大庆油田钻井技术现状与发展方向
http://www.51xue.org.cn 2007/6/18 源自:中华职工学习网 【字体：
】
】
大庆油田经过45年的开发历程，针对油田不同开发阶段出现的主要矛盾，逐步发展完善了以早期注水、分层开采、加密调整、聚合物驱油为主导的系列开发技术，并形成了一套大型陆相多层砂岩油田开发理论。大庆油田钻井技术也一直不断地在发展和创新，形成了具有显明特色的技术系列，为保证油田开发方案的实施，实现大庆油田的稳产高产做出了巨大贡献。
1 大庆油田钻井技术现状
大庆油田目前钻井数约为50000多口井中，除了2000多口探井外，大多是2000ｍ以内的中深井。从1960年会战开始，不断发展了中深井优质快速钻井技术。1980年开始大面积钻调整井以来，又不断发展和完善了一整套以提高调整井固井质量为核心的调整井钻井、固井技术。伴随着大庆油田勘探开发的步伐，以满足油田勘探开发的需要为目的，围绕着“五提高、二保护”的钻井技术发展战略，经过科研攻关，目前已形成了具有大庆特色的调整井、开发井、深探井、定向水平井、欠平衡钻井、取心和套管先期防护等钻井完井配套技术系列。
1.1 调整井钻井完井配套技术
经过几十年的科技攻关和钻井实践，大庆油田调整井钻井开展并完善了地质预测技术、降压泄压技术、防漏堵漏技术、防斜防卡技术、薄层固井工艺技术等，形成一套成熟、高效、实用的综合配套技术，包括调整井薄层固井技术在内的高含水后期钻井完井技术，整体达到了国际先进水平。
（1）完成了固井防窜机理、固井顶替模拟技术、射孔对水泥环损伤机理、地层流体渗流对固井质量的影响机理、固井二界面胶结机理和A级油井水泥胀缩性能等方面的研究，形成了一套大庆油田调整井固井的基础理论；
（2）针对调整井钻井区块多、地下情况复杂的实际，在调整井地层压力预测与控制技术和地层流体流速的预测与控制技术基础上，建立并完善了完井电测孔隙压力剖面自动扫描技术、调整井钻井地质分层设计软件包和采油井补孔泄压技术，固井质量评价方法和室内实验装置等，使调整井地质预测与控制技术又上了一个新的台阶；
（3）开展了以提高薄层固井质量为重点的技术研究，形成了从实验—理论—应用等综合配套技术。
1.2 定向井、水平井钻井完井技术
从“八五”开展定向水平井的科研攻关以来，定向井、水平井钻井技术已作为常规钻井技术应用于各类型的油藏开发。水平井产量是直井的4～8倍，其成本为直井的1.5～2倍。从2002年开始，利用引进的LWD随钻测井系统进行随钻测井，提高了超薄油层水平井钻井技术能力，在定向井、水平井的井眼设计和控制技术方面具备了和国内外技术竞争的实力。目前已经累计完成水平井40多口。
（1）形成了以降低综合成本、满足油田开发需要的定向井、丛式井和斜直井钻井完井配套技术。
（2）形成了以古平1井为代表的能在4m厚裂缝性砂岩内钻成1001m的水平段的中曲率半径水平井的探井钻井完井配套技术；
（3）形成了以金侧平-6井和高160-侧平38井为代表的提高老油田采收率的φ139.7mm套管内开窗侧钻水平井配套技术；
（4）推广薄层水平井技术，形成了以开发外围三低油田和调整井剩余油为主的能够在0.6～0.8m薄油层内钻进的阶梯和波浪式水平井钻井完井技术；
（5）完善常规水平井配套技术，开展了水平井水基钻井液体系的科研攻关，研制开发了一套适合大庆油田地质特点的水平井水基钻井液体系；
（6）开展了三维水平井钻井技术的研究，成功解决了水平段轨迹控制的难点，实现了两个水平段之间的转换，水平段方位变化46º，并在委内瑞拉进行了8口井的现场应用。
1.3 深探井钻井完井配套技术
进入“九五”以来，随着勘探向深部气层的发展，钻深井的数量和深度有了大幅度增加。目前，大庆油田的深井钻井都是探井，深层天然气的勘探仍是今后勘探的重点。深井地层存在地温梯度高、岩石硬、倾角大和岩石可钻性极值高等技术难点。“十五”末，平均井深3725m，平均建井周期126.2d，平均机械钻速3.73m/h。通过技术攻关形成了以葡深1井、达深1井为代表的深井钻井完井技术，在提高钻速和保护储层上取得了较大进步。
（1）形成了以提高机械钻速和降低复杂情况为主的外围深井钻井配套技术；
（2）形成了以井壁稳定和保护储层为重点的钻井液体系评价和应用技术；
（3）形成了以提高顶替效率和深层气固井质量为主的长封井固井技术，开展了1.35～1.50g/cm3的SW低密度、批混低密度水泥浆和CO2气井固井防腐技术的研究并进行了应用，满足了长封井固井的要求。
（4）形成了满足不同工况的抗温220℃的油包水钻井液和抗180℃水基钻井液体系；进行了抗250℃油包水钻井液技术研究，以适应更深井的钻探需要；
（5）形成了满足不同固井要求的水泥外加剂体系，其中DHL抗高温水泥浆体系达到了国内领先水平，适用循环温度达171℃；
（6）完成了葡深1井钻井完井施工，在抗高温、井控技术、预防钻具失效技术、深层取心技术等方面都有不同程度的完善与提高；
（7）形成了解决多压力层系及长封井段固井质量问题的深井固井基础理论，开展了顶替机理、固井后水气窜规律、高温水泥石物化性能等研究。
1.4 小井眼钻井完井配套技术
在“九五”期间，借鉴国外油公司在小井眼方面成功的经验，结合油田的具体实际情况，通过开展小井眼钻井完井配套技术的科技攻关，完成65口的小井眼钻井现场试验，推广应用了500口井。平均机械钻速达到同地区普通井水平，278口小井眼井井身质量合格率均为100%，节约钻井直接成本达到了17.12%，大幅度降低了钻井成本，形成了一套适于大庆油田的φ152.4mm小井眼钻井完井配套技术。
（1）开展了小井眼钻柱结构设计及钻柱动力学、钻井液流变性、小间隙固井顶替效率的研究，形成了小井眼钻井基本理论；
（2）形成了以提高钻速降低成本为主的小井眼优选参数钻井技术；
（3）形成了以提高润滑防卡、防塌、防漏的小井眼钻井液体系；
（4）形成了以小环隙固井技术为主的开发井小井眼完井技术；
（5）形成了以水力加压工具为主的开发井小井眼井下工具系列。
1.5 欠平衡钻井完井配套技术
在“十五”期间，以发展配套技术为重点，进一步发展欠平衡钻井技术。完成了欠平衡钻井专用设备的研制与现场试验；拓宽欠平衡钻井技术的应用领域；满足勘探开发对欠平衡钻井技术的需要，截止到目前为止，在13口中应用了流钻欠平衡钻井技术，在升深2-17井和徐深21井试验了气基流体钻井技术，在提速和发现储层上见到了较好的效果。
（1）确立了一套适合大庆长垣东部地层特点的欠平衡钻井完井工艺配套技术；
（2）研制出适合大庆长垣地层特点的抗温180C低密度水包油钻井液体系；
（3）建立了一套欠平衡钻井基础理论计算模型，并编制了计算机软件；
（4）形成了一套地面监测和随钻井下压力温度测试技术，精确控制井下负压；
（5）开发了以降低成本和具有自主知识产权的专用设备和检验试验装置，取得较好现场实验效果；
（6）开展了以提高钻井速度、有利发现和保护储层的升深2-17井充气钻井完井技术的研究，提高钻速达30%～60%。
（7）开展了以提高深层钻井机械钻速为主的徐深21井空气钻井完井技术的研究与试验，平均机械钻速为9.15m/h，钻速提高4～6倍，取得了较好的试验效果。
1.6 特殊工艺井钻井完井配套技术
“十五”期间已经开展了套管钻井、大位移井和分支井的钻井完井技术研究，但是对特殊工艺井的研究仍比较薄弱，与国外先进技术相比差距还很大。
（1）开展了套管钻井技术的研究，自行研制了抗扭套管等配套的工具和设备，在没有顶驱的情况下完成了1口φ339.7mm、3口φ273mm，已经具备了φ177.8mm、φ139.7mm油层套管钻井的现场试验能力；
（2）开展了分支井钻井完井配套技术研究，已经具备了在薄油层内进行双分支水平井现场试验的能力；
（3）开展了大位移钻井完井技术的研究，初步具备了实施大位移钻井的现场试验的水平。
1.7 取心技术
近几年通过对取心设备和工具的不断改进与完善，使取心技术有了一个质的飞跃，从设备配套、工具及取心钻头配套、岩心分析化验到现场技术人员配套上都上了一个台阶。形成了保压取心、密闭取心、定向保液取心、绳索取心等取心工艺技术系列。先后在大庆、海拉尔、吐哈油田和新疆油田进行了7口保压取心现场应用。
（1）完成了常规、密闭取心工具系列化，形成了一套常规、密闭取心工艺技术；
（2）开发了水平井、小井眼和特殊工艺取心工具，形成了以水平井和小井眼取心为主的特殊取心工艺技术；
（3）研制开发了保压取心钻头和保压取心工具，形成了一整套保压取心技术。
1.8 储层保护技术
围绕油气层保护这一核心技术，“十五”期间形成了抗高温钻井液、水包油钻井液等体系，满足了油田经济有效的勘探开发，发挥出巨大的作用。针对勘探开发对油气层保护工作提出的迫切要求，从发展钻井液技术出发，配合油田勘探开发全过程油气层保护的需要，在深化储层保护机理研究的基础上，实现以暂堵技术为重点的储层保护应用技术上的新突破，全面提高钻井过程中的储层保护的现场效果。
（1）推广应用了甲酸盐、水包油等钻井液体系；
（2）深化基础理论研究，开展深部裂缝性储层的损害机理研究，在理论研究上取得突破，为新技术的开发与应用提供理论支持；
（3）完善和发展了钻井液体系，如硅酸盐钻井液、白油钻井液、水平井水基钻井液、深井水基钻井液等；
（4）形成了满足不同工况要求的钻井液体系，其中抗温220℃的油包水钻井液和甲酸盐钻井液技术已经成熟；开展了抗250℃油包水钻井液技术的研究，在技术指标从220℃的基础上提高到了250℃，能够适应更深井的钻探需要，同时开展了抗180℃水基钻井液研究与试验。
1.9 套管先期保护技术
钻井系统从油田稳产的大局出发，着眼于套管的先期保护，在套损机理研究的基础上，与其它部门密切配合，研究和应用多项技术，在套管保护上做了大量工作，基本控制了非封固段的套损问题，取得了较好的效果。
（1）开展了高压注水、泥岩蠕变、套管受力分析、套损机理等方面的研究，并建立了室内模拟试验装置，形成了以套损机理为主的套损基础理论；
（2）形成了以计算套管受力、地层位移载荷和套管强度校核为主的套损区套管柱设计技术；
（3）形成了防护嫩二底油页岩处的扩孔、油层封隔器 、伸缩接头、双级注水泥工具和油层保护液等五项套管保护技术；
（4）形成了以控制水泥面为主的标准层以上非封固段套管损坏的套管先期保护技术，有效解决了非封固段套管损坏问题；
（5）开展了长胶筒封隔器和双卡封隔器防护油层封固段套管损坏技术的研究与试验。
1.10 实验室仪器设备和检测装置
（1）钻井液综合实验室：除具备了钻井液常规性能检测设备外，还装备了FDS-800-10000型高温高压动态地层伤害测试系统、JHDS型高温高压动损害仪、Malvern2000型激光粒度仪，MA2000沉降稳定仪、CAS6000高温高压页岩膨胀仪、FP-9100-02高温高压动态滤失测试仪等国际先进的实验仪器。并自行研制了二界面泥饼性能实验装置以及防漏堵漏模拟装置。还拥有钻井助剂质检站，通过省级计量认证，主要进行钻井用各种助剂质量检测，可以进行降失水剂、降粘剂、重晶石、提粘剂等10余类50多种产品的300余项性能参数的分析检测。
（2）固井综合实验室：具有国际领先水平的固井实验设备，除具有固井水泥检验的常规设备外，还装备了美国千德乐公司的水泥浆高温高压稠化仪、高温高压流变仪、胶凝强度仪、双缸高温高压养护釜、搅拌式失水仪等进口仪器设备10余台。并自行研制了固井顶替装置、水气窜装置、水渗流模拟装置、水泥石动态力学性能检测装置、射孔和验窜装置等。成立了油水井封固材料性能检测实验中心，1999年10月通过国家计量认证，现已成为国内具有九十年代国际先进水平开放性实验室。
（3）钻井综合模拟实验室：大庆钻井全尺寸综合模拟试验装置，是具有国内领先水平的大型钻井试验装置，是中国石油天然气集团公司的一项多学科联合攻关的重大科研项目，是国内功能最全、唯一能模拟6000m井底压力环境的钻井全尺寸模拟试验装置。是国内唯一具有钻头、钻具减震器、随钻震击器、套管外封隔器、注水用配水器、浮箍浮鞋、修井用打捞工具、钻井井下工具随钻动态测试等项目检测能力的实验室，同时还可为部分钻头、防斜钻具、井下工具的研制进行中间试验。
1.11 钻井工程设计与监督
拥有引进的LANDMARK软件、MAURER软件、钻柱力学分析软件、侏罗纪钻井设计格式、数据库、岩石可钻性分析等软件，并按国家标准自行开发了钻井设计软件，建成了钻井工程数据库、勘探井史数据库、钻井工程查询系统。1998年6月通过中国石油天然气集团公司钻井工程资质认证，标志钻井工程设计水平达到了国际标准。具备了进行中深探井、定向丛式井、水平井、复杂深井、欠平衡井、区块开发井、区块调整井等各种井型的钻井工程设计能力。
2 与国内外先进技术的差距
从钻井发展的历程来看，大庆油田钻井技术经过多年的科研攻关，形成了具有一定规模的大庆特色的系列技术，但是钻井技术的发展基本上都是以跟踪研究为主，具有自己特色的技术很少，在国内外市场上的竞争力还不强。特别是进入90年代以来，国外发展了不少钻井新技术，如旋转自动闭环钻井系统，垂直钻井系统、智能井技术、膨胀管技术、光纤技术、井下三维可视化钻井技术、随钻地层压力测试技术等。
大庆油田通过科技攻关和不断引进先进技术装备与生产线，大大缩短了在钻井技术和装备上与国内外的差距。但是在电驱动钻机、小井眼钻机、连续管钻井等装置上还有很大差距。引进了MPR、LWD等先进的无线随钻测量仪器，但是还不能自行研制开发，在特殊工艺井上还没有使用旋转自动导向钻井系统。虽然引进并自行研制了欠平衡钻井配套设备，正在引进气体钻井专用设备，但是从整体上来说，大庆油田与国际先进水平相比还有一定的差距。
目前的差距主要表现在以下几个方面：
（1）由于大多数技术都是跟踪模仿研究，故具有自己知识产权的技术和产品少，还没有比较成熟的具有自己特色的技术装备，在国际市场上的竞争力还不强。
（2）在水平井方面，虽然在侧钻水平井和薄层水平井技术方面处于国内领先水平，但是与国外还有一定差距，还没有开展短半径水平井和径向水平井钻井技术的科研攻关，没有研制开发相应的配套仪器和设备，还不能形成综合配套技术；
（3）虽然开展了大位移、分支井钻井完井技术的科研攻关，解决了许多关键技术难题，但是还没有进行现场试验，与国外的技术水平还有很大差距，无法发挥出技术优势；
（4）在套管钻井技术方面，研制开发了一些具有自主知识产权的配套技术，并已经进行了表层套管现场试验，具备了油层套管钻井现场实验能力，但是在套管钻机、可回收式钻头等关键技术上还没有突破；
（5）国外已经发展和完善了旋转自动闭环钻井系统，垂直钻井系统、智能井技术、连续管钻井技术、光纤技术、井下三维可视化钻井技术、随钻地层压力测试技术、膨胀管技术等，对我们很适用，但研究开发力度很不够，有些技术还是空白。
3 大庆油田钻井技术发展方向
“十一五”期间，大庆油田的钻井技术发展将进一步体现“发展完善，攻关创新，超前储备”的技术发展战略。重点围绕十四个方向开展技术攻关：
3.1 进一步发展完善固井技术
“十一五”期间，固井技术的发展要在特殊工艺井固井技术、调整井固井技术、深井天然气井固井技术等方面进一步开展固井基础理论研究和应用技术研究，满足油田开发缩短隔层厚度对固井质量的要求，满足小井距（100m）对固井质量的要求，满足天然气井对固井质量的要求。
3.2 进一步发展完善储层保护与钻井液技术
“十一五”期间，储层保护与钻井液技术的发展要使储层保护在理论上和应用技术上实现新的突破，攻关多种入井流体的综合评价技术和现场评价技术，使储层保护向油田储层保护综合评价中心方向发展。要继续开展井壁稳定技术、环保技术、新型钻井液体系及处理剂的研究与开发。
3.3 进一步发展完善欠平衡钻井技术
“十一五”期间，欠平衡钻井技术要进一步发展和完善，要攻关全过程欠平衡钻井技术，开展欠平衡钻井后的完井方式研究，开发低渗透油田和枯竭性油田欠平衡钻井技术，研究与其它钻井技术的集成，完善装备配套。
3.4 进一步发展钻井与完井工具技术
“十一五”期间，要进一步发展钻井新型工具和完井新型工具，同时机械技术研究要向地面装备方向发展，要进一步开展油层套管先期保护技术研究，进一步完善固井封隔器系列，扩大其推广应用规模和国内市场。
3.5 进一步发展定向井水平井技术
“十一五”期间，开展定向井水平井技术服务的同时，要研发自己的独有技术和配套技术，要消化吸收引进装备和技术进行再创新，向地质导向、旋转导向等高技术方向发展。
3.6 进一步发展取心技术
“十一五”期间，取心技术要向深层取心技术、特殊地层取心技术、特殊工艺井取心技术、特种取心技术方向发展，完善保压取心技术。
3.7 进一步发展套管钻井技术
“十一五”期间，进一步开展套管钻井技术的攻关研究，通过技术攻关和进一步完善，达到降低钻井成本的目的，达到规模应用的程度，形成核心技术。
3.8 进一步发展气体钻井技术
“十一五”期间，气体钻井技术要重点开展配套技术攻关，开展各种条件下的不同气体介质的应用技术研究，开发空气锤技术和气体钻井数据采集与监测技术等配套技术，开展气体钻井装备在油田开发其它领域的应用研究。“十一五”期间，气体钻井技术要成为钻井院新的核心技术，成为重要的经济增长点。
3.9 进一步发展深井高温钻井完井技术
“十一五”期间，随着勘探的需要，超过5000m深的井将会越来越多，深井高温钻井完井技术成为迫切需要。在“十五”的基础上要进一步发展高温固井技术、高温钻井液技术、高温井下工具技术和高温条件下的其它配套技术，在“十一五”期间形成高温钻井完井核心技术。
3.10 进一步发展分支井钻井完井技术
“十一五”期间，要在吸收消化国内外分支井技术的基础上，通过进一步攻关，形成适合大庆油田特点的独有分支井钻井完井技术，向分支更多、形状更复杂、完井方式更高级的方向发展，达到规模应用的程度，形成新的核心技术。
3.11 发展钻井信息技术与自动化钻井技术
“十一五”期间，要在钻井信息技术和自动化钻井技术方面取得突破。开展信息的无线传输技术研究，自动化闭环钻井系统研究，进行钻井工程实用软件的开发和钻井自动化仪器仪表的开发，进一步发挥中国钻井网的作用。
3.12 发展连续管钻井技术
“十一五”期间，对连续管钻井技术要进行应用条件的研究，成本与效益分析的研究和关键技术的攻关研究。
3.13 发展跨学科一体化技术和单项关键技术
“十一五”期间，要开展跨学科方面的联合攻关，重点开展随钻地震技术、随钻测井解释技术、钻井—测井—录井一体化技术的研究。此外还要大力开展钻井过程中地层压力测试技术研究等一些关键的单项技术研究。
3.14 超前储备前沿钻井技术
“十一五”期间，要全面开展国内外先进钻井技术的调研工作，要对国内外的最新钻井技术进行密切的跟踪，同时开展前沿技术的预研工作，为“十一五”技术研究提供支持，为技术的发展做好充分准备。
参考文献
[1] 王同良等.钻井技术新进展.中国石化出版社，2001
[2] 高德利等.面向21世纪的能源科技.石油工业出版社，1997
[3] 李可向.21世纪钻井技术展望.钻采工艺，1999（6）
[4] 周英操等.大庆油田调整井固井技术及应用.大庆石油学报，2004（6）
[5] 周英操等.大庆油田深井钻井完井技术的新进展.钻采工艺，2005（1）
1 大庆油田钻井技术现状
大庆油田目前钻井数约为50000多口井中，除了2000多口探井外，大多是2000ｍ以内的中深井。从1960年会战开始，不断发展了中深井优质快速钻井技术。1980年开始大面积钻调整井以来，又不断发展和完善了一整套以提高调整井固井质量为核心的调整井钻井、固井技术。伴随着大庆油田勘探开发的步伐，以满足油田勘探开发的需要为目的，围绕着“五提高、二保护”的钻井技术发展战略，经过科研攻关，目前已形成了具有大庆特色的调整井、开发井、深探井、定向水平井、欠平衡钻井、取心和套管先期防护等钻井完井配套技术系列。
1.1 调整井钻井完井配套技术
经过几十年的科技攻关和钻井实践，大庆油田调整井钻井开展并完善了地质预测技术、降压泄压技术、防漏堵漏技术、防斜防卡技术、薄层固井工艺技术等，形成一套成熟、高效、实用的综合配套技术，包括调整井薄层固井技术在内的高含水后期钻井完井技术，整体达到了国际先进水平。
（1）完成了固井防窜机理、固井顶替模拟技术、射孔对水泥环损伤机理、地层流体渗流对固井质量的影响机理、固井二界面胶结机理和A级油井水泥胀缩性能等方面的研究，形成了一套大庆油田调整井固井的基础理论；
（2）针对调整井钻井区块多、地下情况复杂的实际，在调整井地层压力预测与控制技术和地层流体流速的预测与控制技术基础上，建立并完善了完井电测孔隙压力剖面自动扫描技术、调整井钻井地质分层设计软件包和采油井补孔泄压技术，固井质量评价方法和室内实验装置等，使调整井地质预测与控制技术又上了一个新的台阶；
（3）开展了以提高薄层固井质量为重点的技术研究，形成了从实验—理论—应用等综合配套技术。
1.2 定向井、水平井钻井完井技术
从“八五”开展定向水平井的科研攻关以来，定向井、水平井钻井技术已作为常规钻井技术应用于各类型的油藏开发。水平井产量是直井的4～8倍，其成本为直井的1.5～2倍。从2002年开始，利用引进的LWD随钻测井系统进行随钻测井，提高了超薄油层水平井钻井技术能力，在定向井、水平井的井眼设计和控制技术方面具备了和国内外技术竞争的实力。目前已经累计完成水平井40多口。
（1）形成了以降低综合成本、满足油田开发需要的定向井、丛式井和斜直井钻井完井配套技术。
（2）形成了以古平1井为代表的能在4m厚裂缝性砂岩内钻成1001m的水平段的中曲率半径水平井的探井钻井完井配套技术；
（3）形成了以金侧平-6井和高160-侧平38井为代表的提高老油田采收率的φ139.7mm套管内开窗侧钻水平井配套技术；
（4）推广薄层水平井技术，形成了以开发外围三低油田和调整井剩余油为主的能够在0.6～0.8m薄油层内钻进的阶梯和波浪式水平井钻井完井技术；
（5）完善常规水平井配套技术，开展了水平井水基钻井液体系的科研攻关，研制开发了一套适合大庆油田地质特点的水平井水基钻井液体系；
（6）开展了三维水平井钻井技术的研究，成功解决了水平段轨迹控制的难点，实现了两个水平段之间的转换，水平段方位变化46º，并在委内瑞拉进行了8口井的现场应用。
1.3 深探井钻井完井配套技术
进入“九五”以来，随着勘探向深部气层的发展，钻深井的数量和深度有了大幅度增加。目前，大庆油田的深井钻井都是探井，深层天然气的勘探仍是今后勘探的重点。深井地层存在地温梯度高、岩石硬、倾角大和岩石可钻性极值高等技术难点。“十五”末，平均井深3725m，平均建井周期126.2d，平均机械钻速3.73m/h。通过技术攻关形成了以葡深1井、达深1井为代表的深井钻井完井技术，在提高钻速和保护储层上取得了较大进步。
（1）形成了以提高机械钻速和降低复杂情况为主的外围深井钻井配套技术；
（2）形成了以井壁稳定和保护储层为重点的钻井液体系评价和应用技术；
（3）形成了以提高顶替效率和深层气固井质量为主的长封井固井技术，开展了1.35～1.50g/cm3的SW低密度、批混低密度水泥浆和CO2气井固井防腐技术的研究并进行了应用，满足了长封井固井的要求。
（4）形成了满足不同工况的抗温220℃的油包水钻井液和抗180℃水基钻井液体系；进行了抗250℃油包水钻井液技术研究，以适应更深井的钻探需要；
（5）形成了满足不同固井要求的水泥外加剂体系，其中DHL抗高温水泥浆体系达到了国内领先水平，适用循环温度达171℃；
（6）完成了葡深1井钻井完井施工，在抗高温、井控技术、预防钻具失效技术、深层取心技术等方面都有不同程度的完善与提高；
（7）形成了解决多压力层系及长封井段固井质量问题的深井固井基础理论，开展了顶替机理、固井后水气窜规律、高温水泥石物化性能等研究。
1.4 小井眼钻井完井配套技术
在“九五”期间，借鉴国外油公司在小井眼方面成功的经验，结合油田的具体实际情况，通过开展小井眼钻井完井配套技术的科技攻关，完成65口的小井眼钻井现场试验，推广应用了500口井。平均机械钻速达到同地区普通井水平，278口小井眼井井身质量合格率均为100%，节约钻井直接成本达到了17.12%，大幅度降低了钻井成本，形成了一套适于大庆油田的φ152.4mm小井眼钻井完井配套技术。
（1）开展了小井眼钻柱结构设计及钻柱动力学、钻井液流变性、小间隙固井顶替效率的研究，形成了小井眼钻井基本理论；
（2）形成了以提高钻速降低成本为主的小井眼优选参数钻井技术；
（3）形成了以提高润滑防卡、防塌、防漏的小井眼钻井液体系；
（4）形成了以小环隙固井技术为主的开发井小井眼完井技术；
（5）形成了以水力加压工具为主的开发井小井眼井下工具系列。
1.5 欠平衡钻井完井配套技术
在“十五”期间，以发展配套技术为重点，进一步发展欠平衡钻井技术。完成了欠平衡钻井专用设备的研制与现场试验；拓宽欠平衡钻井技术的应用领域；满足勘探开发对欠平衡钻井技术的需要，截止到目前为止，在13口中应用了流钻欠平衡钻井技术，在升深2-17井和徐深21井试验了气基流体钻井技术，在提速和发现储层上见到了较好的效果。
（1）确立了一套适合大庆长垣东部地层特点的欠平衡钻井完井工艺配套技术；
（2）研制出适合大庆长垣地层特点的抗温180C低密度水包油钻井液体系；
（3）建立了一套欠平衡钻井基础理论计算模型，并编制了计算机软件；
（4）形成了一套地面监测和随钻井下压力温度测试技术，精确控制井下负压；
（5）开发了以降低成本和具有自主知识产权的专用设备和检验试验装置，取得较好现场实验效果；
（6）开展了以提高钻井速度、有利发现和保护储层的升深2-17井充气钻井完井技术的研究，提高钻速达30%～60%。
（7）开展了以提高深层钻井机械钻速为主的徐深21井空气钻井完井技术的研究与试验，平均机械钻速为9.15m/h，钻速提高4～6倍，取得了较好的试验效果。
1.6 特殊工艺井钻井完井配套技术
“十五”期间已经开展了套管钻井、大位移井和分支井的钻井完井技术研究，但是对特殊工艺井的研究仍比较薄弱，与国外先进技术相比差距还很大。
（1）开展了套管钻井技术的研究，自行研制了抗扭套管等配套的工具和设备，在没有顶驱的情况下完成了1口φ339.7mm、3口φ273mm，已经具备了φ177.8mm、φ139.7mm油层套管钻井的现场试验能力；
（2）开展了分支井钻井完井配套技术研究，已经具备了在薄油层内进行双分支水平井现场试验的能力；
（3）开展了大位移钻井完井技术的研究，初步具备了实施大位移钻井的现场试验的水平。
1.7 取心技术
近几年通过对取心设备和工具的不断改进与完善，使取心技术有了一个质的飞跃，从设备配套、工具及取心钻头配套、岩心分析化验到现场技术人员配套上都上了一个台阶。形成了保压取心、密闭取心、定向保液取心、绳索取心等取心工艺技术系列。先后在大庆、海拉尔、吐哈油田和新疆油田进行了7口保压取心现场应用。
（1）完成了常规、密闭取心工具系列化，形成了一套常规、密闭取心工艺技术；
（2）开发了水平井、小井眼和特殊工艺取心工具，形成了以水平井和小井眼取心为主的特殊取心工艺技术；
（3）研制开发了保压取心钻头和保压取心工具，形成了一整套保压取心技术。
1.8 储层保护技术
围绕油气层保护这一核心技术，“十五”期间形成了抗高温钻井液、水包油钻井液等体系，满足了油田经济有效的勘探开发，发挥出巨大的作用。针对勘探开发对油气层保护工作提出的迫切要求，从发展钻井液技术出发，配合油田勘探开发全过程油气层保护的需要，在深化储层保护机理研究的基础上，实现以暂堵技术为重点的储层保护应用技术上的新突破，全面提高钻井过程中的储层保护的现场效果。
（1）推广应用了甲酸盐、水包油等钻井液体系；
（2）深化基础理论研究，开展深部裂缝性储层的损害机理研究，在理论研究上取得突破，为新技术的开发与应用提供理论支持；
（3）完善和发展了钻井液体系，如硅酸盐钻井液、白油钻井液、水平井水基钻井液、深井水基钻井液等；
（4）形成了满足不同工况要求的钻井液体系，其中抗温220℃的油包水钻井液和甲酸盐钻井液技术已经成熟；开展了抗250℃油包水钻井液技术的研究，在技术指标从220℃的基础上提高到了250℃，能够适应更深井的钻探需要，同时开展了抗180℃水基钻井液研究与试验。
1.9 套管先期保护技术
钻井系统从油田稳产的大局出发，着眼于套管的先期保护，在套损机理研究的基础上，与其它部门密切配合，研究和应用多项技术，在套管保护上做了大量工作，基本控制了非封固段的套损问题，取得了较好的效果。
（1）开展了高压注水、泥岩蠕变、套管受力分析、套损机理等方面的研究，并建立了室内模拟试验装置，形成了以套损机理为主的套损基础理论；
（2）形成了以计算套管受力、地层位移载荷和套管强度校核为主的套损区套管柱设计技术；
（3）形成了防护嫩二底油页岩处的扩孔、油层封隔器 、伸缩接头、双级注水泥工具和油层保护液等五项套管保护技术；
（4）形成了以控制水泥面为主的标准层以上非封固段套管损坏的套管先期保护技术，有效解决了非封固段套管损坏问题；
（5）开展了长胶筒封隔器和双卡封隔器防护油层封固段套管损坏技术的研究与试验。
1.10 实验室仪器设备和检测装置
（1）钻井液综合实验室：除具备了钻井液常规性能检测设备外，还装备了FDS-800-10000型高温高压动态地层伤害测试系统、JHDS型高温高压动损害仪、Malvern2000型激光粒度仪，MA2000沉降稳定仪、CAS6000高温高压页岩膨胀仪、FP-9100-02高温高压动态滤失测试仪等国际先进的实验仪器。并自行研制了二界面泥饼性能实验装置以及防漏堵漏模拟装置。还拥有钻井助剂质检站，通过省级计量认证，主要进行钻井用各种助剂质量检测，可以进行降失水剂、降粘剂、重晶石、提粘剂等10余类50多种产品的300余项性能参数的分析检测。
（2）固井综合实验室：具有国际领先水平的固井实验设备，除具有固井水泥检验的常规设备外，还装备了美国千德乐公司的水泥浆高温高压稠化仪、高温高压流变仪、胶凝强度仪、双缸高温高压养护釜、搅拌式失水仪等进口仪器设备10余台。并自行研制了固井顶替装置、水气窜装置、水渗流模拟装置、水泥石动态力学性能检测装置、射孔和验窜装置等。成立了油水井封固材料性能检测实验中心，1999年10月通过国家计量认证，现已成为国内具有九十年代国际先进水平开放性实验室。
（3）钻井综合模拟实验室：大庆钻井全尺寸综合模拟试验装置，是具有国内领先水平的大型钻井试验装置，是中国石油天然气集团公司的一项多学科联合攻关的重大科研项目，是国内功能最全、唯一能模拟6000m井底压力环境的钻井全尺寸模拟试验装置。是国内唯一具有钻头、钻具减震器、随钻震击器、套管外封隔器、注水用配水器、浮箍浮鞋、修井用打捞工具、钻井井下工具随钻动态测试等项目检测能力的实验室，同时还可为部分钻头、防斜钻具、井下工具的研制进行中间试验。
1.11 钻井工程设计与监督
拥有引进的LANDMARK软件、MAURER软件、钻柱力学分析软件、侏罗纪钻井设计格式、数据库、岩石可钻性分析等软件，并按国家标准自行开发了钻井设计软件，建成了钻井工程数据库、勘探井史数据库、钻井工程查询系统。1998年6月通过中国石油天然气集团公司钻井工程资质认证，标志钻井工程设计水平达到了国际标准。具备了进行中深探井、定向丛式井、水平井、复杂深井、欠平衡井、区块开发井、区块调整井等各种井型的钻井工程设计能力。
2 与国内外先进技术的差距
从钻井发展的历程来看，大庆油田钻井技术经过多年的科研攻关，形成了具有一定规模的大庆特色的系列技术，但是钻井技术的发展基本上都是以跟踪研究为主，具有自己特色的技术很少，在国内外市场上的竞争力还不强。特别是进入90年代以来，国外发展了不少钻井新技术，如旋转自动闭环钻井系统，垂直钻井系统、智能井技术、膨胀管技术、光纤技术、井下三维可视化钻井技术、随钻地层压力测试技术等。
大庆油田通过科技攻关和不断引进先进技术装备与生产线，大大缩短了在钻井技术和装备上与国内外的差距。但是在电驱动钻机、小井眼钻机、连续管钻井等装置上还有很大差距。引进了MPR、LWD等先进的无线随钻测量仪器，但是还不能自行研制开发，在特殊工艺井上还没有使用旋转自动导向钻井系统。虽然引进并自行研制了欠平衡钻井配套设备，正在引进气体钻井专用设备，但是从整体上来说，大庆油田与国际先进水平相比还有一定的差距。
目前的差距主要表现在以下几个方面：
（1）由于大多数技术都是跟踪模仿研究，故具有自己知识产权的技术和产品少，还没有比较成熟的具有自己特色的技术装备，在国际市场上的竞争力还不强。
（2）在水平井方面，虽然在侧钻水平井和薄层水平井技术方面处于国内领先水平，但是与国外还有一定差距，还没有开展短半径水平井和径向水平井钻井技术的科研攻关，没有研制开发相应的配套仪器和设备，还不能形成综合配套技术；
（3）虽然开展了大位移、分支井钻井完井技术的科研攻关，解决了许多关键技术难题，但是还没有进行现场试验，与国外的技术水平还有很大差距，无法发挥出技术优势；
（4）在套管钻井技术方面，研制开发了一些具有自主知识产权的配套技术，并已经进行了表层套管现场试验，具备了油层套管钻井现场实验能力，但是在套管钻机、可回收式钻头等关键技术上还没有突破；
（5）国外已经发展和完善了旋转自动闭环钻井系统，垂直钻井系统、智能井技术、连续管钻井技术、光纤技术、井下三维可视化钻井技术、随钻地层压力测试技术、膨胀管技术等，对我们很适用，但研究开发力度很不够，有些技术还是空白。
3 大庆油田钻井技术发展方向
“十一五”期间，大庆油田的钻井技术发展将进一步体现“发展完善，攻关创新，超前储备”的技术发展战略。重点围绕十四个方向开展技术攻关：
3.1 进一步发展完善固井技术
“十一五”期间，固井技术的发展要在特殊工艺井固井技术、调整井固井技术、深井天然气井固井技术等方面进一步开展固井基础理论研究和应用技术研究，满足油田开发缩短隔层厚度对固井质量的要求，满足小井距（100m）对固井质量的要求，满足天然气井对固井质量的要求。
3.2 进一步发展完善储层保护与钻井液技术
“十一五”期间，储层保护与钻井液技术的发展要使储层保护在理论上和应用技术上实现新的突破，攻关多种入井流体的综合评价技术和现场评价技术，使储层保护向油田储层保护综合评价中心方向发展。要继续开展井壁稳定技术、环保技术、新型钻井液体系及处理剂的研究与开发。
3.3 进一步发展完善欠平衡钻井技术
“十一五”期间，欠平衡钻井技术要进一步发展和完善，要攻关全过程欠平衡钻井技术，开展欠平衡钻井后的完井方式研究，开发低渗透油田和枯竭性油田欠平衡钻井技术，研究与其它钻井技术的集成，完善装备配套。
3.4 进一步发展钻井与完井工具技术
“十一五”期间，要进一步发展钻井新型工具和完井新型工具，同时机械技术研究要向地面装备方向发展，要进一步开展油层套管先期保护技术研究，进一步完善固井封隔器系列，扩大其推广应用规模和国内市场。
3.5 进一步发展定向井水平井技术
“十一五”期间，开展定向井水平井技术服务的同时，要研发自己的独有技术和配套技术，要消化吸收引进装备和技术进行再创新，向地质导向、旋转导向等高技术方向发展。
3.6 进一步发展取心技术
“十一五”期间，取心技术要向深层取心技术、特殊地层取心技术、特殊工艺井取心技术、特种取心技术方向发展，完善保压取心技术。
3.7 进一步发展套管钻井技术
“十一五”期间，进一步开展套管钻井技术的攻关研究，通过技术攻关和进一步完善，达到降低钻井成本的目的，达到规模应用的程度，形成核心技术。
3.8 进一步发展气体钻井技术
“十一五”期间，气体钻井技术要重点开展配套技术攻关，开展各种条件下的不同气体介质的应用技术研究，开发空气锤技术和气体钻井数据采集与监测技术等配套技术，开展气体钻井装备在油田开发其它领域的应用研究。“十一五”期间，气体钻井技术要成为钻井院新的核心技术，成为重要的经济增长点。
3.9 进一步发展深井高温钻井完井技术
“十一五”期间，随着勘探的需要，超过5000m深的井将会越来越多，深井高温钻井完井技术成为迫切需要。在“十五”的基础上要进一步发展高温固井技术、高温钻井液技术、高温井下工具技术和高温条件下的其它配套技术，在“十一五”期间形成高温钻井完井核心技术。
3.10 进一步发展分支井钻井完井技术
“十一五”期间，要在吸收消化国内外分支井技术的基础上，通过进一步攻关，形成适合大庆油田特点的独有分支井钻井完井技术，向分支更多、形状更复杂、完井方式更高级的方向发展，达到规模应用的程度，形成新的核心技术。
3.11 发展钻井信息技术与自动化钻井技术
“十一五”期间，要在钻井信息技术和自动化钻井技术方面取得突破。开展信息的无线传输技术研究，自动化闭环钻井系统研究，进行钻井工程实用软件的开发和钻井自动化仪器仪表的开发，进一步发挥中国钻井网的作用。
3.12 发展连续管钻井技术
“十一五”期间，对连续管钻井技术要进行应用条件的研究，成本与效益分析的研究和关键技术的攻关研究。
3.13 发展跨学科一体化技术和单项关键技术
“十一五”期间，要开展跨学科方面的联合攻关，重点开展随钻地震技术、随钻测井解释技术、钻井—测井—录井一体化技术的研究。此外还要大力开展钻井过程中地层压力测试技术研究等一些关键的单项技术研究。
3.14 超前储备前沿钻井技术
“十一五”期间，要全面开展国内外先进钻井技术的调研工作，要对国内外的最新钻井技术进行密切的跟踪，同时开展前沿技术的预研工作，为“十一五”技术研究提供支持，为技术的发展做好充分准备。
参考文献
[1] 王同良等.钻井技术新进展.中国石化出版社，2001
[2] 高德利等.面向21世纪的能源科技.石油工业出版社，1997
[3] 李可向.21世纪钻井技术展望.钻采工艺，1999（6）
[4] 周英操等.大庆油田调整井固井技术及应用.大庆石油学报，2004（6）
[5] 周英操等.大庆油田深井钻井完井技术的新进展.钻采工艺，2005（1）
|
|
相关链接
|
|