鉴意义。

关键词：深井 盐层 钻探

一、盐膏层地质情况的概述

（一）盐膏层的塑性蠕动地层特点

油田膏盐层埋藏的深度大多在5200～5500m左右，它还可以可分为两个大类：一类为复合膏盐层，除含有大量氯化钠外，还含有石膏、软泥岩等，易溶解、井径扩大和缩径另一类就为纯盐层，纯盐层氯化钠含量高达90%～99%，易缩径、溶解和井径扩大，如果发生严重塑性蠕动，就会造成卡钻、挤毁套管等重大的事故。

（二）盐膏层的蠕动机理形式

对于盐膏层的蠕动，受其埋藏的深度以及井底的温度的影响非常大。盐膏层埋藏得越深，井底温度就会越高，因而受地层应力作用就会越大，导致盐膏层蠕动会越严重。在一般的情况下，当盐膏层的埋深超过2000m时，井底的温度就会超过200度，那么盐膏层的蠕变就足以对钻井工程造成极大地威胁，对于油田超深井盐膏层的蠕变会变得更为严重。通过蠕动变化的试验研究说明，盐膏层的

蠕变可以分为3个阶段，即瞬态蠕变、稳态蠕变和加速蠕变。对于钻井工程而言，受影响最大的还是瞬态蠕变和稳态蠕变这两个阶段。稳态蠕变率，是确定安全下套管时间的蠕变速率。钻开盐膏层的初期，主要是瞬态蠕变造成的，极易发生卡钻事故。在钻井工程中，及时掌握瞬态蠕变速率和稳态蠕变速率对于安全施工十分关键。

二、石油钻井工作中所面临的困难

盐膏层钻井工程中，特别是深井盐膏层和复合盐层钻井，就现在的技术水平来讲在全世界的范围内也算是一个世界级的钻井技术难题。

鲎　

郭深１井钻井技术　

左东升　

（渤海钻井总公司国际钻井事业部）　

一、背景介绍　

郭深１井是一口三开预探井，该井位于济阳坳陷车镇凹陷郭局子洼陷　

南次洼北坡郭深１扇体高部位，地质情况复杂。明化镇组到沙二中井段含　

有大段低压砂层，为低压高渗地层，承压能力低。沙二中到沙四上为高压油　气层，由于低压砂层与高压油气层共在同～裸眼井段内，当用较高的钻井　

液密度钻开下部高压油气层时，上部的低压砂层便会发生井漏或压差卡　

钻，增加了施工难度。沙二、四段以碳酸盐岩砾岩、砂砾岩层为主夹砂泥岩、　

灰色泥岩夹薄层碳酸盐岩层及石膏质灰岩、膏质泥灰岩、夹白色石膏薄层　为主，夹硬质白云岩薄层，憋钻跳钻现象严重，普通牙轮钻头使用寿命短，　

机械钻速低，ＰＤＣ钻头不适合该地层。通过分析该区块的地质特点及旅工　

难点，采取了有效的双膜承压技术确保井下安全，使用“Ｍ１］系列牙轮钻头＋　

动力钻具”的钻具组合以提高机械钻速。　

二、主要内容　

针对该区块施工难点，采取了以下技术措施：　ｉ、采用双膜承压技术提高地层的破裂压力系数。　

二开钻进，放掉钻水泥塞污染的钻井液或加入纯碱处理后，转化为双　

膜承压钻井液体系对低压进行随钻堵漏。转化方法：在原聚合物钻井液基　

础上加入１．５－－２％双膜承压剂，用ＮＰＡＮ等调整钻井液粘度，调节流变性，　

利用ＰＡＭ抑制页岩、岩屑分散，严格控制滤失，加入沥青类防塌剂，确保井　

眼稳定。钻开低压砂层集中井段（１８００－－２４８０米）后，先调整好钻井液性　能，进行短程起下钻，破坏掉井壁上的滞留层和虚泥饼，再提高泵排量并大　

幅度活动钻具对井壁进一步冲刷清洗，待振动筛面的钻屑、虚泥饼及砂子　

返出后，加入２～３　ＦＳＴ双膜承压剂、对该井段及以上渗透率较高的地层　

进行封堵，起钻至技套口做地层承压实验，承压合格后逐渐加重提高钻井　液密度（１．３５—１．９２ｇ／ｃｍ３）保持钻井液对地层的正压差，以保证各封堵类处　

理剂进入地层，封堵砂层的孔隙，提高裸眼井段砂层的承压能力。钻开下部　

国内深井超深井钻井技术的发展趋势

我国的超深井钻井技术起步相对国外较晚，上世纪70年代年在四川地区完成的女基井，井深达到了6011米，这就开启了我国超深井钻井的序幕。1976到1985这些年间，我国钻成的超深井有10口之多，这其中有2口井深度超过了7000米，分别是位于四川的关基井（井深7175米）和位于新疆的固2井（井深7002米）。在1986到1997年间，钻成了34口超深井，其中塔参1井井深达7200m，这也是当时我国陆上最深的井。进入21世纪以后，随着塔里木盆地和四川盆地的大规模勘探与开发，超深井的数量必然会越来越多。

标签： 超深井；研究；深井钻井；现状

能源问题是全球性问题，随着全球能源的逐年消耗，人们的生活对能源越来越依赖，社会经济的高速发展对石油等一些主要能源的需求逐年增加，油气田的开采发掘不断向深度发展。所以，深井、超深井的钻探技术不断发展。我国超深井技术起步较晚，美国技术相对发达。目前，美国、德国在深井、超深井技术研究领域处于世界先进水平。

1 我国深井技术的发展历程

1.1我国深井钻井的初始阶段。

上世纪 60年代中期到70年代中期我国开始了对深井的钻探，第一口深井就诞生在产油大市——大庆，井的深度到达了4.7公里，这也是我国深井、超深井钻探技术发展的第一个阶段。

1.2我国超深井钻井的發展阶段。

到了70年代中后期到80 年中期的十多年，中国又在四川地区钻探出了 6公里以上的超深井，这口井的钻探成功将我国从掌握深井技术推向了掌握超深井技术的国家行列，从此开启了我国超深井钻井的序幕。

1.3我国超深井钻井大规模应用阶段。

随着我国社会经济的不断发展和大型油气田的不断勘测与开发，从80年代中期到现在，在塔里木等一系列地区石油储量探明后，也开启了我国深井、超深井大范围应用的先河。

2 国内超深井钻井技术的发展现状及存在问题

2.1油气田地质环境的描述及评估技术。

在进行钻井前利用现有的地质资料对地层的物性及其力学参数的横向和纵

深井钻探施工技术在煤田勘查中的应用

摘要:随着我国经济的飞速发展各种能源短缺问题也逐渐显现出来了,煤炭作为基本能源的一种在日常生活中使用的量是非常巨大的。如何勘探开采大量的煤来满足生产需要一直是人们关注的问题。深井钻探技术施工技术近年来在煤田的勘探中得到了广泛的应用,本文就这一问题展开相关探讨研究。

关键词:深井钻探 施工技术 煤田勘查

作为开采石油、煤田等重要能源的一种手段,深井钻探技术在进行深层的地下资源的勘探中发挥着重要的作用。随着能源储备问题的日益突出,人们把目标转向了挖掘深层地质下的能源来满足需求问题,这就离不开深井钻探技术的支持。深井钻探技术主要用来取得地下深层矿物资源并且依据现获得的矿产信息来推断矿物储量从而更好的进行地下矿物资源的开采利用。自工业革命开始,全世界对矿物和金属的需求就呈爆发式增长,各国家对开采矿物和金属的投资在逐年增加,开采钻探技术也逐渐取得了进步。

1 深井钻探技术的发展现状

从80年代开始我国开始借鉴苏联模式,在钻探技术方面进步比较慢。钻进的周期比较长而且使用的单井钻头数量较多。由于技术的限制,在深井勘探的煤矿资源的数量非常有限,严重阻碍了生产发展的进步。近20年来,我国从各国引进先进的钻探技术,借鉴国外成熟的技术背景开始研发属于自己的特色产品,逐步投入生产实践,使深井钻探技术得到明显提高。在90年代深井钻探的成本非常高,不算科研成本和技术引进成本之外6000 m深的深井钻探成本高达五千万元以上。

近些年以来,深井钻探技术在国内外都取得了较好的发展。在国外尤其是一些发达国家地区,主要采用岩心钻探方法进行钻探,包括三牙轮钻进、金刚石回转钻进以及气动潜孔锤钻进,使用较多的取芯方法是反循环取芯及绳索取芯。钻机采用全液压动力头长行程的跟进,钻进动力都非常强大。在近几年,我国的钻探技术也取得了一些进步和成绩。形成了具有先进水平的硬岩深井科学钻探技术,包括扩孔钻进技术、泥浆技术、井斜控制技术和硬岩深井取芯钻进技术。研制的螺杆马达+液动锤+金刚石取芯钻进系统,具有优质、高效、经济安全的施工效果,大大的提高了取芯钻探技术。