主要钻井工艺技术介绍
钻井方法简介
钻井方法简介（不同工具不同工艺）一、顿钻钻井法我国古代发明，冲击破岩方式，钢绳冲击钻机，捞砂筒捞岩屑，间歇钻进，效率低，井内压力无法控制。
目前仍有少数地区用来打直井。
二、旋转钻井法（现代钻井的主要方法）冲击、挤压、剪切等多种破岩形式，靠动力带动钻头旋转，在旋转的过程中对井底岩石进行破碎，同时循环钻井液以清洁井底，连续钻进，效率高1、地面动力转盘旋转钻井法，钻柱旋转，世界各国广泛采用（我公司目前使用的方法之一）2、顶部驱动旋转钻井3、井底动力钻具旋转钻井法，钻柱不旋转。
减少能耗和钻柱事故。
A、涡轮钻具，特别适用于定向井和从式井，原苏联、罗马尼亚等国家采用的基本的钻井方法。
新技术：多节涡轮钻具，低速大扭矩涡轮钻具、带减速器的涡轮钻具等特点：钻速高，钻具止推轴承寿命短，降低常规牙轮钻头使用寿命与聚晶金刚石切削片PDC钻头匹配，可适应高温高速钻井定向造斜过程中的工艺简单，起下钻次数少B、螺杆钻具，适用于打定向井、水平井和丛式井，目前使用最普遍的井下动力钻具（我公司目前常用的钻井方法之一）C、电动钻具特点：便于操控电机结构复杂，工作条件复杂，检查电路故障和换钻头都不方便三、射流钻井法，小孔径的水平井，近十多年发展的，美国加拿大钻了数千口水平井。
垂直井、大井眼井试验中。
优点：设备简单水力能，无能量转换损耗钻柱、钻头不旋转，减少钻柱事故的发生，提高钻头寿命方便随钻测量和控制四、其他（研究和发展中）激光钻井电子束射流钻井岩石融化和气化钻井化学钻井等目前较新的钻井技术：–定向井、水平井、大位移井技术–分支井技术–深井（4500～6000m）、超深井(6000m～9000m）特超深井（9000m以上）–深海钻井–欠平衡钻井技术–小井眼钻井技术–地质导向钻井技术–挠性连续管钻井技术。
钻井方法及工艺
柴油机驱动钻机 2.动力设备 直流电驱动钻机
交流电驱动钻机
以柴油机为动力，通过机 械传动或液力传动的钻机
工作机用直流电动机驱动。 通常用于海上钻井
工作机用交流电动机驱动
陆地钻机 陆地（包括沙漠、沼泽等）使用的
3.使用地区
钻机
海洋钻机 自升式钻井平台、半潜式钻井平台、 钻井船和钻井固定平台上的各种类 型的钻机
按照结构特点和破岩机理的不同： 刮刀钻头 牙轮钻头 金刚石钻头
(1)刮刀钻头 切削型钻头
工作原理：工作时其刀翼在 钻压作用下吃入岩石，并在 扭矩作用下剪切破碎岩石。
破岩方式：以刮削、挤压和 剪切为主的方式
适用地层：松软地层
图6－6 刮刀钻头
分类
两翼(鱼尾式)刮刀钻头 刀翼数 三翼刮刀钻头 最常用
四翼刮刀钻头 平底式刮刀钻头
(3)由洗井液直接提供破岩钻进的能量，大大提高了能 量的有效利用率；
(4)为全自动化控制提供了很好的条件；
(5)具有巨大的发展潜力类型
井的类型：由于钻井的目的、要求不同而产生的
1.探井 通过钻井而达到探明地质情况，获取地下地 层油气资源分布及相应性质等方面资料的井
通过钻柱将地面动力机的能量传给钻头，使钻头旋转破碎 井底岩石，加深井眼。
依靠钻柱中钻铤部分在洗井液中的自重对钻头施加钻压， 使钻头工作刃不断吃入地层，破碎岩石。
③输送洗井液 通过钻柱的中心孔腔将洗井液输送到钻头，由水眼喷射
出，冲击到井底，携带岩屑后由环空返回地面。
④延伸井眼 在钻进中通过不断地增加钻柱长度(接单根)以达到延伸井眼
①第一次开钻(一开) 从地面钻出一个大井眼，然后下表层套管。 ②第二次开钻(二开) 用较小一些的钻头继续钻进，若遇到复杂地
石油钻井工艺技术
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-井口工具-B型钳
5、B型吊钳保养与维护 ①钳柄应无裂纹或焊缝；尾桩销及方头螺钉应齐全完好；钳 尾绳尺寸应符合标准，且无打结或严重断丝，两端紧固牢靠。 ②钳头上的各扣合钳开合灵活，扣合尺寸与钻具或套管尺寸 相符；轴销不能装反，固定销及背帽应齐全；钳牙及钳牙固 定销齐全，固定牢靠，钳牙磨损严重时应及时更换；扣合弹 簧应是专用部件。 ③吊钳水平度应合适。吊钳悬空时应水平，若吊钳前后不水 平，可用活动扳手调节吊杆下部的调节螺钉，顺时针转动， 吊钳钳头调高，逆时针转动，吊钳钳头降低；若吊钳左右不 水平，可用活动扳手调节吊杆上部的平衡梁使吊钳绳左右移 动。左低右高时让吊钳绳左移，反之，向右移。
（5）循环系统
固控设备
循环罐
水龙带
二、钻井装备及主要工具
（6）控制系统
司 控 房
二、钻装备及主要工具
2、主要工具-钻头
铣齿钻头
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-钻头
PDC钻头
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-钻头
PDC钻头
二、钻井装备及主要工具
三片卡瓦
多片卡瓦
安全卡瓦
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-井口工具-卡瓦
卡瓦作用、类型、结构 3、结构
铰链销钉 卡瓦手柄
卡瓦体
卡瓦牙
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-井口工具-卡瓦
4、卡瓦规范
（１）型号表示法
• • / • 额定载荷； kN 卡瓦名义尺寸； mm WT 表示钻铤卡瓦 WG 表示套管卡瓦 产品名称 W 表示钻杆卡瓦 例如： WT41/2~6-360表示能卡持114.3～152.4管径，最大载荷为360KN的 钻铤卡瓦。
钻井技术简介
钻井技术简介钻井技术是石油工程中重要的环节之一，它是通过钻井设备将钻头在地下钻孔，以达到获取地下矿藏或取得地质信息的目的。
本文将对钻井技术进行简要介绍。
一、钻井工艺流程钻井工艺流程包括井选、井设计、钻井液、钻具、钻井工艺等环节。
1. 井选：根据勘探资料、地质构造、矿藏分布等因素，选择合适的井位。
2. 井设计：根据勘探目标和井位条件，设计钻井参数，确定钻井方法、井眼直径、井深等。
3. 钻井液：钻井液是一种循环流动在井孔中的重要物质，它具有冷却钻头、携带岩屑、平衡地层压力等作用。
4. 钻具：包括钻杆、钻铤、钻头等，用于将钻头运行到井底。
5. 钻井工艺：包括井下作业、钻井参数调整、固井、完井等环节，以达到钻井目标。
二、钻井方法常见的钻井方法有旋转钻井、振动钻井、冲击钻井和旋挖钻井等。
1. 旋转钻井：通过旋转钻头，使钻头切削地层，将岩屑带到井口。
2. 振动钻井：利用振动原理，使钻头在井底振动，破碎地层并带出岩屑。
3. 冲击钻井：利用冲击力将钻头推进地层，达到钻井的目的。
4. 旋挖钻井：利用旋转钻头和钻铤，通过推进钻进地层，形成井孔。
三、钻井技术1. 钻头选择：根据地层性质和井设计要求，选择合适的钻头，如钻头形状、刀具结构等。
2. 钻井液控制：钻井液的配方和控制对钻井过程至关重要，需要根据地层条件和钻井目标进行调整。
3. 钻井参数调整：包括钻速、转速、钻压、钻力等参数的调整，以保证钻井的顺利进行。
4. 钻井过程监测：通过测井、岩芯分析、地层测试等手段，获取地下地质信息，指导钻井工作。
5. 固井：在钻完井后，通过注入水泥浆或其他填充材料，将井壁固定，防止地层塌陷和井壁塌陷。
6. 完井：包括井内装置的安装和地面设备的调试，使井口能够正常产生石油或天然气。
四、钻井技术的应用钻井技术广泛应用于石油勘探、开发和生产过程中。
1. 石油勘探：通过钻井技术，获取地下地质信息，确定石油储层的分布、厚度等参数。
2. 石油开发：通过钻井技术，建立油井系统，实现石油的开采、生产和输送。
水平井钻井工艺技术
技术难度大：水平井 钻井技术需要精确控 制钻头方向和深度， 技术难度较大
成本高：水平井钻 井技术需要投入大 量的设备和人力， 成本较高
风险大：水平井钻 井技术存在一定的 风险，如钻头损坏 、井壁坍塌等
环保问题：水平井钻 井技术可能会对地下 水和生态环境造成影 响，需要加强环保措 施
智能化：利用人工智能、大数据等技术，实现钻井过程的自动化、智能化 环保化：采用环保材料、环保工艺，降低钻井对环境的影响 高效化：提高钻井效率，缩短钻井周期，降低钻井成本 安全化：加强钻井安全防护，降低钻井事故发生率 国际化：加强国际合作，推广水平井钻井技术，提高国际竞争力
钻头：选择适合水平井钻井的 钻头，如牙轮钻头、PDC钻头 等
钻机：选择适合水平井钻井的 钻机，如旋转钻机、冲击钻机 等
泥浆泵：选择适合水平井钻井 的泥浆泵，如高压泥浆泵、低
压泥浆泵等
泥浆处理设备：选择适合水平 井钻井的泥浆处理设备，如离
心机、振动筛等
井下工具：选择适合水平井钻 井的井下工具，如测斜仪、压
降低钻井成本： 通过优化钻井工 艺和设备，降低 钻井成本，提高 经济效益
提高钻井质量： 采用先进的钻井 技术和设备，提 高钻井质量，减 少钻井事故
环保钻井：采用 环保钻井技术和 设备，减少钻井 对环境的影响， 实现绿色钻井
减少污染：采用 环保材料和工艺， 减少钻井过程中 的污染
提高效率：采用 先进的钻井技术 和设备，提高钻 井效率，减少能 源消耗
钻井技术：采用水平井钻井技术，提高 钻井效率，降低成本
应用效果：成功钻多口，提高了采收 率，降低了钻井成本
技术挑战：克服了地质条件复杂、钻井 难度大等挑战
经验总结：水平井钻井技术在复杂地质 条件下具有显著优势，值得推广应用
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。
石油钻井工艺技术措施
石油钻井工艺技术措施随着现代工业的发展和能源需求的不断增长，石油资源的开采成为了全球能源产业的重要组成部分。
而石油钻井作为石油勘探和开采的核心技术之一，其工艺技术措施的优化和改进对于提高石油勘探和开采效率，降低成本，保障生产安全等具有重要意义。
本文将就石油钻井工艺技术措施进行深入分析和探讨。
石油钻井是指利用钻井设备和工具，在地下进行探矿、勘探单元划分、矿体扩展，并在地下采取各种控制措施来实现对地下锁体情况和气、液情况了解的一项作业。
石油钻井工艺技术包括了整个勘探、探矿、采矿、建井、检测、注水、压裂等一系列作业的技术措施。
石油钻井的工艺技术措施包括了以下几个方面：1. 钻井液技术措施：钻井液是石油钻井作业中不可缺少的重要物料，钻井液不仅需要保持井壁稳定，还需要及时带出地下的岩屑，并对地层进行冷却与润滑作用。
选择合适的钻井液，控制钻井液性能，以及合理地使用钻井液是石油钻井工艺中的重要技术措施之一。
2. 钻具技术措施：石油钻井过程中所使用的钻具种类繁多，包括钻头、扩孔器、套管、冲削工具等。
如何选择合适的钻具，如何合理地进行钻具预防性维护和检修，都是影响石油钻井工艺技术质量和效率的重要措施。
3. 压裂技术措施：压裂技术是一种通过泵送压裂液以改变井下地层裂缝结构，从而增加地层渗透率，提高产能的技术手段。
合理地选择压裂液成分和压裂工艺参数，可显著提高石油井产量，降低开采成本。
4. 测井技术措施：测井是指通过对井筒中的地层及其含矿物质进行测控、分析、识别并评价地质属性、气、水、油分布等的一种技术手段。
测井技术措施包括测井仪器的选择和使用、测井数据的处理与解释等。
二、石油钻井工艺技术措施的重要性1. 提高勘探效率：通过优化石油钻井工艺技术措施，可以提高地质勘探的效率，降低石油勘探的成本，并且在不同地质条件下提高勘探的钻井成功率。
2. 保障井下生产安全：石油钻井作业是一项高风险的作业，井下生产安全是石油钻井工艺技术措施的核心目标。
钻井的基本工艺
钻井的基本工艺
钻井是地球科学领域的一项重要技术，它主要用于勘探和开发油气资源。
钻井的基本工艺主要包括以下步骤：
1. 筹备阶段：确定钻井位置和方向、选择合适的钻井设备、准备相关材料和工具。
2. 下井阶段：将钻杆、钻头等下放井口，连接钻杆并逐步向下钻井。
3. 钻井阶段：通过旋转钻杆和在钻头中注入高压液体，使钻头在地下不断切削地层，形成井壁，并沿着一定方向向下探进。
4. 取心阶段：在钻井过程中，定期取出地层样本，以便进行地质分析和评估。
5. 完井阶段：在探测到目标层位后，停止钻井，并进行完井操作，包括安装套管、水泥固井和井口设备安装等。
确保井筒稳定，减少地层污染。
6. 测试阶段：通过井下测试装置对井内流体进行采样和监测，以评估目标层位的油气储量和产能，同时确定采油矿区的开采方案。
7. 排井阶段：当钻探过程结束后，根据油气勘探结果和经济效益决定是否进行钻井作业，包括油气开采、水注采和锁井等。
钻井的基本工艺可以根据具体需求进行调整和优化，但上述步骤是大多数钻井操作中常见的流程。
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路漫漫其悠远
5.1 钻井提速技术
建井周期的技术极限
建井周期
理论上最好的情 况
通常损失时间 不可预见损失时间
可以减少的时间
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技术极限
直接提速
通常最好的情况
间接提速
5.1 钻井提速技术
1、直接提速技术 2 、间接提速技术
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1、直接提速技术
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VSI（虚拟强度指数）优化方法
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新疆油田在霍003井三开井段应用NDS技术，提高 了对井下状况的认识，提高密度不再是防止卡钻 的唯一措施，泥浆密度由原来的2.6g/cm3降至 2.38 g/cm3 ，减少了漏失和由此引发的水化坍 塌，井漏次数和漏失量大幅度下降，大幅度减少 了井下事故和复杂，缩短了钻井周期。
1616米 1478米 1503米
主要钻井工艺技术介绍
路漫漫其悠远 2020/4/14
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5.1 钻井提速技术 5.2 欠平衡钻井技术 5.3 水平井技术 5.4 深井钻井技术
5.1 钻井提速技术
钻井速度是影响成本的主要因素之一。一口典型的油气井 中，接近50％的费用用于机械钻进，50％的费用用于完井(下 套管、注水泥、测井等）。 美国的研究与实践表明：如果钻井效率提高一倍，总的钻 井费用可以降低约25％。因此，钻井提速，是降低钻井成本 、实现效益最大化并实现科学生产的首要追求。 向钻井要速度、要效益，对于油气钻井发展和钻井公司核 心竞争力的提高都具有重要的意义。
循环 PBH=PHyd＋PAF-PECDRT
压力
PAF
பைடு நூலகம்路漫漫其悠远
钻柱
当量循环密 度
降低工具
套管
控压钻井技术
2006年俄克荷拉 马州东南部油田 的一口井试验。 不使用当量密度 降低工具时，井 底压力当量密度 为1.221 g/cm3。 使用工具钻进过 程中，井底ECD 1.113～ 1.137g/cm3，约 降 0.11g/cm3。
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中国石油近年欠平衡钻井应用情况
5.2 欠平衡钻井技术
近三年欠平衡钻井主要应用情况
油气藏类型
储层特征
关键技术
典型区块
碎屑岩油气藏 火山岩油气藏
•低压、易漏失 •水敏性、易污染 •常规钻井识别难
•压力系数低 •裂缝发育易漏失 •极易污染、伤害不可逆
•全过程欠平衡 •不压井装置 •套管阀、冻胶阀 •气体钻井
岩石真实强度
岩石虚拟强度
岩石真实强度指数（TSI）
岩石破碎能 钻头输出功
岩石虚拟强度指数(VSI)
各种有关因素
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各种有关因素
VSI（虚拟强度指数）优化方法
虚拟强度指数（VSI） = f（钻压，转速，扭矩，机械钻速，钻头类型和尺寸……）
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ExxonMobil 公司应用VSI
方法
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控压钻井技术
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PBac 回压
k
井 深
循环状态 PBH=PHyd＋ PAF
静止状态 PBH=PHyd＋ PBack
压力
环空摩阻 PAF
当量循环密度降低工具通过降低环空流体的部 分环空压耗和部分静液压力，达到降低当量循 环密度的目。
控压钻井技术
井
深
PECDRT
静止 PBH=PHyd
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2、间接提速技术
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NDS技术
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NDS技术是经验钻井向科学钻井的重大进步，提高了对井下状况的判断
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NDS工作原理图
DN204井应用NDS技术，提高了对窄泥浆密度窗口的认识，将泥浆密度从 过去的2.28g/cm3降低到2.18g/cm3，大大降低了泥浆漏失，该井目的层段 仅漏失泥浆86方，而迪那地区第一、二轮井平均漏失达1500方。从而降 低了钻井复杂和风险，缩短了钻井周期，提高了钻井安全水平。
•氮气欠平衡 •水包油欠平衡 •欠平衡水平井
四川须家河 渤海湾歧口
松辽深层 三塘湖 准噶尔石炭系
应用比例（% ）
56
26
古潜山油气藏
•裂缝发育易漏失、造成伤害 •伤害不可逆 •物性变化大 •安全窗口窄、喷漏同层 •可能含H2S
•水包油钻井液
•充气钻井液
辽河潜山
•油层专打 •控压钻井 •井下液面监测仪
VSI方法在不 同国家应用
效果
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颗粒冲击钻井（PID）技术
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PID钻头 微粒加工与注射系统PIS 微粒回收系统PPS
实验时，颗粒以大约15gpm的流速传送到泥浆排量为 450gpm钻井液流中，然后运送这些充满微粒的泥浆通过 立管送到钻头，总流体中含大约3%的微粒。 系统进行了四次现场试验，取得了积极效果，同井段钻 速提高150-350%。
174天 138天
92天
孔隙压力 梯度
坍塌压力梯度 (剪切破坏， 井壁垮塌掉块
)
泥浆 密度
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泥浆漏失 梯度
破裂压力 梯度
ECD
压裂破坏区 垮塌破坏区
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控压钻井技术
UBD
PD
旋转 控制头气 体控制放 喷系统内 防喷工具
MPD
各技术之间的关系
控压钻井技术
常规钻井
窄窗口钻井
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正常钻进流体循环途径
旋转 控制 头
溢流阀
MPD回压泵
接单根
控压钻井节 流管汇
泥浆泵 泥浆泵 进液管 线
泥浆补给灌
振动筛
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综合压力控制器 钻机井控节流管汇
排气道
分离器
泥浆池
PCH
回压
井 深
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地层孔隙压力 压力
传统工艺静态压力梯度 传统工艺循环压力梯度 DAPC静态压力梯度 DAPC循环压力梯度
地层破裂压力
环空摩阻 PAF
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5.1 钻井提速技术 5.2 欠平衡钻井技术 5.3 水平井技术 5.4 深井钻井技术
欠平衡钻井技术特点
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5.2 欠平衡钻井技术
2008年，在各油田与各施工服务企业的共同努力下，欠平衡、 气体钻井工作量大幅度增长，较2007年增加了35%，圆满完成了210 口井的年度任务。
华北古潜山 塔里木碳酸岩
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5.2 欠平衡钻井技术
（1）欠平衡钻井的规模应用打开了四川盆地须家河勘探的新局面
邛西构造
广安构造
合川构造
应用构造：15个 应用井数：240口 探明储量：05年前600亿方
06年后2300亿方
四川盆地欠平衡钻井应用分布图
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邛西3井全过程欠平衡钻井的成 功应用，带动了西南油气田欠平衡 钻井的高潮，大大提高了四川盆地 须家河储层的地质认识，开创了勘 探的新局面。