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| 加快深井鉆井速度的幾點建議 |
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據我國第二次油氣資源評價資料可以了解到，西部地區的石油資源量占總資源量的38%，其中有73%的石油資源量埋藏在深部地層；東部地區是我國石油的主力產區，淺層、中深層的儲量基本都已探明和正在開采，深部地層尚有53億噸的石油儲量可供勘探開發；中部地區是天然氣的集中區，有52%的天然氣資源量在深部地層，因此，深井鉆井在我國的工作量較大，深井鉆井技術有著廣闊的發展空間，值得我們高度重視。
一、 深部鉆井存在的問題
深井鉆井要穿過多套地層，這些地層跨越的地質時代較多、變化較大，相應的地質條件錯綜復雜，同一井段可能包括壓力梯度相差較大的地層壓力體系和復雜地層等，施工時一口井中需要預防和處理幾種不同性質的井下復雜情況。再加上深部地層高溫、高壓、高地層應力等，會使井下復雜的嚴重程度和處理復雜的難度大大加劇。就目前我國的鉆井技術水平來說，鉆深井存在的技術問題主要以下幾個方面：
1、鉆井的主要裝備性能差、比較陳舊，和國外的先進裝備相比落后的太遠了。
2、上部大尺寸井眼和深部井段提高鉆井速度是一大難題。
3、多層套管時，深部井段小井眼的鉆井速度問題。
4、減小技術套管磨損和破裂后處理問題。
5、防斜打直技術。
6、深井固井質量問題。
7、井漏、井涌、井塌、縮徑等復雜情況的預防和處理。
8、深井定向井、水平井鉆井技術。
9、深井鉆井液現有體系中的包被劑抗溫問題、高溫穩定劑的復配問題、深井高密度鉆井液流變性能穩定問題、深井鉆井液的環境保護問題、深井鉆井液檢查系統陳舊、不配套問題
二、 對深井鉆井的幾點建議
1、我國目前使用的深井鉆機一部分是七、八十年代進口的鉆機，這些鉆機雖然經過了改造，但仍然是性能落后、總功率偏低、缺配件等，需淘汰更新。另外，一些井下儀器、工具、管材等也不能適應深井鉆井的要求，嚴重影響機械鉆速、井下和施工質量，如現在使用的儀器耐高溫性能差、鉆頭不適應深井段、套管的材質差等。
2、提高深井大直徑井段的鉆井速度
（1）提高鉆井裝備的裝機功率，解決大尺寸井眼所需的能量和排量問題。
（2）采用大尺寸鉆桿和鉆鋌，解決水力能量和破巖能量問題。
（3）采用井下動力鉆具和復合鉆進技術，提高機械鉆速。
（4）完善大尺寸鉆頭的結構和系列，特別強調的是要增加尺寸大的鉆頭的移軸距和適應高轉速的性能。
3、提高深部井段鉆井速度。深部井段的泥頁巖和泥質砂巖等在上覆蓋地層壓力下變得致密，不僅密度和硬度增加，而且從常壓下脆性巖石向塑脆性巖石或硬塑性致密巖石轉化，牙輪鉆頭的牙齒在這種巖石中破碎起來困難。另外，隨著鉆井液密度和井深的增加，液柱壓力對井底破碎出來的巖屑產生壓持作用，牙輪鉆頭破碎出來的巖屑在壓差作用下不易離開井底，結果是在井底形成墊層，減小了破碎效率等。多種原因都影響著深井深部井段的機械鉆速，使得機械鉆速極低。
提高深井在高抗壓強度和高研磨性地層的機械鉆速，縮短鉆井周期，一直是困擾鉆井工作者的技術難點。隨著鉆頭和井下工具技術的發展和實踐，針對高抗壓強度和高研磨性的地層，國外目前逐步推出了一套提高機械鉆速的技術途徑，即采用特殊設計的人造金剛石孕鑲鉆頭與高速渦輪動力鉆具組合，依靠強化鉆井參數的辦法提高鉆速。與牙輪鉆頭相比，該項技術可提高機械鉆速3~10倍以上，大幅度提高了深井在高抗壓強度和高研磨性地層的機械鉆速。
4、提高深井下部小直徑井眼機械鉆速。
在215.9mm井眼中，下完139.7mm套管或177.8mm套管(有時215.9mm井段不太長或在地層較穩定情況下，也有下177.8mm套管的)后使用117.48mm或149.23mm鉆頭鉆進。在這種井段中鉆進，小直徑牙輪鉆頭的軸承年限較短，若用小直徑金剛石鉆頭，在有些地層的機械鉆速也很慢，這都是深井小井眼鉆井的難題。如果能提高小井眼井段的機械鉆速，對深井鉆井具有重要意義。由于許多小井眼鉆井的配套技術(如鉆頭、動力鉆具等)未全部過關，因此不僅鉆速慢，而且成本也很高。再加上深部小井眼鉆進，轉速、扭矩、排量、鉆壓等都受到很大的限制。所以，解決適應深部小直徑井眼使用的小尺寸鉆頭和動力工具等，是提高小直徑井眼機械鉆速的關鍵，如單牙輪鉆頭目前使用的還不錯；小直徑螺桿使用的也不錯，但就是質量不穩定。
5、防斜打直技術，特別是山前高陡構造的防斜技術。深井因為井段長，如果方位不變，即使井斜不大，到底位移也會超標。目前我們使用的防斜技術有：滿眼鉆具、鐘擺鉆具、復合鉆進、吊打等，但這些技術都有它的局限性，如在地層傾角大的地區使用成果很差。國外，如德國、意大利和美國分別研制出了VDS、SDD自動垂直鉆井系統，成果好，井斜基本上都控制在1°以下，井斜不超過2.5°。
6、減小技術套管的磨損技術
（1）采用井下動力鉆具，減少鉆具的轉動，這種方法很有效，但要防止粘卡卡鉆。
（2）把直井段打直，把斜井段打平滑，減少鉆具與套管之間的壓力和接觸點的固定。
（3）采用設計合理的鉆桿護箍。護箍能減少鉆桿與套管的磨損，但如果護箍設計不合理容易掉，有可能造成卡鉆事故。
（4）提高井下工具的使用年限，減少起下鉆。
（5）提高鉆井速度，縮短鉆井周期。
7、深井固井質量問題
影響深井固井質量的問題比較多，如泥漿密度高和水泥漿的密度接近，頂替成果差；初凝時水泥漿失重，導致氣竄比淺井更嚴重；封固段長、施工時間長，風險比較大；井溫高，溫度對水泥漿性能的影響較大；下部小井眼固井，套管與井壁間間隙小，施工時排量小、泵壓高，難以保證固井質量等。要解決這些問題需多方面努力。
（1）合理的井身結構設計，簡化施工制作，從根本上減小施工難度。
（2）提高套管配套工具，特別是井下工具的質量，保證施工簡單、成功率高。
（3）做好井眼準備、提高施工質量，提高固井工藝技術。
（4）礦渣MTC固井有稠化時間及稠化過渡時間短、高溫強度高、沉降穩定性好等特點，是一種適應深井固井的新技術。
（5）小井眼固井，環形間隙小，泵壓高、排量小、套管難以居中等特點，要提高小井眼的固井質量需從幾個方面入手：①、采用特制的鉆頭或擴眼器，如雙心鉆頭、水力擴眼器，增大井眼尺寸；②、使套管居中，如焊扶正器等；③、優化高溫條件下泥漿的性能；④提高頂替效率，如采用延后固井法，即替漿結束后，將套管起始到主封固段，然后再下到預定位置。
8、對深井復雜情況的預防與處理。深井可能遇到的復雜情況比淺井多的多，在常見的復雜和事故如井涌、井漏、井塌、縮徑、斷鉆具等的預防上，只要把現有的技術運用好，把工作做細，并能夠達到無危險生產。但在處理這些事故和復雜時，難度和危險性比淺井大的多，需要針對不同的地區和井下情況采取不同的措施，不能生搬硬套其他井的工作經驗。
9、深井定向井、水平井鉆井，定向時傳統的方法只滑動不旋轉，這種方法對深井來說有很多弊端，鉆壓難以傳到鉆頭上，嚴重影響機械鉆速；容易引起粘附卡鉆等。近幾年，國外推出了適應深井定向、水平井的全新的鉆井方式，旋轉導向鉆井系統和旋轉式閉合回路鉆井系統，值得我們推廣應用。
10、深井、超深井的現有鉆井液體系中包被劑普遍存在抗溫性能達不到設計要求，建議開展和應用三磺鉆井液和陰離子型、兩性離子型、陽離子型（大陽離子、小陽離子）相互間的功能互補的新體系的研究與現場應用。針對現有深井液體系使用的處理劑富含鉻離子等其它對環境有極大影響的重金屬離子，建議研究應用環保型深井鉆井液體系，完善目前國內小范圍應用的硅酸鹽類鉆井液體系、合成基類鉆井體系，形成適應各鉆探區域地質、工程條件的深井環保型鉆井液系列。針對目前深井鉆井液檢查手段、檢查設備遠不能滿足深井要求，建議配套完善能夠檢查粘土容量限、頁巖穩定性等系列深井鉆井液檢查儀器，使現場深井檢查達到一個新的水平。
我國的鉆井技術通過廣大鉆井工作者的不斷努力，近幾年發展的比較快，對于打淺井、中深井技術比較成熟；對于深井、超深井也有了自己的一套施工模式和技術，但和國外的先進技術相比還落后，需要我們不斷學習和進取。特別是我國地域遼闊，油田分布廣泛，各地區有各地區的地層特點，并且差別很大，相應的技術也應該是有針對性的、多方面的，所以今后還有大量的工作需要我們來做。 |
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