呂強(qiáng)

（大慶鉆探工程公司鉆井一公司，黑龍江 大慶 163411）

1 我國(guó)鉆井技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 鉆井裝備方面，目前已總體上實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化、機(jī)械式、電動(dòng)式鉆機(jī)和大功率鉆井泵等。于2007年成功研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的12000m大型成套鉆機(jī)及配套設(shè)備，處于世界領(lǐng)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(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

1.2 井下隨鉆測(cè)量、信息傳輸與控制技術(shù)，這是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化鉆井和提高油氣井產(chǎn)量的核心技術(shù)

目前，我國(guó)通過(guò)不斷的技術(shù)攻關(guān)，研制出有線、無(wú)線隨鉆測(cè)量?jī)x，MWD，電磁波式EM-MWD等。擁有獨(dú)立產(chǎn)權(quán)和多項(xiàng)專利技術(shù)的CGDS-1近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)已投入工業(yè)應(yīng)用，該系統(tǒng)的成功運(yùn)用使我國(guó)成為了世界上繼美、法之后第三個(gè)掌握此項(xiàng)高端技術(shù)的國(guó)家。

1.3 深井和超深井鉆井技術(shù)，這是勘探開(kāi)發(fā)深部油氣資源必不可少的關(guān)鍵技術(shù)

目前，我國(guó)已擁有成套常規(guī)地層條件下的深井和超深井鉆井技術(shù)，深井鉆井技術(shù)獲得長(zhǎng)足進(jìn)步。2008年我國(guó)陸上完成深井、超深井455口，占年鉆井?dāng)?shù)量的1.5%。

1.4 欠平衡和氣體鉆井技術(shù)的應(yīng)用

目前，我國(guó)已經(jīng)從液相欠平衡鉆井發(fā)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(shù)的推廣應(yīng)用，引進(jìn)配套了20多套欠平衡裝備并實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，編制了我國(guó)第一部欠平衡鉆井行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-《欠平衡鉆井技術(shù)規(guī)范》。

2 鉆井技術(shù)存在問(wèn)題

2.1 在固井質(zhì)量方面

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

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

2.2 在提高鉆井速度方面

由于深部地層硬，溫度高，機(jī)械鉆速慢，因工具的不適應(yīng)造成鉆井井下事故較多，調(diào)整井和開(kāi)發(fā)井在PDC或刮刀PDC鉆頭的研制與應(yīng)用方面仍需加強(qiáng)。

2.3 在特殊工藝井方面

雖然已經(jīng)開(kāi)展了水平井、側(cè)鉆水平井、欠平衡鉆井技術(shù)研究，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，形成了配套技術(shù)，但這些指標(biāo)和配套技術(shù)都是在研究階段形成的，還沒(méi)有形成規(guī)模。有些特殊井如老井重鉆、小井眼探井、分支井尚未開(kāi)展。

2.4 在深層儲(chǔ)層保護(hù)方面

只開(kāi)展了砂巖儲(chǔ)層的研究與試驗(yàn)，其它類型的儲(chǔ)層損害機(jī)理尚未研究，保護(hù)鉆井液體系有待于進(jìn)一步完善。

3 鉆井技術(shù)研究方向

3.1 高新鉆井技術(shù)

3.1.1 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。地質(zhì)導(dǎo)向鉆井與井眼軌跡控制是鉆井技術(shù)發(fā)展的前沿課題，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)研究并產(chǎn)業(yè)化，它包括用特殊的儀器和設(shè)備對(duì)直井和特殊工藝井的井眼軌跡進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，根據(jù)隨鉆測(cè)得的地層參數(shù)調(diào)整鉆具特性使井眼軌跡按設(shè)計(jì)的方向延伸。

3.1.2 連續(xù)管鉆井技術(shù)。連續(xù)管鉆井作業(yè)具有節(jié)約成本簡(jiǎn)單省時(shí)安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于油田修井、鉆井、完井作業(yè)等。鉆井作業(yè)主要用于小井眼鉆井、老井側(cè)鉆、老井加深。可節(jié)省費(fèi)用50～70%。

3.1.3 套管鉆井技術(shù)。套管鉆井系統(tǒng)可節(jié)約鉆井成本15～30%。

3.2 完善鉆井技術(shù)

3.2.1 分支井水平井鉆井完井技術(shù)。研究形成具有2～4個(gè)分支井筒的鉆井技術(shù)，包括：井眼軌跡整體設(shè)計(jì)；強(qiáng)攜屑能力鉆井液研究；固井完井技術(shù)。

3.2.2 欠平衡鉆井技術(shù)研究。欠平衡鉆井技術(shù)不是適應(yīng)于所有地層，必須針對(duì)不同的地層進(jìn)行研究。水平井鉆井不僅是保護(hù)和高效開(kāi)發(fā)油氣層，而且是發(fā)現(xiàn)新油氣藏的有效手段。

3.2.3 老井加深鉆井完井技術(shù)。主要在老井眼基礎(chǔ)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(jìn)一步探明深部?jī)?chǔ)層情況將降低勘探開(kāi)發(fā)成本。

3.3 推廣和完善鉆井完井核心技術(shù)

3.3.1 水平井、側(cè)鉆水平井鉆井完井配套技術(shù)。主要內(nèi)容：井眼軌跡預(yù)測(cè)和控制技術(shù)；小環(huán)隙固井技術(shù)；鉆具防卡技術(shù)；鉆井液技術(shù)。

3.3.2 調(diào)整井固井完井配套技術(shù)。主要內(nèi)容：降壓泄壓技術(shù)；地層壓力預(yù)測(cè)技術(shù)；配套技術(shù)措施（DSK、封隔器等）；固井施工技術(shù)。

4 現(xiàn)代石油鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

4.1 發(fā)展方向-發(fā)現(xiàn)新油氣藏和提高油田采收率

20世紀(jì)末，國(guó)際石油產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，即尋找新的石油資源越來(lái)越困難，加之主要產(chǎn)油國(guó)家，油田開(kāi)發(fā)多進(jìn)入中后期，產(chǎn)量迅速遞減，而石油需求量卻越來(lái)越大，且油價(jià)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(duì)尋找新油氣藏和提高采收率給予了格外關(guān)注。石油鉆井界和相關(guān)服務(wù)公司在發(fā)展信息化、智能化鉆井技術(shù)基礎(chǔ)上又開(kāi)發(fā)了有利于發(fā)現(xiàn)新油氣藏和提高采收率的新鉆井技術(shù)。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(shù)，對(duì)原有的老井重鉆技術(shù)、小井眼鉆井技術(shù)和連續(xù)油管鉆井技術(shù)也給予了新的技術(shù)內(nèi)涵，最顯著的技術(shù)目標(biāo)是以最直接的鉆井方式溝通油氣藏，以最原始的狀態(tài)打開(kāi)和保持油氣藏，從而達(dá)到最大限度地開(kāi)采油氣藏，獲得最好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

4.2 信息化、智能化為特點(diǎn)，向自動(dòng)化鉆井方向發(fā)展

20世紀(jì)80年代中期以后，國(guó)際石油鉆井中使用隨鉆測(cè)量、隨鉆測(cè)井、隨鉆地震、隨鉆地層評(píng)價(jià)、鉆井動(dòng)態(tài)信息實(shí)時(shí)采集處理、地質(zhì)導(dǎo)向和井下旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向閉環(huán)鉆井等先進(jìn)技術(shù)以來(lái)，鉆井技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的變化，其變化特征為：

4.2.1 鉆井信息數(shù)字化。在鉆井過(guò)程中，井下地質(zhì)參數(shù)、鉆井參數(shù)、流體參數(shù)和導(dǎo)向工具位置及狀態(tài)的實(shí)時(shí)測(cè)試、傳輸、分析、執(zhí)行、反饋及修正，鉆井信息向完全數(shù)字化方向發(fā)展。越來(lái)越脫離人們的經(jīng)驗(yàn)影響和控制，鉆井過(guò)程逐步成為可用數(shù)字描述的確定性過(guò)程。

4.2.2 工具和作業(yè)智能化、集成化。當(dāng)前的導(dǎo)向鉆具、測(cè)試工具和作業(yè)控制都日趨智能化。一項(xiàng)由國(guó)際數(shù)家公司組成，1990年開(kāi)始，歷時(shí)5年，耗資950萬(wàn)美元開(kāi)發(fā)的集成鉆井系統(tǒng)(IDS)和集成鉆井作業(yè)系統(tǒng)(IDO)獲得成功，是鉆井系統(tǒng)及操作智能化的體現(xiàn)。而近年地面自動(dòng)控制的導(dǎo)向鉆井工具和隨鉆地層評(píng)價(jià)測(cè)試系統(tǒng)(FEMWD)開(kāi)發(fā)成功，更體現(xiàn)了工具和作業(yè)智能化趨勢(shì)。

結(jié)語(yǔ)

研究和發(fā)展先進(jìn)適用的鉆井技術(shù)是降低勘探開(kāi)發(fā)成本的重要切入點(diǎn)。隨著油田勘探開(kāi)發(fā)工作的深入，對(duì)鉆井技術(shù)提出了更高的要求，鉆井技術(shù)的發(fā)展應(yīng)以提高整體經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，努力滿足勘探開(kāi)發(fā)需要，解決油田勘探開(kāi)發(fā)中急需解決的技術(shù)難題，加快技術(shù)創(chuàng)新，為油田可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。

[1]陳濤平，胡靖邦.石油工程[M].北京：石油工業(yè)出版社.2000.

[2]李田寧.現(xiàn)代石油鉆井工程關(guān)鍵技術(shù)實(shí)用手冊(cè)[M].石油工業(yè)出版社.2006.