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位置：中華職工學習網 >> 職工學習中心 >> 勘測及礦物開采人員 >> 鉆井人員 >> 正文

標題：大慶油田鉆井技術現狀與發展方向
日期：2007/6/18 源自:中華職工學習網	【字體：】

大慶油田經過45年的開發歷程，針對油田不同開發階段出現的主要矛盾，逐步發展完善了以早期注水、分層開采、加密調整、聚合物驅油為主導的系列開發技術，并形成了一套大型陸相多層砂巖油田開發理論。大慶油田鉆井技術也一直不斷地在發展和創新，形成了具有顯明特色的技術系列，為保證油田開發方案的實施，實現大慶油田的穩產高產做出了巨大貢獻。
　　1 大慶油田鉆井技術現狀
　　大慶油田目前鉆井數約為50000多口井中，除了2000多口探井外，大多是2000ｍ以內的中深井。從1960年會戰開始，不斷發展了中深井優質快速鉆井技術。1980年開始大面積鉆調整井以來，又不斷發展和完善了一整套以提高調整井固井質量為核心的調整井鉆井、固井技術。伴隨著大慶油田勘探開發的步伐，以滿足油田勘探開發的需要為目的，圍繞著“五提高、二保護”的鉆井技術發展戰略，經過科研攻關，目前已形成了具有大慶特色的調整井、開發井、深探井、定向水平井、欠平衡鉆井、取心和套管先期防護等鉆井完井配套技術系列。
　　1.1 調整井鉆井完井配套技術
　　經過幾十年的科技攻關和鉆井實踐，大慶油田調整井鉆井開展并完善了地質預測技術、降壓泄壓技術、防漏堵漏技術、防斜防卡技術、薄層固井工藝技術等，形成一套成熟、高效、實用的綜合配套技術，包括調整井薄層固井技術在內的高含水后期鉆井完井技術，整體達到了國際先進水平。
　�。�1）完成了固井防竄機理、固井頂替模擬技術、射孔對水泥環損傷機理、地層流體滲流對固井質量的影響機理、固井二界面膠結機理和A級油井水泥脹縮性能等方面的研究，形成了一套大慶油田調整井固井的基礎理論；
　�。�2）針對調整井鉆井區塊多、地下情況復雜的實際，在調整井地層壓力預測與控制技術和地層流體流速的預測與控制技術基礎上，建立并完善了完井電測孔隙壓力剖面自動掃描技術、調整井鉆井地質分層設計軟件包和采油井補孔泄壓技術，固井質量評價方法和室內實驗裝置等，使調整井地質預測與控制技術又上了一個新的臺階；
　�。�3）開展了以提高薄層固井質量為重點的技術研究，形成了從實驗—理論—應用等綜合配套技術。
　　1.2 定向井、水平井鉆井完井技術
　　從“八五”開展定向水平井的科研攻關以來，定向井、水平井鉆井技術已作為常規鉆井技術應用于各類型的油藏開發。水平井產量是直井的4～8倍，其成本為直井的1.5～2倍。從2002年開始，利用引進的LWD隨鉆測井系統進行隨鉆測井，提高了超薄油層水平井鉆井技術能力，在定向井、水平井的井眼設計和控制技術方面具備了和國內外技術競爭的實力。目前已經累計完成水平井40多口。
　�。�1）形成了以降低綜合成本、滿足油田開發需要的定向井、叢式井和斜直井鉆井完井配套技術。
　�。�2）形成了以古平1井為代表的能在4m厚裂縫性砂巖內鉆成1001m的水平段的中曲率半徑水平井的探井鉆井完井配套技術；
　�。�3）形成了以金側平-6井和高160-側平38井為代表的提高老油田采收率的φ139.7mm套管內開窗側鉆水平井配套技術；
　�。�4）推廣薄層水平井技術，形成了以開發外圍三低油田和調整井剩余油為主的能夠在0.6～0.8m薄油層內鉆進的階梯和波浪式水平井鉆井完井技術；
　�。�5）完善常規水平井配套技術，開展了水平井水基鉆井液體系的科研攻關，研制開發了一套適合大慶油田地質特點的水平井水基鉆井液體系；
　�。�6）開展了三維水平井鉆井技術的研究，成功解決了水平段軌跡控制的難點，實現了兩個水平段之間的轉換，水平段方位變化46º，并在委內瑞拉進行了8口井的現場應用。
　　1.3 深探井鉆井完井配套技術
　　進入“九五”以來，隨著勘探向深部氣層的發展，鉆深井的數量和深度有了大幅度增加。目前，大慶油田的深井鉆井都是探井，深層天然氣的勘探仍是今后勘探的重點。深井地層存在地溫梯度高、巖石硬、傾角大和巖石可鉆性極值高等技術難點。“十五”末，平均井深3725m，平均建井周期126.2d，平均機械鉆速3.73m/h。通過技術攻關形成了以葡深1井、達深1井為代表的深井鉆井完井技術，在提高鉆速和保護儲層上取得了較大進步。
　　（1）形成了以提高機械鉆速和降低復雜情況為主的外圍深井鉆井配套技術；
　　（2）形成了以井壁穩定和保護儲層為重點的鉆井液體系評價和應用技術；
　�。�3）形成了以提高頂替效率和深層氣固井質量為主的長封井固井技術，開展了1.35～1.50g/cm3的SW低密度、批混低密度水泥漿和CO2氣井固井防腐技術的研究并進行了應用，滿足了長封井固井的要求。
　�。�4）形成了滿足不同工況的抗溫220℃的油包水鉆井液和抗180℃水基鉆井液體系；進行了抗250℃油包水鉆井液技術研究，以適應更深井的鉆探需要；
　�。�5）形成了滿足不同固井要求的水泥外加劑體系，其中DHL抗高溫水泥漿體系達到了國內領先水平，適用循環溫度達171℃；
　　（6）完成了葡深1井鉆井完井施工，在抗高溫、井控技術、預防鉆具失效技術、深層取心技術等方面都有不同程度的完善與提高；
　　（7）形成了解決多壓力層系及長封井段固井質量問題的深井固井基礎理論，開展了頂替機理、固井后水氣竄規律、高溫水泥石物化性能等研究。
　　1.4 小井眼鉆井完井配套技術
　　在“九五”期間，借鑒國外油公司在小井眼方面成功的經驗，結合油田的具體實際情況，通過開展小井眼鉆井完井配套技術的科技攻關，完成65口的小井眼鉆井現場試驗，推廣應用了500口井。平均機械鉆速達到同地區普通井水平，278口小井眼井井身質量合格率均為100%，節約鉆井直接成本達到了17.12%，大幅度降低了鉆井成本，形成了一套適于大慶油田的φ152.4mm小井眼鉆井完井配套技術。
　　（1）開展了小井眼鉆柱結構設計及鉆柱動力學、鉆井液流變性、小間隙固井頂替效率的研究，形成了小井眼鉆井基本理論；
　　（2）形成了以提高鉆速降低成本為主的小井眼優選參數鉆井技術；
　�。�3）形成了以提高潤滑防卡、防塌、防漏的小井眼鉆井液體系；
　　（4）形成了以小環隙固井技術為主的開發井小井眼完井技術；
　�。�5）形成了以水力加壓工具為主的開發井小井眼井下工具系列。
　　1.5 欠平衡鉆井完井配套技術
　　在“十五”期間，以發展配套技術為重點，進一步發展欠平衡鉆井技術。完成了欠平衡鉆井專用設備的研制與現場試驗；拓寬欠平衡鉆井技術的應用領域；滿足勘探開發對欠平衡鉆井技術的需要，截止到目前為止，在13口中應用了流鉆欠平衡鉆井技術，在升深2-17井和徐深21井試驗了氣基流體鉆井技術，在提速和發現儲層上見到了較好的效果。
　　（1）確立了一套適合大慶長垣東部地層特點的欠平衡鉆井完井工藝配套技術；
　�。�2）研制出適合大慶長垣地層特點的抗溫180C低密度水包油鉆井液體系；
　�。�3）建立了一套欠平衡鉆井基礎理論計算模型，并編制了計算機軟件；
　�。�4）形成了一套地面監測和隨鉆井下壓力溫度測試技術，精確控制井下負壓；
　　（5）開發了以降低成本和具有自主知識產權的專用設備和檢驗試驗裝置，取得較好現場實驗效果；
　�。�6）開展了以提高鉆井速度、有利發現和保護儲層的升深2-17井充氣鉆井完井技術的研究，提高鉆速達30%～60%。
　�。�7）開展了以提高深層鉆井機械鉆速為主的徐深21井空氣鉆井完井技術的研究與試驗，平均機械鉆速為9.15m/h，鉆速提高4～6倍，取得了較好的試驗效果。
　　1.6 特殊工藝井鉆井完井配套技術
　　“十五”期間已經開展了套管鉆井、大位移井和分支井的鉆井完井技術研究，但是對特殊工藝井的研究仍比較薄弱，與國外先進技術相比差距還很大。
　�。�1）開展了套管鉆井技術的研究，自行研制了抗扭套管等配套的工具和設備，在沒有頂驅的情況下完成了1口φ339.7mm、3口φ273mm，已經具備了φ177.8mm、φ139.7mm油層套管鉆井的現場試驗能力；
　�。�2）開展了分支井鉆井完井配套技術研究，已經具備了在薄油層內進行雙分支水平井現場試驗的能力；
　�。�3）開展了大位移鉆井完井技術的研究，初步具備了實施大位移鉆井的現場試驗的水平。
　　1.7 取心技術
　　近幾年通過對取心設備和工具的不斷改進與完善，使取心技術有了一個質的飛躍，從設備配套、工具及取心鉆頭配套、巖心分析化驗到現場技術人員配套上都上了一個臺階。形成了保壓取心、密閉取心、定向保液取心、繩索取心等取心工藝技術系列。先后在大慶、海拉爾、吐哈油田和新疆油田進行了7口保壓取心現場應用。
　　（1）完成了常規、密閉取心工具系列化，形成了一套常規、密閉取心工藝技術；
　�。�2）開發了水平井、小井眼和特殊工藝取心工具，形成了以水平井和小井眼取心為主的特殊取心工藝技術；
　　（3）研制開發了保壓取心鉆頭和保壓取心工具，形成了一整套保壓取心技術。
　　1.8 儲層保護技術
　　圍繞油氣層保護這一核心技術，“十五”期間形成了抗高溫鉆井液、水包油鉆井液等體系，滿足了油田經濟有效的勘探開發，發揮出巨大的作用。針對勘探開發對油氣層保護工作提出的迫切要求，從發展鉆井液技術出發，配合油田勘探開發全過程油氣層保護的需要，在深化儲層保護機理研究的基礎上，實現以暫堵技術為重點的儲層保護應用技術上的新突破，全面提高鉆井過程中的儲層保護的現場效果。
　�。�1）推廣應用了甲酸鹽、水包油等鉆井液體系；
　　（2）深化基礎理論研究，開展深部裂縫性儲層的損害機理研究，在理論研究上取得突破，為新技術的開發與應用提供理論支持；
　�。�3）完善和發展了鉆井液體系，如硅酸鹽鉆井液、白油鉆井液、水平井水基鉆井液、深井水基鉆井液等；
　　（4）形成了滿足不同工況要求的鉆井液體系，其中抗溫220℃的油包水鉆井液和甲酸鹽鉆井液技術已經成熟；開展了抗250℃油包水鉆井液技術的研究，在技術指標從220℃的基礎上提高到了250℃，能夠適應更深井的鉆探需要，同時開展了抗180℃水基鉆井液研究與試驗。
　　1.9 套管先期保護技術
　　鉆井系統從油田穩產的大局出發，著眼于套管的先期保護，在套損機理研究的基礎上，與其它部門密切配合，研究和應用多項技術，在套管保護上做了大量工作，基本控制了非封固段的套損問題，取得了較好的效果。
　�。�1）開展了高壓注水、泥巖蠕變、套管受力分析、套損機理等方面的研究，并建立了室內模擬試驗裝置，形成了以套損機理為主的套損基礎理論；
　�。�2）形成了以計算套管受力、地層位移載荷和套管強度校核為主的套損區套管柱設計技術；
　　（3）形成了防護嫩二底油頁巖處的擴孔、油層封隔器、伸縮接頭、雙級注水泥工具和油層保護液等五項套管保護技術；
　�。�4）形成了以控制水泥面為主的標準層以上非封固段套管損壞的套管先期保護技術，有效解決了非封固段套管損壞問題；
　　（5）開展了長膠筒封隔器和雙卡封隔器防護油層封固段套管損壞技術的研究與試驗。
　　1.10 實驗室儀器設備和檢測裝置
　�。�1）鉆井液綜合實驗室：除具備了鉆井液常規性能檢測設備外，還裝備了FDS-800-10000型高溫高壓動態地層傷害測試系統、JHDS型高溫高壓動損害儀、Malvern2000型激光粒度儀，MA2000沉降穩定儀、CAS6000高溫高壓頁巖膨脹儀、FP-9100-02高溫高壓動態濾失測試儀等國際先進的實驗儀器。并自行研制了二界面泥餅性能實驗裝置以及防漏堵漏模擬裝置。還擁有鉆井助劑質檢站，通過省級計量認證，主要進行鉆井用各種助劑質量檢測，可以進行降失水劑、降粘劑、重晶石、提粘劑等10余類50多種產品的300余項性能參數的分析檢測。
　�。�2）固井綜合實驗室：具有國際領先水平的固井實驗設備，除具有固井水泥檢驗的常規設備外，還裝備了美國千德樂公司的水泥漿高溫高壓稠化儀、高溫高壓流變儀、膠凝強度儀、雙缸高溫高壓養護釜、攪拌式失水儀等進口儀器設備10余臺。并自行研制了固井頂替裝置、水氣竄裝置、水滲流模擬裝置、水泥石動態力學性能檢測裝置、射孔和驗竄裝置等。成立了油水井封固材料性能檢測實驗中心，1999年10月通過國家計量認證，現已成為國內具有九十年代國際先進水平開放性實驗室。
　�。�3）鉆井綜合模擬實驗室：大慶鉆井全尺寸綜合模擬試驗裝置，是具有國內領先水平的大型鉆井試驗裝置，是中國石油天然氣集團公司的一項多學科聯合攻關的重大科研項目，是國內功能最全、唯一能模擬6000m井底壓力環境的鉆井全尺寸模擬試驗裝置。是國內唯一具有鉆頭、鉆具減震器、隨鉆震擊器、套管外封隔器、注水用配水器、浮箍浮鞋、修井用打撈工具、鉆井井下工具隨鉆動態測試等項目檢測能力的實驗室，同時還可為部分鉆頭、防斜鉆具、井下工具的研制進行中間試驗。
　　1.11 鉆井工程設計與監督
　　擁有引進的LANDMARK軟件、MAURER軟件、鉆柱力學分析軟件、侏羅紀鉆井設計格式、數據庫、巖石可鉆性分析等軟件，并按國家標準自行開發了鉆井設計軟件，建成了鉆井工程數據庫、勘探井史數據庫、鉆井工程查詢系統。1998年6月通過中國石油天然氣集團公司鉆井工程資質認證，標志鉆井工程設計水平達到了國際標準。具備了進行中深探井、定向叢式井、水平井、復雜深井、欠平衡井、區塊開發井、區塊調整井等各種井型的鉆井工程設計能力。
　　2 與國內外先進技術的差距
　　從鉆井發展的歷程來看，大慶油田鉆井技術經過多年的科研攻關，形成了具有一定規模的大慶特色的系列技術，但是鉆井技術的發展基本上都是以跟蹤研究為主，具有自己特色的技術很少，在國內外市場上的競爭力還不強。特別是進入90年代以來，國外發展了不少鉆井新技術，如旋轉自動閉環鉆井系統，垂直鉆井系統、智能井技術、膨脹管技術、光纖技術、井下三維可視化鉆井技術、隨鉆地層壓力測試技術等。
　　大慶油田通過科技攻關和不斷引進先進技術裝備與生產線，大大縮短了在鉆井技術和裝備上與國內外的差距。但是在電驅動鉆機、小井眼鉆機、連續管鉆井等裝置上還有很大差距。引進了MPR、LWD等先進的無線隨鉆測量儀器，但是還不能自行研制開發，在特殊工藝井上還沒有使用旋轉自動導向鉆井系統。雖然引進并自行研制了欠平衡鉆井配套設備，正在引進氣體鉆井專用設備，但是從整體上來說，大慶油田與國際先進水平相比還有一定的差距。
　　目前的差距主要表現在以下幾個方面：
　　（1）由于大多數技術都是跟蹤模仿研究，故具有自己知識產權的技術和產品少，還沒有比較成熟的具有自己特色的技術裝備，在國際市場上的競爭力還不強。
　�。�2）在水平井方面，雖然在側鉆水平井和薄層水平井技術方面處于國內領先水平，但是與國外還有一定差距，還沒有開展短半徑水平井和徑向水平井鉆井技術的科研攻關，沒有研制開發相應的配套儀器和設備，還不能形成綜合配套技術；
　　（3）雖然開展了大位移、分支井鉆井完井技術的科研攻關，解決了許多關鍵技術難題，但是還沒有進行現場試驗，與國外的技術水平還有很大差距，無法發揮出技術優勢；
　　（4）在套管鉆井技術方面，研制開發了一些具有自主知識產權的配套技術，并已經進行了表層套管現場試驗，具備了油層套管鉆井現場實驗能力，但是在套管鉆機、可回收式鉆頭等關鍵技術上還沒有突破；
　�。�5）國外已經發展和完善了旋轉自動閉環鉆井系統，垂直鉆井系統、智能井技術、連續管鉆井技術、光纖技術、井下三維可視化鉆井技術、隨鉆地層壓力測試技術、膨脹管技術等，對我們很適用，但研究開發力度很不夠，有些技術還是空白。
　　3 大慶油田鉆井技術發展方向
　　“十一五”期間，大慶油田的鉆井技術發展將進一步體現“發展完善，攻關創新，超前儲備”的技術發展戰略。重點圍繞十四個方向開展技術攻關：
　　3.1 進一步發展完善固井技術
　　“十一五”期間，固井技術的發展要在特殊工藝井固井技術、調整井固井技術、深井天然氣井固井技術等方面進一步開展固井基礎理論研究和應用技術研究，滿足油田開發縮短隔層厚度對固井質量的要求，滿足小井距（100m）對固井質量的要求，滿足天然氣井對固井質量的要求。
　　3.2 進一步發展完善儲層保護與鉆井液技術
　　“十一五”期間，儲層保護與鉆井液技術的發展要使儲層保護在理論上和應用技術上實現新的突破，攻關多種入井流體的綜合評價技術和現場評價技術，使儲層保護向油田儲層保護綜合評價中心方向發展。要繼續開展井壁穩定技術、環保技術、新型鉆井液體系及處理劑的研究與開發。
　　3.3 進一步發展完善欠平衡鉆井技術
　　“十一五”期間，欠平衡鉆井技術要進一步發展和完善，要攻關全過程欠平衡鉆井技術，開展欠平衡鉆井后的完井方式研究，開發低滲透油田和枯竭性油田欠平衡鉆井技術，研究與其它鉆井技術的集成，完善裝備配套。
　　3.4 進一步發展鉆井與完井工具技術
　　“十一五”期間，要進一步發展鉆井新型工具和完井新型工具，同時機械技術研究要向地面裝備方向發展，要進一步開展油層套管先期保護技術研究，進一步完善固井封隔器系列，擴大其推廣應用規模和國內市場。
　　3.5 進一步發展定向井水平井技術
　　“十一五”期間，開展定向井水平井技術服務的同時，要研發自己的獨有技術和配套技術，要消化吸收引進裝備和技術進行再創新，向地質導向、旋轉導向等高技術方向發展。
　　3.6 進一步發展取心技術
　　“十一五”期間，取心技術要向深層取心技術、特殊地層取心技術、特殊工藝井取心技術、特種取心技術方向發展，完善保壓取心技術。
　　3.7 進一步發展套管鉆井技術
　　“十一五”期間，進一步開展套管鉆井技術的攻關研究，通過技術攻關和進一步完善，達到降低鉆井成本的目的，達到規模應用的程度，形成核心技術。
　　3.8 進一步發展氣體鉆井技術
　　“十一五”期間，氣體鉆井技術要重點開展配套技術攻關，開展各種條件下的不同氣體介質的應用技術研究，開發空氣錘技術和氣體鉆井數據采集與監測技術等配套技術，開展氣體鉆井裝備在油田開發其它領域的應用研究�！笆晃濉逼陂g，氣體鉆井技術要成為鉆井院新的核心技術，成為重要的經濟增長點。
　　3.9 進一步發展深井高溫鉆井完井技術
　　“十一五”期間，隨著勘探的需要，超過5000m深的井將會越來越多，深井高溫鉆井完井技術成為迫切需要。在“十五”的基礎上要進一步發展高溫固井技術、高溫鉆井液技術、高溫井下工具技術和高溫條件下的其它配套技術，在“十一五”期間形成高溫鉆井完井核心技術。
　　3.10 進一步發展分支井鉆井完井技術
　　“十一五”期間，要在吸收消化國內外分支井技術的基礎上，通過進一步攻關，形成適合大慶油田特點的獨有分支井鉆井完井技術，向分支更多、形狀更復雜、完井方式更高級的方向發展，達到規模應用的程度，形成新的核心技術。
　　3.11 發展鉆井信息技術與自動化鉆井技術
　　“十一五”期間，要在鉆井信息技術和自動化鉆井技術方面取得突破。開展信息的無線傳輸技術研究，自動化閉環鉆井系統研究，進行鉆井工程實用軟件的開發和鉆井自動化儀器儀表的開發，進一步發揮中國鉆井網的作用。
　　3.12 發展連續管鉆井技術
　　“十一五”期間，對連續管鉆井技術要進行應用條件的研究，成本與效益分析的研究和關鍵技術的攻關研究。
　　3.13 發展跨學科一體化技術和單項關鍵技術
　　“十一五”期間，要開展跨學科方面的聯合攻關，重點開展隨鉆地震技術、隨鉆測井解釋技術、鉆井—測井—錄井一體化技術的研究。此外還要大力開展鉆井過程中地層壓力測試技術研究等一些關鍵的單項技術研究。
　　3.14 超前儲備前沿鉆井技術
　　“十一五”期間，要全面開展國內外先進鉆井技術的調研工作，要對國內外的最新鉆井技術進行密切的跟蹤，同時開展前沿技術的預研工作，為“十一五”技術研究提供支持，為技術的發展做好充分準備。
　　參考文獻
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