深井、超深井和复杂结构井垂直钻井技术

垂直钻井是当今世界性钻井难题之一，它具有减少套管层次和套管尺寸、提高机械钻速、减少钻柱事故的优点。常用的塔式钻具、钟摆钻具、满眼钻具、偏轴钻具、压不弯钻铤、铰接钻具和旋冲钻具等均属于被动防斜技术，不能满足深井、超深井和复杂结构井直井段垂直钻井的要求，尤其不能满足在高陡构造与大倾角等易斜地层和自然造斜能力强的条件下钻垂直井的要求。近10年来发展的旋转导向钻井技术及工具，在一定程度上解决了垂直钻井所遇到的问题，也是当前解决垂直钻井这一世界性难题最有效的技术方案。重点介绍了以PowerV为代表的旋转导向自动闭环钻井系统的结构及现场应用情况。     

深井超深井钻井技术现状和发展趋势

介绍了国内外深井超深井钻井的发展历程及主要技术难点，从钻井地质环境因素描述与评价技术、防斜打快技术、提高钻井速度技术、钻井液技术、固井技术、钻井信息技术及钻井装备7个方面详细分析了国内外深井超深井钻井技术现状，并简单探讨了我国深井超深井钻井技术存在的主要问题及与国外先进水平的差距，指出深井超深井钻井技术会朝着集成化、智能化、信息化和自动化方向、有利于提高钻井效率的方向及有利于提高油气采收率的方向发展，并对我国深井超深井钻井技术的发展提出了建议。     

塔河油田12区超深井快速钻井技术

对塔河油田深井钻井中存在的中上部起下钻严重阻卡,三叠系、二叠系和石炭系地层井壁稳定性差,及深部地层机械钻速低、易斜等技术难题进行了详细分析,并提出了相应的技术措施,例如应用中上部防阻卡技术,螺杆复合钻井技术,井壁稳定技术和深部防斜打快技术等。在塔河油田十余口超深井的现场应用表明,该技术措施有效解决了中上部严重阻卡的问题,钻井提速效果显著,平均机械钻速提高了22.7%,钻井周期缩短了15.5%。      

川渝气田深井和超深井钻井技术

20世纪70年代以来，通过组织科技攻关和新技术试验，取得了一系列重大技术成果，发展了一整套适合四川盆地碳酸盐岩裂缝性气藏地质特点的天然气配套钻井技术；全面开展了以提高机械钻速为中心的钻井新技术配套攻关试验和推广应用，深井钻井速度不断提高。然而，深井钻井速度低、成本高的问题仍严重制约着川渝气田天然气勘探开发的快速发展。20世纪90年代末以来，企业深化改革和油气勘探开发的发展，推动四川盆地深井钻井技术进入了快速发展的新时期，在欠平衡钻井、气体钻井、水平井钻井和深井钻井提速等重大项目的科技攻关与钻井新技术及新装备的集成配套推广应用等方面，取得了一系列成果和突破。针对川渝地区复杂地质条件和油气勘探开发的要求，提出应继续开展对井漏、高含硫气井钻井完井、深井固井等技术研究。加强高端钻井装备与工具的引进和配套开发，不断发展四川气井井控技术，以满足川渝气田地区深井钻井日益复杂的井控技术要求。     

提高四川深井超深井钻井速度的技术途径

四川地区地质条件复杂，深井超深井钻井速度低、完井要求高、勘探开发成本高，严重制约了深部地层油气勘探开发的进程。为此，对影响四川复杂地质条件下深井超深井钻井速度的主要技术难点进行了分析，并根据龙岗1井的成功经验和当前国内外钻井技术现状，提出了四川复杂地质条件深井超深井提高钻井速度的技术途径，包括浅中层沙溪庙组-须家河组层段采用气体钻井、中深层雷口坡组-长兴组层段采用复合钻井（螺杆钻具＋转盘配合PDC钻头）等新工艺、新技术与成熟技术配套应用的提速技术方案以及科学设计井身结构、配套应用新工艺、新技术和加强钻井装备配套等做法。     

川深1井超深井钻井提速关键技术

川深1井储层埋藏超深,陆相难钻地层研磨性强、可钻性差,大尺寸井眼提速困难,深部地层可钻性差、井身质量控制困难。为此,根据川深1井的地层特征,优化应用了一系列钻井提速技术:采用了气体钻井和泡沫钻井技术,以大幅提高机械钻速;采用了抑制泥岩水化膨胀的泡沫钻井液体系,以解决上部大尺寸井眼地层出水、井眼失稳及高效携岩的难题;采取了旋冲钻井技术、“孕镶金刚石钻头＋高速螺杆钻具”复合钻井技术钻进高研磨性地层,以提高钻井时效;采用了预弯曲动力学防斜打快技术,并配套高效PDC钻头和钻井参数优化,钻进深部难钻地层,以提高井身质量。川深1井钻井提速关键技术的应用,确保该井顺利钻至井深8 420 m完钻,创当时亚洲陆上钻井井深最深纪录,平均机械钻速提高至2.11 m/h,钻井周期缩短至475 d,取得了很好的现场应用效果,可为国内类似超深井高效钻井提供借鉴。      

胜利油田深井超深井钻井技术

胜利油田深井超深井钻井技术的发展大体经历了初步钻探、起步发展和规模应用3个阶段，初步形成了复杂地层条件下深井超深井配套钻井技术：深井井身结构设计技术、提高上部大尺寸井眼机械钻速技术、提高深部小尺寸井眼机械钻逮技术、套管防磨技术、防斜打快技术、钻井液技术、完井技术。详细介绍了深井超深井配套钻井技术的研究与应用情况，并指出了胜利油田超深井钻井技术的攻关方向。     

德国超深井钻井经验

本文介绍在原民德境内钻８口６５００ｍ以上深井（其中最深的井达到８００８ｍ）过程中得到的几方面经验：（１）根据客观存在的地质问题，进行综合的钻井设计；（２）井身结构最多考虑三层技术套管；（３）在一定的地层流体静压条件下使用盐水泥浆控制塑性盐膏层；（４）在高地层应力条件下实施安全钻井作用；（５）采取在盐岩层地段预防套管变形的措施；（６）在２３０℃井温条件下控制泥浆性能；（７）使用特殊的钻柱；（８）对加     

南盘江地区海相深井防斜打快技术

针对滇黔桂地区碳酸盐岩地层复杂、易井斜的特点，介绍该地区采用的几种防斜打快钻井方法，通过在该构造所钻的2口井防斜、纠斜实践，取得了较好效果，对该地区在今后钻井中缩短钻井周期、降低钻井成本等具有一定的借鉴作用。     

中原油田深井超深井钻井技术

深井钻井具有裸眼段长、井底温度高、岩石可钻性差、机械钻速低、井眼易失稳等问题。中原油田开展了复杂地质条件下深井钻井技术攻关，逐步形成了深井井身结构优化设计、PDC钻头十井下动力钻具复合钻井、防斜打直、钻井液、固井、井控等配套工艺技术。截至2004年底，该油田共完成井深超过4000m的深井468口，而且深井钻井速度逐年提高，事故复杂时间大幅减少。详细介绍了中原油田深井超深井钻井技术现状，并对深井超深井钻井技术的发展提出了建议。     

吐哈油田深井钻井技术分析

随着对吐哈盆地台北凹陷深层勘探力度的加大,深探井逐年增多,已成为一种基本的勘探手段。吐哈油田完成4000m以上深井39口,据2002年前完成的31口井统计,平均井深4006m,平均钻井周期192．10d,平均机械钻速2．15m／h,纯钻时效43.91％,事故时效5．27％,复杂时效2.89％。其中,2004年完成的5口井,平均井深4544m,平均钻井周期162．55d,平均机械钻速2．54m／h,纯钻时效45．05％,事故时效0.58％,复杂时效3.23％。介绍了吐哈油田深探井钻井技术现状,特别是对近年来在深井钻井领域取得的技术进步进行了总结;分析了深井钻井面临的困难,提出了相应的10点对策。     

川西深层须家河组气藏提高钻速对策及实践

针对川西深层须家河组气藏钻井速度慢、钻井周期长的现状，从钻遇地层的地质特征入手，分析目前川西深井普遍采用的井身结构，钻井参数和钻井新技术的应用情况，总结了钻速慢的原因。通过优化井身结构，强化钻井参数，采用螺杆＋PDC复合钻进工艺技术，引进欠平衡和垂直钻井工艺技术，推广使用PDC钻头等方式来提高机械钻速，现场使用多口井证明，这些技术措施较大幅度地提高了钻井效率，值得进一步推广应用。     

复杂深井超深井的新型套管柱程序

国内现用的5层套管柱程序层次少,结构单一,不能满足复杂地质环境的深井及超深井钻井的需要。文中对增加套管柱层次的方法进行了研究,从增大上部井眼及套管尺寸、采用小井眼技术、采用无接箍套管和扩眼钻头、优化套管与井眼尺寸组合等4个方面考虑来增加套管柱层次。提出了6种新型套管柱程序,对复杂深井及超深井的钻井设计有一定的指导意义。     

SHW01深水平井钻井工艺技术

新疆石西油田第一口水平井──SHW01水平井,φ339.7mm表层会管下深500m,φ244.5mm技术套管下深4013.37m。三开用φ216mm钻头,第一次在井深4060m造斜钻至4390.18m(井外角69°)卡钻,经多次处理无效,注水泥封固。第二次在4066.21m侧钻,用双弯和单弯螺杆钻具增斜,于4472.05m(井斜角88°)进入水平段。后用转盘钻、单稳定器钻具钻进,于4484.70m进入水平段窗口,并较好地控制了稳平钻进,因冬季施工和井下情况复杂,为确保安全提前完钻。完钻井深4800.10m,垂深4385.20m,开封角90.3°,闭合方位7.06°,水平位移550.33m,采用φ177.8mm×4288.43m+φ139.7mm×503.67m复合油层套管,油层段为打孔套管和普通套管相间的结构完井。     

超深井注水泥塞技术

近几年,超深井逐年增多,由于井下落物、井斜超标、封隔高压层等原因,超深井注水泥塞也在增加。文章分析了超深井注水泥塞存在井下高温对水泥浆性能要求高;井下高压气层使水泥塞质量不好保证;井眼小、注灰量少,易混浆;井深替浆量大,准确计量困难等技术难点。针对以上问题进行研究,并根据川东北和塔里木注超深井水泥塞的现场实践经验,从做好水泥塞设计、水泥浆化验与损害试验、现场施工控制等方面介绍了注超深井水泥塞的技术对策,以川东北超深井YB3井(井深7450m)和塔里木超深井YQ6井(井深7510m)为例介绍了注超深水泥塞施工的技术措施与实施效果,并提出了注超深井水泥塞的建议,为今后超深井注水泥塞施工提供重要的借鉴作用。     

提高深井硬地层钻井速度技术难点及对策

乌龙1井地层为南方海相沉积,地层古老、岩石硬度大、研磨性强、可钻性差、地层倾角大(最大为80°)井斜难以控制、蹩跳钻严重,制约了该地区深井钻井速度。文章介绍了解决提高钻井速度这一瓶颈问题,从深井优快钻井及其配套技术、硬地层钻进的钻头优选、优化钻井参数、引用新技术、新工艺、新工具等方面进行了探索,钻井速度有了大幅度地提高,对类似井具有一定的借鉴作用。     

云安7─1深侧钻定向井钻井工艺技术

位于川东高陡构造带的云安7井，因钻遇大断层倒转部位而被迫停钻。为实现勘探目标，从老井眼4000m处采用有线随钻测量仪、单点照相测斜仪侧钻，控制井身轨迹钻至井深5810m完钻，准确钻达地质目标靶区。该井是目前川东地区钻成的完钻井深双侧钻造斜点最深的定向井，取得了较好的技术经济效益和社会效益。     

旋转导向技术在元坝超深水平井的应用

文章分析了元坝超深水平井的技术难点及旋转导向技术钻超深水平井的优势,结合元坝X井的施工情况,对AutoTrack旋转导向系统钻超深水平井的应用效果做了分析评价,现场施工情况表明:AutoTrack旋转导向钻井系统钻成的井眼光滑,摩阻在150kN以下,扭矩在14kN·m以下;机械钻速较高,配用模块马达,进一步提高了机械钻速,达到2.90m/h。在155℃高温下,AutoTrack旋转导向系统故障率较高。总体来讲AutoTrack旋转导向系统可以满足元坝超深水平井施工要求。     

尾管碰压工艺在深井尾管固井中的实践

尾管固井最大的缺点就是要钻水泥塞,为此,辽河石油勘探局钻井一公司和华北油田钻井研究院合作,进行碰压固尾管工艺的研究和深井现场试验,达到了固尾管后不留水泥塞的目的。文中介绍了尾管悬挂器的改进和碰压固尾管工艺,认为悬挂装置挂得住、倒得开、大小胶塞组合好、密封套密封好、能顺利提出,是碰压固尾管成败的关键;小钻杆通径、称重、测扭矩、计算收缩距等是成功的保证。     

柯深1井钻井工艺技术

塔里木盆地西南坳陷柯克亚构造压力层系复杂。深预探井柯深1井于1991年12月开钻,1994年8月完钻,9月完井,完钻井深6481m。这是我国的第三口深井,也是我国近年来所钻最深的一口井。该井二开?444.5mm钻头钻深3544.20m,?339.72mm套管下深3540.93m;三开?311.15mm钻头钻深5028.64m,?244.5mm套管下深5025.68m;四开?215.9mm钻头钻深6481m,取心1筒,进尺5.32m,岩心收获率100%,?177.8mm+?139.7mm复合尾管下深6479m,创多项同尺寸钻头钻深和同尺寸套管下深的国内最高纪录。本文主要介绍了柯深1井的钻井装备和钻井工艺。