超深井钻井技术研究及工业化应用
深井超深井钻井技术1
在这个阶段中，除完成170口深井外，还完成了10口超深井，其中包括井深
超过7000M的2口超深井（四川关基井，7175M；新疆固2井，7002M），这 是我国深井超深井钻井的初步发展阶段。
在深井钻井工艺技术方面，发展了优选参数钻井和近平衡钻井技术；钻井
液体系由细分散发展到粗分散，开发了三磺和聚合物等钻井液体系；钻井 液化学处理剂和水泥外加品种增多，逐步形成系列。但是，在处理深井井
具钻深井方面处于世界领先地位，电磁波MWD、井眼轨迹控制及纠斜 技术先进。
欧洲北海是世界上深井超深井集中地区，平均井深超过5000m，属高温
高压深井，目前北海地区测量井深8000m左右的大位移井钻井周期一般
只有90d左右。
德国1990年完成的KTB大陆科探井井深9101m，在钻井应用了高新技术，
（1）套管层数少且系列单一，不能应付复杂地质条件下深井、超深井钻井
遇到的各种复杂情况，这种5层套管柱的井身结构应变能力差。 难以满足封 隔多套复杂地层的要求。
（2）下部井眼尺寸小（4 ” 、4 5/8 ”），钻具组合单一，没有配套打捞工具，
不利于快速、优质、安全钻井。 （3）小井眼钻进受水力参数限制，在高密度条件下，其钻达的深度是有限 的，满足地质加深的要求难度非常大。
美加利福尼亚934-29R井914.4+660.4+508+406.4+273.1+196.9( 尾管)+127(尾管)
沙特阿拉伯Khuff井914.4+762+609.6+473.1+339.7+244.5+177.8( 尾管)+114.3(尾管) 美得克萨斯NPI960-L1井1219.2+914.4+660.4+473.1+355.6+273.1( 尾管)+228.6裸眼完钻 美怀俄明洲Bighorn1-5井762+508+406.4+301.6+250.8( 尾管)+196.9(尾管)+139.7(尾管) 美阿克拉何马州DanvilleA#1井762+609.6+406.4+301.6(尾管)+244.5(尾管) 德国KTB超深井622.3+406.4+339.7+244.5( 尾管)+193.7(尾管) 拉丁美洲及墨西哥海湾地区762+609.6+508+406.4+346.1( 尾管)+295.3(尾管)+244.5(尾 管)+193.7(尾管)
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术
深井、超深井和复杂结构井垂直钻井技术是油气勘探与开发领域中的关键技术，它们的应用能够有效提高油气资源的开采效率和效益。
本文将从深井钻井技术、超深井钻井技术和复杂结构井钻井技术三个方面进行探究。
深井钻井技术是针对井深较大的油气井而设计的一项钻井技术。
一般而言，当井深超过3000米时，我们称为深井。
而在深井井段的钻进过程中，由于岩石力学性质的改变，钻井速度变慢，井漏、井塌等问题也随之增加。
深井钻井技术需要考虑钻井液体系的设计与优化、钻具与井眼之间的匹配、钻头的选择与设计等问题。
深井井下环境恶劣，对工具设备和井下作业人员有更高的要求，深井钻井技术还需要关注井下作业的安全性。
而复杂结构井钻井技术则是指针对复杂地质条件下的油气井而开发的钻井技术。
复杂地质条件包括但不限于水平井、斜井、S形井、复杂沉积层等。
针对这种类型的井，传统的垂直钻井技术往往难以达到预期的效果。
复杂结构井钻井技术需要解决的问题包括井眼的稳定性、钻进路径的控制、横向钻井技术的应用等。
通过合理的设计和技术手段，可以提高复杂结构井的构建效率和完整程度，从而提高油气资源的开采效益。
精细控压钻井技术创新及应用探讨
精细控压钻井技术创新及应用探讨摘要：精细控压钻井技术在复杂地层中的应用能有效提升钻井质量和安全性。
本文主要是从精细控压钻井技术的意义出发，分析其原理和涉及到的设备，探讨创新的方向及应用，努力提升精细控压钻井水平。
关键词：钻井;压力控制;回压随着油气资源开发深入，逐步向复杂压力地层和深部开发，增加了作业难度，高效低成本的开发就成为当前研究的重点。
在高压、高温的特殊地层中极容易出现溢漏坍塌等情况，钻井施工过程中可能遇到窄窗口和溢漏同存的复杂情况，这就需要创新钻井技术来解决这些难题，主要从精细控压钻井工艺、工况模拟装置和系统评价方法、欠平衡控压钻井工艺以及控压钻井方法方面加大研究。
1精细控压钻井技术意义精细控压钻井技术是国外较先进的前沿钻井技术，在复杂井下情况、压力敏感地层的钻探过程中发挥良好作用，国内西部复杂超深井中普遍存在容易漏失和坍塌薄弱地层、长井段同一壓力系统、窄密度地层层情况，东部油田深海油藏和枯竭油气层钻井中都有很好的应用，这就要求国内从业人员和研究人员加大研究力度，从实际出发，组建创新团队来公关相关技术难题。
2精细控压钻井技术分析控制压力钻井是对钻井工艺进行改善和优化，通过特殊工艺和地面设备来增加井口回压，对井筒环空压力剖面进行精准控制，以此来保证井底压力的可控性。
井底压力保持稳定的原则是控制回压，可通过可能侵入地层流体的性质以及井筒内进入地层流体的量来调整，如果地层酸性气体较多或是较大产气量的情况，可对回压进行适当调整，针对性提升施加压力。
在窄窗口地层中，通过回压控制钻井时，钻井液当量循环密度影符合以下规律：P l>ph> pp> Pe> Pe其p。
为地层坍塌压力当量密度;中、pe、为环空循环压耗、流体柱压力折算得到的当量密度;ph为井口施加回压、环空循环压耗以及液体柱压力和折算得到的当量密度;pp、p1分别为地层漏失压力当量密度和孔隙压力当量密度。
配套的装备是保证实施精细控压钻井的基础，也是工艺实施的关键，以哈里伯顿的精细MPD系统为例，其控压钻井关键装备包括旋转控制装置、回压控制系统、数据采集传递接收系统以及压力闭环控制系统。
深井及超深井固井技术应用简析
改善薄水泥环的力学性能以满足后期施工的要求。
5
有：
双层组合套管、特制套管（如特厚壁套管）。
（2）优选抗盐水泥浆体系。目前国内外在解决盐
结论
（1）在深井及超深井的固井过程中，保证良好的井
（1）防止盐膏层挤毁套管通常采用的套管柱结构
眼质量和掌握地层温度及压力梯度是固井施工的前提
目前该技术不断发展为解决压力敏感地层和窄压力窗
口条件下固井的有效技术手段。
2021 年第 6 期
3
西部探矿工程
盐膏层固井技术应用
在深井及超深井固井施工的过程中，当进入海相
（1）采用新的井身结构或钻井工艺如钻后扩眼、随
钻扩眼等技术，增大环空间隙，改善流体流动通道；
地层以后，由于盐膏层的存在，对固井带来了一系列的
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西部探矿工程
深井及超深井固井技术应用简析
唐
炜*，
余
建，
宾国成
（中国石油川庆钻探工程公司井下作业公司，四川 成都 610052）
摘
要：近年来，随着勘探开发力度的加大，深井及超深井的数量日益增多，固井技术措施及水泥浆
体系一直是关注的重点。结合深井固井防气窜、压力敏感及窄安全密度窗口、盐膏层固井、小尺寸井
浆混配而成，不仅能增加孔隙压力，还具有微膨胀的特
同井深处的压力略高于地层压力，具体体现在施工过
性。
程中根据各类型流体在井筒内的位置和动压力的变化
2
压力敏感及窄安全密度窗口地区固井技术
深井及超深井地层条件复杂，在同一开次的井眼
条件下存在相对低压的易漏层，在固井作业注水泥过
不断调整井口压力，最终实现对地层的压稳和防漏。
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术【摘要】深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术在油气开采中具有重要意义。
本文从技术概述、特点、介绍、原理和关键技术等方面对这些钻井技术进行了探究。
深井超深井钻井工程具有高温高压、井深大、技术复杂等特点，复杂结构井更是面临地质构造复杂等挑战。
垂直钻井技术在解决这些问题中发挥着重要作用。
未来，技术研究将持续推动深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术的发展，并对油气开采产生深远影响。
对这些技术进行深入研究，了解其发展趋势以及对油气产业的影响至关重要。
【关键词】深井超深井、复杂结构井、垂直钻井技术、钻井工程、技术研究、发展趋势、油气开采impact。
1. 引言1.1 深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术的重要性深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术在油气勘探开发中具有重要意义。
随着地表资源逐渐枯竭和人们对能源需求的不断增加，对深层油气资源的开发已成为当前的热点。
而深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术的运用则是实现这一目标的关键。
深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术可以有效提高油气采收率。
由于深层油气资源埋藏深度较大，常规钻井技术无法满足长距离的油气开采需求。
而深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术在探查前景、确定井位和提高产量方面有着独特的优势，可以有效提高采收率。
深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术可以减少工程风险。
深井钻井过程中会遇到高温高压、地层变化、井下环境等复杂情况，如果采用传统的钻井技术难以应对这些挑战。
而深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术具有更高的适应性和可靠性，可以有效降低工程风险。
深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术在油气勘探开发中具有重要意义，对提高采收率、减少工程风险等方面都有着积极的影响。
深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术的研究和应用具有重要意义和广阔发展前景。
1.2 研究背景随着石油和天然气资源的逐渐枯竭，人们对深层油气资源的开发需求日益增加。
深井、超深井和复杂结构井成为当前油气勘探与开发的重要领域，但其钻井技术的复杂性和困难度也相应增加。
油田深井钻探技术研究
油田深井钻探技术研究摘要：针对油田深井钻探的技术难题，通过对其地质构造的分析和把握，我们分别提出了解决这一难题的科学方案，论述了盐层钻井液技术和随钻扩孔技术。
对于油田石炭系盐膏层地层特点，结合钻后扩孔技术及盐层钻井液技术并就盐层的瞬态蠕变和稳态蠕变提出了切实可行的解决办法，这对于今后超深井钻进膏盐层具有一定借鉴意义。
关键词：深井盐层钻探一、盐膏层地质情况的概述（一）盐膏层的塑性蠕动地层特点油田膏盐层埋藏的深度大多在5200～5500m左右，它还可以可分为两个大类：一类为复合膏盐层，除含有大量氯化钠外，还含有石膏、软泥岩等，易溶解、井径扩大和缩径另一类就为纯盐层，纯盐层氯化钠含量高达90%～99%，易缩径、溶解和井径扩大，如果发生严重塑性蠕动，就会造成卡钻、挤毁套管等重大的事故。
（二）盐膏层的蠕动机理形式对于盐膏层的蠕动，受其埋藏的深度以及井底的温度的影响非常大。
盐膏层埋藏得越深，井底温度就会越高，因而受地层应力作用就会越大，导致盐膏层蠕动会越严重。
在一般的情况下，当盐膏层的埋深超过2000m时，井底的温度就会超过200度，那么盐膏层的蠕变就足以对钻井工程造成极大地威胁，对于油田超深井盐膏层的蠕变会变得更为严重。
通过蠕动变化的试验研究说明，盐膏层的蠕变可以分为3个阶段，即瞬态蠕变、稳态蠕变和加速蠕变。
对于钻井工程而言，受影响最大的还是瞬态蠕变和稳态蠕变这两个阶段。
稳态蠕变率，是确定安全下套管时间的蠕变速率。
钻开盐膏层的初期，主要是瞬态蠕变造成的，极易发生卡钻事故。
在钻井工程中，及时掌握瞬态蠕变速率和稳态蠕变速率对于安全施工十分关键。
二、石油钻井工作中所面临的困难盐膏层钻井工程中，特别是深井盐膏层和复合盐层钻井，就现在的技术水平来讲在全世界的范围内也算是一个世界级的钻井技术难题。
（一）地层压力情况的复杂在施工的过程当中，由于其地质构造的特殊性，存在着相当多的不确定性的复杂因素。
随着深度的改变，基本的地层压力都会改变，但是在三开钻进过程中，为平衡三开下部井段膏盐层的塑性蠕变，钻井液密度要达到1.65～1.66kg/l，必须对上部低压力地层提高其承压能力才能顺利完成该井段施工，同时才能确保施工工作的安全推进。
钻井新技术及发展方向分析
钻井新技术及发展方向分析1 钻井技术新进展1.1石油钻机钻机是实现钻井目的最直接的装备,也直接关系到钻井技术进步。
近年来,国外石油钻机能力不断增强,自动化配套进一步完善,使钻机具备更健康、安全、环保的功能,并朝着不断满足石油工程需要的方向发展。
主要进展有:(1) 采用模块化结构设计,套装式井架,减少钻机的占地面积,提高钻机移运性能,降低搬家安装费用。
(2) 高性能的“机、电、液”一体化技术促进石油钻机的功能进一步完善。
(3) 采用套管和钻杆自动传送、自动排放、铁钻工和自动送钻等自动化工具,提高钻机的智能化水平,为提高劳动生产率创造条件。
1.2随钻测量技术1.2.1随钻测量与随钻测井技术21 世纪以来, 随钻测量(MWD) 和随钻测井(LWD) 技术处于强势发展之中,系列不断完善,其测量参数已逐步增加到近20种钻井工程和地层参数,仪器距离钻头越来越近。
与前几年的技术相比,目前,近钻头传感器离钻头只有0.5～2 m 的距离,可靠性高,稳定性强,可更好地评价油、气、水层,实时提供决策信息,有助于避免井下复杂情况的发生,引导井眼沿着最佳轨迹穿过油气层。
由于该技术的市场价值大,世界范围内有几十家公司参与市场竞争,其中斯伦贝谢、哈里伯顿和贝克休斯3 家公司处于领先地位。
1.2.2电磁波传输式随钻测量技术为适应气体钻井、泡沫钻井和控压钻井等新技术快速发展的需要,电磁波传输MWD(elect romagnetic MWD tool s ,EM MWD) 技术研究与应用已有很大进展,测量深度已经达到41420 km。
1.2.3随钻井底环空压力测量技术为适应欠平衡钻井监测井筒与储层之间负压差的需要,哈里伯顿、斯伦贝谢和威德福等公司研制出了随钻井底环空压力测量仪（annular pressure measurement while drilling, APWD) ,在钻井过程中可以实时测量井底环空压力,通过MWD 或EMMWD 实时将数据传送到地面,指导欠平衡钻井作业。
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术深井超深井和复杂结构井是石油勘探开发领域中的难点和重点。
为了提高井深和提高钻井效率，高效、安全、可靠的垂直钻井技术显得尤为重要。
深井超深井钻井技术是指针对超过5000米或更深井深的垂直钻井而言的，在这个范围内，钻井面临的挑战有：高温高压、地层钻进难度大、极易发生事故、井底钻头易受损等。
为了解决这些问题，人们采用了下面的方法：1. 确定合适的钻井液体系结构。
钻井液的质量会对井的钻进效率起到重要的影响，特别是在深井超深井钻井时。
2. 优化钻井工艺，特别针对井口、井筒以及井底的情况进行优化，减少阻力，提高钻进效率。
3. 高效地利用井眼以及钻头的各种功能，例如：钻头可以作为测井工具、地层样品采集工具等。
4. 使用新型的测井技术。
利用高分辨率测井工具，如多频声波测井技术、多角度声波测井技术等。
复杂结构井钻井技术，是指在非垂直井管内钻孔的技术，例如斜井、水平井、方向钻井等。
这种钻井技术常常被应用于开采层状、层状粘土、页岩、煤制气等井型。
为了解决复杂结构井钻井时面临的困难，例如遇到高压、高温、高地层压力、高气水比、钻柱损坏等问题，我们可以采用下面的方法：1. 应用高压钻井液。
因为在水平井、斜井中钻井时，井眼形状复杂，液体能流阻力加大，因此需要使用高压钻井液，以弥补这种能流阻力。
2. 选择合适的防护装置。
为了防止顶部的岩石物质落入井眼，我们需要使用合适的防护装置，如套管、电缆保护管、钢丝绳内钢管等。
3. 选择合适的钻井工具。
钻井工具优化可以提高钻进速度、延长钻头使用寿命、减少钻柱损坏等问题。
4. 积极采用新型的钻井技术。
例如利用地下导向仪、方向钻井技术等。
总之，深井超深井和复杂结构井的钻井技术与传统钻井工艺有很大不同点，需要我们采用先进的钻井技术，才能充分发挥其巨大的生产潜力。
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超深井钻井技术研究及工业化应用
摘要自改革开放以来，我国的社会经济保持着高速发展，经济体量不断壮大，已经成为世界第二大经济体，而随着经济的发展，科学技术水平也在不断提高，其中超深井钻井技术也取得了长足进步。
石油是经济发展和社会发展过程中不可或缺的资源，而为了人类的进步和发展，石油勘探技术也在不断提高，越来越多的钻井、越钻越深的钻井、从陆地转向海洋的钻井，这些都见证着我国钻井技术的发展历程。
本文主要分析和探讨了超深井钻井技术的研究和工业化的应用。
关键词超深井钻井；技术研究；工业化应用
近些年來，随着石油资源的不断开采和消耗，深层找油也变得也来越多，超深井钻井技术的应用日益变多，但超深井开采会遇到多方面的问题，包括深高温高压、层岩性等因素，这些问题会对钻具、钻速、井斜等产生直接影响，进而造成事故发生。
1 超深井钻井遇到的各类问题
随着经济的快速发展和对石油资源的更大需求，我国油气资源勘探开发的步伐不断加快，开始向更深层次进发，特别是在塔里木盆地、四川盆地等地方的超深层油气勘探，使得对超深井钻井技术提出了迫切的需求和更高的要求。
但是因为超深井钻井工程通常所处的地质环境都比较复杂，所以钻井会遇到各种问题，有些甚至是世界级难题，给我国油气资源的开采带来了巨大挑战，主要包括以下几个方面。
1.1 地质条件比较复杂
通常油气资源丰富的西北地区，地层时代都比较古老、构造活动期次频繁、演化程度也很高，很多地区还存在厚砾石层、陆相地层胶结致密等现象，地层压力系数超过2.4。
同时地层埋藏深、地层比较坚硬、岩石强度较高、可钻性比较差、研磨性较强、机械钻速相对低[1]。
1.2 井身结构设计困难
因为西北以及川东北地区由纵向上分布的压力系统很多，同时由于破碎带、低承压层等方面的影响，所以造成了井身结构设计和优化的难度较大；超深井因为上部套管尺寸很大、下深相对较深，所以经常会出现抗内压和套管抗挤强度达不到标准。
1.3 气候条件造成困扰
因为工程所处地区的原因，往往会引发高温状况下，钻井液黏土出现分散、
絮凝和钝化现象，
超高密度的钻井液体因为高温原因稳定性及系流变性变差。
同时在高密度钻井液状况下，极容易引发裂缝发育地层漏失的问题。
1.4 油气资源埋藏较深
由于川东北地区的天然气储层埋藏都很深、地层压力也很高、含有大量二氧化碳及硫化氢、纵向上的分布着很多压力体系，所以造成了水泥石防腐蚀、固井压稳防气窜等难度变大。
1.5 工作环境相对恶劣
因为西北以及川东北地区的气候、地质等各种条件影响，造成了超深水平井面临诸多问题，包括工作环境相对恶劣、定向轨迹控制比较困难等。
以上这些问题，将严重影响超深井钻井的质量和安全，因此需要加快研究复杂地质状况下的超深井钻井技术，为我国超深油气资源的勘探以及开发提供强大的技术保障和支撑，进而为我国社会主义现代化建设做出贡献[2]。
2 超深井钻井技术的研究
2.1 超深井钻井的井斜控制技术
随着经济的快速发展和科学技术水平的不断提高，深层找油气资源的力度也在不断加大，因此超深井也日益增多，而因为深井段经常发生井斜问题，所以对钻井安全产生了很大影响。
如果在深井段发生井斜问题，那么纠斜工作会变得异常困难，通常此时为了达到钻井安全和目标，不得不重新进行钻井施工，这样虽然相对安全，但是所需成本较高、工期也被大幅拉长。
所以对超深井深井段的井斜问题研究室非常有必要的，这样可以有效提高控制与纠斜的技术水平。
2.2 超深井钻井的提速钻井技术
因为超深井作业环境相对复杂、操作系统也比较繁杂、事故发生率相较频繁等原因，所以造成了超深井钻速大幅降低，工期被大幅延长，这样会极大浪费人力、财力和物力，因此，对超深井提速钻井技术的研究也是很重要的一个方面。
目前提高超深井钻速的技术包括涡轮钻具复合钻井、PDC钻头加螺杆钻具复合钻井、欠平衡钻井、旋冲钻井、导向钻井等[3]。
2.3 超深井钻井的固井技术
超深井固井也是比较困难的一个工序，主要是因为井下压力和温度都很高，而工程条件及地质条件又非常复杂，经常会出现垮塌、漏失、井径异常等状况，进而造成了难以有效发挥各种技术措施的功能和作用。
目前超深井固井主要面临
六个方面的难题。
一是因为井深结构的局限性，所以造成了固井质量达不到要求；二是因为技术套管磨损比较严重，所以造成了下部钻进很困难；三是因为套管柱设计难以优化和完善，所以造成了固井工具的可靠性变差；四是因为地下水质变化比较大，所以造成了水泥石的腐蚀非常严重；五是因为井下漏失及井涌鞥问题，所以造成了井壁稳定性变差；六是穿越低压盐膏层、高压层、含硫层等[4]。
3 超深井钻井的工业化应用
石油是经济发展和社会发展过程中不可或缺的资源，而为了人类的进步和发展，石油勘探技术也在不断提高，越来越多的钻井、越钻越深的钻井、从陆地转向海洋的钻井，这些都见证着我国钻井技术的发展历程。
据不完全统计，近些年来超深井深度已经都超过了七千米，钻井周期缩短了近一半，钻井速度提高了三分之一[5]。
4 结束语
写此篇文章的主要目的是介绍了超深井钻井遇到的各类问题，包括地质条件比较复杂、井身结构设计困难、气候条件造成困扰、油气资源埋藏较深、工作环境相对恶劣等，分析了超深井钻井技术的研究，包括超深井钻井的井斜控制技术、超深井钻井的提速钻井技术、超深井钻井的固井技术等，探讨了超深井钻井的工业化应用。
希望通过此篇文章的分析和探讨，能为我国超深井钻井技术的研究和应用提供参考和借鉴。
参考文献
[1] 张金成，牛新明，张进双.超深井钻井技术研究及工业化应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2015，（1）：3-11.
[2] 张金成，牛新明，张进双.超深井钻井技术研究及工业化应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2015，（2）：3-11.
[3] 刘东峰，侯树刚，杨晨涛.中原深井超深井钻井配套技术及应用[C]. 2013年度钻井技术研讨会暨第十三届石油钻井院（所）长会议.2013年度钻井技术研讨会暨第十三届石油钻井院（所）长会议论文集.北京：中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，2013：138-145.
[4] 李广国，索忠伟，王甲昌，等.射流冲击器配合PDC钻头在超深井中的应用[J].石油机械，2013，（4）：31-34.
[5] 王超，岑临.超深井钻井工艺技术探讨[J].化工设计通讯，2018，
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