深井超深井鉆井技術(shù)

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1、深井、超深井鉆井技術(shù)(一)90年代以來，國內(nèi)外深井、超深井鉆井技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢(shì)深井、超深井鉆井技術(shù)是一個(gè)國家綜合鉆井技術(shù)水平高低的標(biāo)志之一。深井鉆井技術(shù)發(fā)展方向是圍繞加快鉆井速度這一目標(biāo)，進(jìn)行深井配套技術(shù)、工具的研究，主要包括：鉆機(jī)、鉆頭、井下工具、鉆井泥漿等方面。深井鉆井技術(shù)將向深水平井鉆井技術(shù)發(fā)展。在國外已完成的深井中，大約有一半的井是探井。井深已從4500m提高到現(xiàn)在的12000m，世界紀(jì)錄是蘇聯(lián)科拉半島上的SG-3井，井深為12200m。目前，美國、前蘇聯(lián)、德國的超深井鉆井技術(shù)裝備和綜合技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位，其中美國是世界上鉆深井歷史最長(zhǎng)

2、、工作量最大和技術(shù)水平最高的國家。近年來，國外深井鉆井技術(shù)發(fā)展主要集中在鉆機(jī)、鉆頭、井下工具、鉆井泥漿等方面。深井鉆機(jī)功率大、性能好、自動(dòng)化程度高、配套設(shè)備性能可靠，從而在裝備上為快速打好深井提供了物質(zhì)上的準(zhǔn)備。鉆頭質(zhì)量好，品種全，選型合理，可獲得鉆頭耗用數(shù)少、鉆井進(jìn)尺多、鉆井速度快的好效果。鉆井液具有良好的熱穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性和剪切稀釋特性、固相含量低、高壓失水量低、可抗各種可溶性鹽類和酸性氣的污染。另外，運(yùn)用井下動(dòng)力鉆具提高鉆速、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、高強(qiáng)度鉆桿等工具配套齊全，使得國外深井鉆井速度快、事故少、成本低。90年代，美國在復(fù)雜地質(zhì)條件下所鉆成的

3、5口7500m左右的深探井，其完井周期最短的不到1年，最長(zhǎng)的不超過2年。目前，北海地區(qū)測(cè)量井深8000m左右的大位移井，其鉆井周期一般只是90d左右。如鉆一口5000m的井，平均使用鉆頭15～20只，鉆井周期約需45～70d：6000m的井用45～70只鉆頭，約125～150d；7000m的井用60～70只鉆頭，約175～200d。美國的深井平均單井成本要比世界其他地區(qū)的少40％～50％，其鉆井技術(shù)特點(diǎn)如表4-1所示。轉(zhuǎn)速高鉆壓大泵壓比水功率功率大鉆頭少進(jìn)尺多250～400r/min12?″40～50t；8?″25～30t一般泵壓24.5～28MPa

4、5000～6000m4000～4500hp，2臺(tái)1600hp的泥漿泵，1臺(tái)1200hp的泥漿泵純鉆占總時(shí)間的60%～70%表4-1　美國鉆井主要技術(shù)數(shù)據(jù)歸納起來說，深井快速鉆井技術(shù)國外一般從三個(gè)方面考慮：選擇大功率、高性能、自動(dòng)化程度高的鉆機(jī)，選用先進(jìn)的鉆頭，采用其他先進(jìn)設(shè)備和井下工具，裝備上要有優(yōu)勢(shì)；在工藝上實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控，優(yōu)化鉆井參數(shù)，用優(yōu)質(zhì)鉆井液進(jìn)行平衡或近平衡鉆井，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化鉆井作業(yè)；加強(qiáng)管理，盡量減少鉆井事故。近些年來隨著我國東西部向深層勘探開發(fā)步伐的加快，深井鉆井?dāng)?shù)量日趨增多，深井鉆井已成為我國油氣勘探開發(fā)的重要組成部分。截止到目前為止，我

5、國已累計(jì)完成深井930多口，超深井50多口。其中1991～1997年，共完成深井825口，平均井深4757.86m，平均鉆井周期188d，平均機(jī)械鉆速2.79m/h，平均單井消耗鉆頭32.24只。通過大量的深井鉆井實(shí)踐，我國深井鉆井技術(shù)水平有了較大的提高，主要圍繞提高深井機(jī)械鉆速進(jìn)行研究，如合理優(yōu)選PDC鉆頭；實(shí)施近平衡鉆井；優(yōu)選水力參數(shù)及機(jī)械參數(shù)等，取得很好的成效。其中塔里木盆地的深井鉆井速度提高最快，表明我國一些深井技術(shù)指標(biāo)已接近國際先進(jìn)水平，這是因?yàn)檠芯拷鉀Q了一些主要問題，如搞好全井設(shè)計(jì)，優(yōu)選鉆井參數(shù)，特別是選好上部大井眼段的參數(shù)，研究和改進(jìn)鉆

6、井液的性能使井壁穩(wěn)定，摸索出了一套解決巖鹽層和高壓鹽水層的鉆井液體系，推廣高效能鉆頭的使用。新疆塔里木、吐哈等油田與DBS等鉆頭公司合作，針對(duì)其不同地層巖石特性優(yōu)選專用高效能鉆頭，形成了不同地層鉆頭系列組合，大大地提高了深井鉆進(jìn)速度。(二)主要技術(shù)發(fā)展應(yīng)用情況1.國外主要技術(shù)發(fā)展應(yīng)用情況(1)深井鉆井模擬技術(shù)美國、英國等鉆井技術(shù)發(fā)達(dá)國家都有全尺寸深井鉆井模擬試驗(yàn)室，可以模擬5000m以上井深的溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)，并用1:l的鉆井設(shè)備進(jìn)行模擬實(shí)鉆。其數(shù)據(jù)信息可準(zhǔn)確表現(xiàn)深井鉆井實(shí)況，以在實(shí)鉆中采取正確的鉆井技術(shù)，驗(yàn)證工藝及工具的效果和可靠性，減少投資，提高鉆

7、井效率。(2)復(fù)雜深井、超深井采用的套管柱程序(表4-2)　地區(qū)及井號(hào)套　管　柱　程　序?美加利福尼亞934-29R井?914.4+560.4+508+406.4+273.1+196.9(尾管)+127(尾管)?沙特阿拉伯Khuff井?914.4+762+609.6+473.1+339.7+244.5+177.8(尾管)+114.3(尾管)?美得克薩斯NPI960-L1井?1219.2+914.4+560.4+473.1+355.6+273.1(尾管)+228.6裸眼完井?美懷俄明州Bighoml-5井?762+508+406.4+301.6+250

8、.8(尾管)+196.9(尾管)+139.7(尾管)?美阿克拉何馬州DanvilleA1井?762+609.