超深井钻井技术及发展趋势研究

摘要：随着剩余油气资源的不断减少，深部油气资源逐渐成为了油气田企业关注的重点，超深井钻井技术是勘探开发深部油气资源不可或缺的关键技术。本文主要对我国超深井钻井技术现状进行了阐述，在此基础上，对超深井钻井关键技术进行了研究，并对超深井钻井技术的发展趋势进行了展望。

关键词：超深井;钻井技术;现状;发展趋势

超深井是指完钻井深在 6000m以上的油气井，超深井钻井技术代表着一个油田的勘探开发技术水平，超深井钻井技术的高低，直接影响着一个油田的勘探开发效率和市场竞争力。我国超深井钻探主要集中在塔里木盆地、准格尔盆地和四川盆地。在超深井钻井过程中经常会遇到很多困难，主要表现在事故频出，钻井周期长，钻井成本高等，极大的阻碍了油气田的勘探开发步伐，使勘探开发成本居高不下，因此，对超深井钻井技术研究具有非常重要的现实意义。

1我国超深井钻井技术发展现状

由于我国对超深井钻井技术的研究起步较晚，因此在技术水平、设备工具和操作水平方面都存在很多不足，在钻井过程中，经常会出现各种事故，钻井速度慢，投入的成本较高。另外，我國大多数油藏都分布在地形情况复杂的西部地区，地层岩石泥质含量大，容易水化造成井壁失稳，造成井下多种复杂事故的发生。在进行超深井钻井时，由于深部地层压力和温度都比较大，因此，要合理选择钻井液的类型，通常情况下，选用的钻井液应具有良好的抗温、抗压和防坍塌性能，同时，高温高压的环境也对钻井设备提出了更高的要求。而且，超深井钻井还容易出现气窜、漏失等问题，大多数井眼存在上部井眼尺寸大、下部井眼尺寸小的情况，使得钻井使用的工具受到了极大的限制，导致钻井速度低，长时间的钻进使得井下钻具等设备磨损严重，影响了正常的施工进度。

2超深井钻井技术研究

2.1井身结构设计技术

超深井井身结构设计技术是保障超深井能够安全、优质、高效施工的基础，以往的井身结构设计方法是自下而上，以成本最优为目的，在满足钻井施工安

全的前提下，使套管层次最少，套管下深最浅。随着研究的不断深入，结合所钻地区的地层、地质特点的不同，发现原有的井身结构设计在某些方面存在一定的缺陷。近年来，通过对原有设计方法和生产井、探井的要求不同进行分析，在传统的自下而上的井身结构设计方法的基础上，提出了自上而下的设计方法。该方法可以使套管层次下入最少，每层套管下入最深，更有利于实现安全、优质、高效钻井的目的，达到地质要求的目标。

2.2防斜打快技术

在超深井钻井施工过程中，由于地层软硬交错，地层走向及倾角大小不同，井斜问题十分突出，严重影响着井身质量。以往研究过程中认为，井斜和所施加的钻压有很大关系，这种研究主要停留在静力学范畴内，在易斜地层进行钻进时，为了控制井斜，往往需要施加小钻压，甚至轻压吊打，严重制约着机械钻速，从而使快速钻进和防斜打直的矛盾更加突出。为了提高机械钻速，提出了光钻铤大钻压 防斜打快技术，该技术是建立 在底部钻具涡动状态基础上的，通过施加足 够大的钻压才能满足要求。传统认为，光钻 铤钻具组合不能施加大的钻压，甚至要轻压 吊打，而光钻铤大钻压防斜打快技术正好与之相 反，要控制井斜必须施加大的钻压，使底部 钻具处于螺旋涡动状态，从而实现防 斜打快的效果。

2.3 超深井固井技术

超深井固井技术的难点是在于如何控制由于高温高压条件下引起的应力变化而破坏固井质量。超深井井底地层压力高，需要使用超高密度水泥浆体系进行封固，国内现阶段主要使用丁苯乳胶体系，适用温度达到170℃，具有良好的防气窜性、抗失水性、流变性和稳定性。另外，高温会破坏水泥环整体性，从而导致层间封隔失效，因此，要选用合适的水泥浆体系来满足现场施工的需求。目前，国内已针对这一问题开发出了柔性水泥浆，该体系特点是杨氏模量低、柔性高。

2.4超深井钻井液技术

超深井钻井液体系主要有油基、水基和气体三类，油基钻井液成本高、稳定性好，水基钻井液成本低 、稳定性较差。气体钻井液对防止地层水化膨胀、垮塌和漏失具有非常重要的作用。在超深井钻井过程中，温度和压力会对泥浆密度产生一定的影响，通常，温度变化带给水基泥浆密度的影响大于压力变化产生的影响。在温度、压力共同上升的情况下，泥浆密度是减小的。不同类型的泥浆，其流变性能的变化随着温度、压力的变化不同。对于温度而言，当温度升高时，泥 浆的塑性粘度和动切力都会迅速降低。对于压力而言，随着压力的升高，泥浆的动切力增大，塑性粘度变化并不明显。

3超深井钻井技术发展趋势

超深井钻井技术的发展以现代钻井技术的发展为基础，重点解决高温高压、多压力系统、山前构造、难钻地层等深井钻井难点。现代钻井技术发展以现代科学技术为基础，以提高勘探开发综合效益为目标，其主导发展趋势为以信息论。系统论和控制论为理论基础，把以计算机技术为核心的遥测、遥传、遥控技术融入钻井工程技术，用钻井高新技术改造传统的钻井技术，向智能化、自动化钻井方向发展，创造最大化的勘探开发经济效益和社会效益。综合而言，未来，超深井钻井技术发展趋势主 要有以下三方面：（1）向集成化、信息化、智能化、自动化方向发展;（2）向有利于提高油气采收率方向发展;（3）向高效破岩技术方向发展。

4结束语

综上所述，超深井钻井技术对于深部地层油气资源的勘探开发具有非常重要的意义。目前，虽然我国超深井钻井技术取得了一定的成果，但是与欧美等先进国家相比还有差距。为了应对未来更加高难度的超深井钻井安全，科技人员应加大科研攻关力度，形成配套的成熟钻井技术，不断提高超深井钻井技术水平。

参考文献：

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[3]于文平. 我国深井钻井技术发展的难点及对策[J].中外能源，2010，15（6）：73-75.

作者简介：张斌（1988-），男，浙江东阳人，助理工程师，从事钻井施工管理工作。