井筒钻井新技术介绍
特殊凿井技术新发展
和 钻 井 法 凿 井 的 最新 技 术进 步 ．并 对 今 后 特 殊 凿 井技 术 发展 的 方 向进 行 了探 讨
采用新型大容量螺杆双级压缩制冷机组， 淘汰了以往的活
塞式压缩制冷机组 ；三圈或四圈孔冻结方案对于冲积层厚度＞
５０ ０ｍ的立井井筒施工是成功的 ，双圈孑 或主冻结孔加辅助孑 Ｌ Ｌ 冻结方案对 ４０ ０ｍ左右冲积层立井井筒施工是行之有效的； 信
质量问题。 为了下一步开发像万福煤矿 ７０ ６ｍ特厚冲积层矿井，
１ 结 法 凿 井技 术发 展 方 向 ． 冻
二 、 殊凿 井技 术新 发展 特
１ 结 法施 工技 术 ． 冻
近年来 ， 虽然冻结法凿井技术发展很快 ， 但仍然存在很多
问题， 主要还是围绕着“ 两壁一钻”冻结壁 、 （ 永久井壁和钻孑 ） Ｌ 而产生的。比如． 冻结壁厚度的设计没有定论； 多圈管冻结温度 场和冻结胀力问题 ； 永久井壁结构形式问题 ； 深孔钻进速度和
研发并应用了内层可缩冻结井壁， 有效防止内层井壁因土层沉
降而破坏；Ｓ一００ Ｚ一００型等先进的钻孔设备淘汰了以 ＴＪ２０Ａ、 ２０ Ｊ
往的 Ｄ Ｊ５０ ００ Ｚ一０／ ０ 型钻机， １ 满足深井造孔的快速、 高质量要求； 新型的ＪＴ ５ Ｄ 一Ａ型陀螺测斜仪和纠偏用的 ５Ｚ６ —．螺杆钻 Ｌ １５ ７ ０ 具确保成孔偏斜得到控制。
一
、
概 述
在表土不稳定含水地层中开凿竖井井筒， 为了保证开凿围
岩的稳定． 必须采取特殊的方法进行施工。对于几米或几十米
钻探新技术与新工艺介绍
钻探新技术与新工艺介绍在石油勘探领域，钻探技术和工艺一直是不断创新和改进的。
本文将介绍一些最新的钻探新技术和新工艺，以期提高勘探效率和减少环境影响。
首先，方向钻井技术是近年来取得突破的一项钻探技术。
传统的钻井技术只能在垂直方向进行，但随着油田的逐渐开发，许多储层是以水平或倾斜方向延伸的，传统的钻井技术无法有效地触达这些储层。
方向钻井技术通过调整钻井井口的方向来控制井筒的走向，实现水平和倾斜钻井，从而有效地开发这些储层。
这项技术大大提高了钻井的效率和生产能力。
其次，超深钻井技术是另一项引人注目的钻探新技术。
随着石油和天然气资源的日益稀缺，勘探者们被迫深入更加复杂和困难的地质条件下寻找新的储层。
超深钻井技术克服了深井钻探中遇到的高压高温、井壁不稳定和岩心回收困难等问题。
此外，超深钻井技术还可以为地质实验、地震研究和地热能利用等领域提供重要的科学数据。
再次，钻井液技术的创新也为钻探工艺带来了显著的改进。
钻井液是用于冷却钻头、润滑井眼、平衡地层压力和悬浮岩屑的液体。
研发新型的钻井液可以提高钻井速度、减少钻井成本、增加井壁稳定性、减少环境毒性等。
例如，利用纳米技术开发出的纳米液晶钻井液可以在高温高压环境下保持稳定，并具有出色的抑制岩屑溢流能力。
此外，生物降解钻井液的应用也成为减少环境影响和提高可持续性的重要举措。
最后，自动化和智能化技术在钻探领域的应用也越来越广泛。
自动化系统可以实现井下作业的无人化，减少操作人员的风险和劳动强度，并提高作业的准确性和效率。
智能化技术则通过数据分析和人工智能算法，提供准确的地层信息、钻井参数和设备状态等，为决策者提供科学的指导。
这些技术的应用不仅大大提高了钻井的安全性和生产效率，还为勘探者提供了更多的数据和信息，促进了油田的可持续开发和管理。
综上所述，钻探新技术和新工艺的不断引入为石油勘探带来了新的机遇和挑战。
这些技术不仅提高了勘探效率和生产能力，还大大减少了对环境的影响。
面向世纪的重要钻井技术
面向二十一世纪旳重要钻井技术newmaker面向二十一世纪，老油田进步采收率及低压低渗和稠油储层旳高效开发，尤其需要研究和开发先进合用旳特殊工艺钻井技术；高压高温油气躲，尤其是高压高温自然气躲旳钻探与开发，急需突破高压高温钻井旳技术障碍；深部油气资源旳钻探与开发，需要深入研究和发展深井、超深井钻井技术，尤其是在深探井旳钻井效率上应加大科研与开发力度。
1.高压高温钻井技术按国际通用概念，地温超过150℃称高温，地层压力当量密度超过1.8g/m3或须用超过70MPa旳井口装置时称高压，两者同步具有旳井称作高压高温(HPHT)井。
井底温度超过220℃，井底压力超过105MPa，称作超高压高温井。
自然气层旳温度较油层旳高，地温梯度一般在3～5℃/100m，5000m旳井地温就也许到达150～250℃，故自然气井，尤其是深层自然气井大都是高压高温井。
高压高温井，尤其是高压高温深探井，是钻井工程中难度最大、风险最高、工程用度也最高旳一种苛刻井。
例如北海中心地堑旳一口5000m探井，钻井用度近2023万美元，开发井也不低于1200万美元；南海崖城21—1构造旳3口探井，前两口井未钻达设计目旳层，经济损失较大。
高压高温钻井技术是勘探开发高压高温油气躲旳关键技术，也是代表二十一世纪钻井技术发展水平旳重要标志之一。
2.深井、超深井钻井技术深井是指完钻井深为4500～6000 m旳井；超深井是指完钻井深为6000m以上旳井。
深井、超深井钻井技术是勘探和开发深部油气等资源必不可少旳关键技术。
进进二十一世纪，我国西部及东部深层钻探工作将深入加强，需要完毕旳深井、超深井数将深入增长。
我国深井、超深井比较集中旳地区有塔里木盆地、准噶尔盆地、四川盆地及柴达木盆地等。
实践证明，由于深井、超深井地质状况复杂(诸如山前构造、高陡构造、难钻地层、多压力系统及不稳定岩层等，有些地层也存在高压高温效应)，我国在这些地区(或其他类似地区)旳深井、超深井钻井技术尚未过关，体现为井下复杂与事故频繁，建井周期长，工程用度高，从而极大地阻碍了勘探开发旳步伐，增长了勘探开发旳直接本钱。
储气库老井封堵及新钻井固井技术现状
储气库老井封堵及新钻井固井技术现状储气库是一种储存天然气的大型地下设施，为了确保储气库的安全运营，封堵老井和实施新钻井固井技术是必要的。
老井封堵是指关闭和填塞废弃的井口，以避免天然气泄漏和地下水污染。
根据实际情况，封堵老井通常分为两种方法，即机械封堵和水泥封堵。
机械封堵是通过安装金属密封设备或橡胶密封套管在井口，以防止天然气泄漏。
该方法在封堵老井中应用广泛，因为它能够有效地控制泄漏，并能够根据需要进行调整。
机械封堵并不能完全确保封堵效果，因为设备可能因为年久失修而破裂或松动。
水泥封堵是通过注入水泥浆体到井孔中，将井孔填充并形成封堵层。
水泥封堵通常用于废弃井的封堵，它能够长期稳定地封堵井孔，防止地下水污染和气体泄漏。
水泥封堵技术需要有效的井筒清洁，以确保完全填充并固定封堵层，否则可能导致泄漏。
除了封堵老井，实施新钻井固井技术也是储气库建设和运营的重要环节。
新钻井的固井是指在油井钻探完毕后，将水泥浆体注入井筒以加固井壁和隔绝地层。
新钻井固井技术的主要目的是确保井筒的完整性，防止地层涌水、气体泄漏和井筒塌陷。
目前，储气库老井封堵和新钻井固井技术已经取得了较大的进展。
在老井封堵方面，机械封堵和水泥封堵技术的应用得到了广泛推广，并且随着技术的不断改进，封堵效果得到了进一步提高。
在新钻井固井技术方面，随着水泥浆体配方的改进和高性能固井材料的应用，固井质量得到了显著提高。
新钻井固井技术中的监测和控制手段也得到了改善，使得固井作业更加安全和可靠。
储气库老井封堵和新钻井固井技术在储气库建设和运营中具有重要的作用。
随着技术的不断发展，封堵老井和固井作业的效果将会进一步提高，为储气库的安全运营提供更加可靠的保障。
挑战地心,钻进未来——记“一扩成井”快速钻井法凿井关键技术及装备研究
２３ ， ～ 倍 不能 满 足 速 度快 、 放 低 、 排
环 境友 好 的建井 需 要 。 那 么 ， 否 实现 “ 钻 成 井 ”或 能 一
“
一
个。 国钻 井界认 为， 美 当钻井直径小于
３６ ．ｍ时， 钻井 法具有最佳 经济 效 益。 因而美 国在 小直径硬 岩钻 井设备 和技 术上处于领先地位 。
超 过３ ０ ０ ｍ的有３ 个， 度超 过４ ０ ５ 深 ０ ｍ
扩成井 ’ 速钻井法凿井 关键技 快
于施 工 类 似 我 国 地 层 条 件 的 井 筒 不 多。上世 纪５ 年代 ， ０ 我国也开始了钻井 法凿 井 的研 究 实践 。从 此 ， 钻 井法 在
研 究的路上 ， 中国科研人举起 了自己的 旗 帜。
１ ７ 年 ， 国 工程 师霍尔格 曼研 填 固井 等工艺技 术。 ８１ 德
制了超 前钻直径 ２ 经多次扩 孔达 到 ｍ，
７ ５ 钻深５ ２ ． ｍ， ６ １ ｍ的钻机。
１ １ 年 ， 国开始研 究 ９０ 美 筒钻井 ， 进 展甚 微 。到２ 世 但 Ｏ
代 ，由于 内华 达 地下核 试验 ±
上世 纪５ 年代 ， ０ 在学 习国外 资料 到 所 要 求 的 钻 井直 径 ， 多次 扩 孔 虽
和借鉴 国内石油行业 相关 经验 的基 础 上 ， 过 工艺过 程 的原理 性研 究和 模 经 型试 验 ， 国提 出了以 “ 机 大钩 提 我 钻 然 可 以相 对 有 效 地 利 用 钻 机 能 力 。
本 形 成 了钻 井法 凿 井基 本 工
一
次 超前、 多次扩子纳 人 员和设 备通过 的大直径 井筒 ， 当然 ， 小直径钻孔 的历 史远 远长于井筒钻进 ， 内外大 直径 国、 钻井 都 是 由小直 径钻 井 技术 发展 、改
石油钻井技术的创新与发展
石油钻井技术的创新与发展石油开采是人类社会发展的重要领域之一，而钻井技术则是石油开采的核心。
近年来，随着科技的不断进步，石油钻井技术也在不断创新和发展，为全球石油开采行业的发展做出了重要贡献。
一、钻井技术的原理及分类石油钻井技术是通过钻孔的方式，将石油井管打入油藏所在的地层中，直接采集岩石样本，以获取油藏的相关信息。
根据不同的工作原理，石油钻井技术可以分为机械式钻井、液压钻井、自动化钻井、无转子钻井等多种不同的类型。
机械式钻井是最早的钻井技术之一，其工作原理是通过机械钻头在钻孔的过程中将岩石样本拉取到地面，从而实现对油藏的认识。
液压钻井是通过液压力和气体催化剂的作用，来提高钻孔的速度和质量，同时实现了岩石的大量破碎和拉取。
自动化钻井是许多国家在20世纪80年代后期开始研发的一种新型钻井技术，其工作原理是通过电子控制系统来控制钻井机的工作，从而提高钻井精确度和效率。
无转子钻井是指通过暂停和启动钻头的负载，以降低和减少位移，从而提高钻孔的效率。
二、石油钻井的新发展随着科技的不断进步，石油钻井也在不断创新和发展。
在石油钻井技术方面，有三个主要的新发展，分别是新型钻挖机、自动化适应系统和智能化井筒系统。
新型钻挖机是目前石油钻井领域最为主流的一种技术，其主要作用是提高钻孔的速度和效率。
与传统钻井机不同的是，新型钻挖机采用了更加复杂的电控系统，并且集成了机械、电子和液压等多种不同的技术，从而实现了钻井的自动化和智能化。
自动化适应系统是一种针对地层特征进行智能感知和数据处理的系统。
通过人工智能、大数据和物联网等技术，自动化适应系统可以实时判断岩石样本和温度、压力等因素的变化，从而对钻井机进行精准的调整和优化，以达到更加高效的钻井效果。
智能化井筒系统则是一种实时监控和控制地层信息的系统，其主要作用是提高钻井的效果，避免了明显的环保问题。
通过负责地层信息的智能控制系统和传感器，智能化井筒系统可以实时监测和掌握井口压力、温度等因素的变化，并且自动对钻头进行调整和操作，以实现更加高效和精准的钻井效果。
钻井前沿技术
况下是个问题。
吸引力。
大量的钻井液缓慢流入或漏失。
循环量少，使得可以更精确控制井下压力，更容易发现和和控制 漏失。
操作依赖于一个节流阀以降低压力。节流阀 压力主要在沿程损失，地表环空压力可能是零。为安全起见改进
下环空压力依然很高。
和停钻期间避免节流阀堵塞。
调节钻井液体系费时费力。
因其体积小，钻井液体系可迅速改变。当双浮球阀关闭时调整钻 井液体系，在这过程中井眼不会暴露。
更深，更快，更便宜，更 天然泥气浆水脉合冲物式 钻 清洁，更安全，更聪明 （（（123） ） ）集最样成向 目 全总 ● ● ● ● ●成的这大趋 优 快 省 H更 高标方S势 聪 化井样化新是位E ： 明，，的技降支智就井术低持能钻，发“勘化什并展吨探）么越（油开样来”发I3—可的越成（视—井深本需化信， ）要—息保钻—化证效什，电 钻么益欠磁气 泥平波体 浆衡自 泥M钻 脉钻动 浆W套 泥井 冲井化 脉 可 泥D管 浆式随 泥/钻 冲 控 泥 膨 浆L钻 脉 智 泥WM 钻 浆机 式 压 浆 胀 脉井 冲 能 浆DW地 脉 鱼 泥 钻 脉 管 冲M式 钻 脉D层 冲 骨 浆 井 冲 式 W井 冲M压 式 井 脉 式 D树 泥M式 W力 冲M根 浆W MDM随 泥 测 式 W井 脉 DW单 泥W钻 浆 试 D/冲 D有 泥 MM直 浆D地 脉W 式 缆 浆 W径 脉震 冲D钻 脉 CM井 冲式自 泥井 杆 冲 W式膨 浆 M（ 式 DM下 泥W 胀 脉智MW一 浆D管 冲能WD代 脉式钻 微 泥 D深 冲杆 井 浆 M井 式W ） 眼 脉 碳 泥钻MD技 冲 纤 浆随 泥 井W术 式 维 脉钻 浆 技 无 泥 D复 冲M前 脉 术 钻 浆井 泥 M合 式 W视 冲 机 脉W钻 DM式 M 钻 冲 浆D杆WW井 式 MMD脉 DWWMDDW冲D 式
国内外钻井新技术
钻头
连续管钻井技术
4、连续管钻井底部钻具组合的重大突破
2）电动底部钻具组合 由为了最终实现连续管的智能闭环钻井，美 国XL技术公司、TSL技术公司等近年来开发出一 种电动连续管钻井系统，该系统的底部钻具组 合用电潜泵马达取代了原来的容积式马达。
由于电动马达可实现完全直接控制，速度 的变化可由操纵杆控制或由键盘指令设定。通 过设定与极限钻压相关的极限电流，马达的失 速问题几乎可以完全避免。
3）Hydril 500系列楔形套管螺纹接头
特制的可钻掉钻头
新型张开式钻头
三、国外创新钻井技术
（一）自动化（闭环）钻井技术
（二）套管钻井技术
（三）连续管钻井技术
（四）实体膨胀管技术
（五）三维可视化钻井技术
（六）反循环钻井技术
连续管钻井技术
1、概况
1） 连续管钻井技术的发展与应用保持着强劲的增长势头，连 续管钻井的应用领域和技术优势不断增加； 2） 美国目前是应用连续管钻井最多且技术领先的国家，世界 上主要连续管及连续管作业机制造公司均集中在美国；
MWD WLMWD
革命性 进步
30' 40' 50' 60' 70' 80' 90' 2000'
年代
滑动导向
旋转导向代替了传
统的滑动导向
提高机械钻速 增强井眼净化效果 克服极限位移限制
井下闭环自动导向， 与地质导向结合，可大大提高轨迹控制精度
旋导闭环系统可不起下钻自动调整钻具导向性能
提高钻井效率和轨迹控制的灵活性
• 解决漏失和复杂地层的封隔问题；
• 延长常规套管长度，减少井眼锥度； • 提高油井产能，将探井升级为生产井； • 可为不同钻井环境提供成本低廉的应急方案。
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钻井新技术介绍交流材料编写人：刘修善刘月军华北石油管理局钻井工艺研究院2001年11月目录一、水平井钻井技术·····························································································２二、分支井钻井技术·····························································································５三、大位移井钻井技术···························································································８四、地质导向钻井技术······················································································１１五、深井超深井钻井技术 ··················································································１４六、欠平衡钻井技术··························································································１８七、小井眼钻井技术··························································································２１八、连续油管钻井技术······················································································２４１石油作为一种主要的能源，一直是世界性产业革命的支柱。