深井

2、 国内发展概况
第三阶段 1986年至今。
80年代末期以来，我国的深井超 深井进入大规模的应用阶段，1986 至1997年我国共完成深井超深井688 口，其中超深井34口。塔里木的塔 参1井目前是我国最深的井，井深达 7200米。
2、 国内发展概况
从90年代开始，我国先后于1990年、1993年和1996 年在塔里木召开了3次深井超深井钻井技术研讨会，结 合几十口复杂深井超深井的实践，总结了经验教训， 促使深井超深井钻井技术有较快的进步。其中，深开 发井钻井技术进步显著。轮南油田5000m左右开发井， 1年可打4口；东河塘油田6200m左右开发井，一年可 打2口；达到国际先进水平。在地质条件不太复杂的地 区，较好地完成了一批深探井，如塔里木的阳霞1井， 井深6571m，只用了1.5年的时间。
国外超深井钻机基本技术参数
国 别 美国 钻机型号 2050-E 额定功率（HP） 4000 钻深范围（M） 6100-15250 最高泵压（kg/cm2） 421 最大排量 （L/min） 3459 美国 3000E 3000 5486-9150 351 美国 4000E 4000 15250 351 4447 美国 E3000 3000 9150 352 3126
2、现有钻井技术不完全适应复杂地
质条件深探井钻井的要求
（1）提高地层压力和地应力预测监测的精度问题 （2）确定复杂地质条件下深探井合理井身结构问题。 （3）一旦同一裸眼井段内打开两套或更多套地层压力系 统后的有效处理问题。 （4）高陡构造高效防斜问题。 （5）提高上部大尺寸井眼和深部井段钻井速度问题。 （6）提高长井段小间隙高密度条件下的固井质量问题。 （7）减少技术套管磨损和破裂后的处理问题。 （8）严重井漏、井塌、缩径的有效处理问题。 （9）含硫气井的安全钻进问题。 （10）高密度（大于2.0g/cm^3）,抗高温(大于150C),抗污 染钻井液问题。
三、发展深井超深井钻井技术的意义
深井超深井钻井技术是为勘探和开发地层深处的油气资源 而发展起来的。从我国的的情况来看，根据第二次全国油气资 源评价，陆上石油资源储量为694亿吨，目前探明172.8亿吨，探 明率为25%；陆上天然气资源量为30万亿立方米，目前探明1.2 万亿立方米，探明率仅为4%。 上述资源量的80%集中于松辽、勃海湾、陕甘宁、四川、准 葛尔、塔里木、吐哈和柴达木等8大盆地，是今后勘探的主要地 区。
2、 国内发展概况
在过去基本打不成探井的复杂地质条件地区，现 在基本能打成深探井。如天山南麓山前构造带的东秋 里塔克构造，从70年代开始，先后打过4口探井，均工 程报废，最深的东秋2井也只打了3250m。1993年2月4 日东秋5井开钻，到1995年5月4日钻成了该构造第一口 深探井，井深达到5314m。又如昆仑山北麓山前构造 带的英吉莎构造，在70年代打过3口探井，也是全部工 程报废，最深的英2井，井深只打到3552m，1994年4 月1日英科1井开钻，于1996年12月25日钻成该构造第 一口深探井，井深达6406m。这些情况都表明，90年 代以来，我国陆上深井超深井钻井技术有了明显的进 步。
2、 国内发展概况
第二阶段 1976年—1985年。
1976年4月30 日我国在四川地区完成了第 一口6011米的超深井。从1976年到1985年，完 成了170口深井和10口超深井。其中四川的关 基井7175米，；新疆的固2井7002米。 从1976年开始，我国从罗马尼亚多次批量进口 6000m深井钻机，总数超过100台。
表2 美国复杂地质条件初探井钻井情况
地区
俄亥俄州 威斯康辛州 加利福尼亚州 路易斯安娜州 堪萨斯州
井号
No.1 Bighorn1-5 P34-29R 960-L No.1 Davi85 1986 1986 1994
井深 完井周 （m） 期(d)
7461 7564 7447 7608 6299 320 640 370 318 636
3、深井钻井主要装备技术性能较差
国内现有深井主力钻机是70年代进口的 罗马尼亚6000m钻机。这批钻机虽经改造，但 性能仍然落后，需淘汰更新。80年代以来从美 国引进的一批二手5000m到9000m钻机，总功 率偏低，且存在配件供应问题。另外，一些井 下仪器、工具、管材等也难以适应深井超深井 钻井的要求。
西部地区（包括塔里木、准葛尔、土哈和才达木四个盆地） 的石油资源量占全国总资源量的38%，探明率仅为9%，是我国石 油产量的主要接替地区。西部地区的石油资源量的 73%埋藏在深 部地层，所以要靠深井和超深井进行勘探开发。 东部地区是我国石油的主力产区，浅层和中深层的勘探程度 较高，深层较低，且探明的主要在浅层和中深层，深部地层尚有 53亿吨的石油储量可供勘探。 中部地区（包括陕甘宁、四川两大盆地）是天然气的集中区 ，但探明率极低，有52%的天然气资源量在深部地层，所以中部 地区深井超深井的钻井工作量将大幅度增加。 深井超深井钻井技术在我国有广阔的前景。
表1 我国复杂地质条件新区第一口深探井钻井情况
地区 井号 井深（m） 设计 库 车 南喀 1 6000 坳陷
东秋 5 6400 克参 1 6000
实际
开钻及完井 日期
完井 周期
备注
5314 1987.9.15 ～ 889
1990.2.23
5314 1993.2.4 6150 6481 6406
～ 820
深井超深井钻井技术
Deep Well Drilling
石油大学（华东） 管志川
主要内容
深井超深井的基本概念和特点 深井超深井发展概况 发展深井超深井钻井技术的意义 深井超深井钻井设备 提高深井超深井机械钻速的措施 深井超深井钻井设备发展预测 深井超深井套管、钻头系列 不同尺寸套管下深能力 推荐的深井超深井套管钻头系列 井身结构设计方法 套管、钻头数据库
2、 国内发展概况
在我国，在地质条件简单的地区， 6000m的深井钻井技术已基本过关。在 地质条件复杂时，钻井周期还是比较长。 塔里木的5口6000m左右的初探井的完井 周期均超过2年。复杂情况和事故时效超 过10%。表1和表2分别是我国和美国在 同时期内复杂地质条件下新区初探井钻 井情况的对比。
3、其它钻井设备
钻杆 用耐高温（1500C以上），耐腐蚀 （H2S环境），高强度合金钢制成。 井控装置 美国研制了176MPa的防H2S 的常规防喷器和旋转防喷器。 井口装置 美国研制了用耐高温（2160C 以上），耐高压（工作压力达211MPa）， 耐腐蚀（H2S环境）的采油树。
1、探井具有地质不确定性
探井中的地质不确定性主要是以下三个方面： （1）地层压力的不确定性。 井身结构和分段钻井液密度是决定一口井成败的关键，确 定这两者的主要因素是全井的孔隙压力和破裂压力能否 提供准确。 （2）地层状态和岩性的不确定性。 如地层倾角的大小、裂缝发育的程度、泥页岩和岩膏层井 段的长短等。 （3）地层分层深度和完井深度的不确定性。 将会影响到各层套管的下入深度与分段钻井液密度。甚至 造成已达到钻机极限载荷而仍未钻达设计目的层的后果。
一、深井超深井的基本概念和特点
1、基本概念 深井 井深在4500—6000米的直井。 超深井 井深在6000—9000米的直井。 特超深井 井深超过9000米的直井。 2、特点 * 裸眼井段长，要钻穿多套地层 压力系统； * 井壁稳定性条件复杂； * 井温和压力高； * 深部地层岩石可钻性差； * 钻机负荷大。 深井超深井钻井是一项复杂的系统工 程，经济和技术上有很大的风险性。
2、 国内发展概况
我国深井超深井钻井技术起步 较晚，始于60年代末。 1966年7月 28日大庆油田完成一口4719米的深 井， 揭开了我国深井钻井技术发展 的序幕。我国深井超深井钻井技术 的发展大体分三个阶段。
2、 国内发展概况
第一阶段 1966年—1975年。 继大庆油田完成我国第一口 深井之后又陆 陆续续在大港、 胜利和江汉油田打成了4口超 过5000米的深井，初步积累了钻深井的经验。 当时所用钻机和井架是经改造和加固的 3200m中深井钻机和塔式井架；所用钻杆以从 原苏联进口的细扣钻杆为主；上部地层用刮刀 钻头，下部地层用滚动轴承牙轮钻头；所用钻 井液以细分散体系为主。
1152 天 1983 年
奥地利 前苏联 前苏联
1、国外发展概况
由于有完善的设计、先进的技术和严密的 管理，美国的深井钻井速度快、事故少、成本 低。80年代中期，美国钻一口5000m左右的井 约需90天，钻5500m左右的井约需110天，钻 6000m左右的井约需140天，钻7000m的井约需 7到10个月。井下复杂情况所占时间约为5%-15%。在90年代，美国在复杂地质条件下所钻 成的5口7500m左右的初探井，其完井周期最 短的不到1年，最长的不超过2年。
四、深井超深井钻井的难点分析
复杂地质条件下深探井和超深探井的难点主要有 以下四个方面： 1、探井具有地质不确定性，新区第一口探井的地质不确 定程度更大。 2、现有钻井技术不完全适应复杂地质条件深探井钻井的 要求。 3、深井钻井主要装备技术性能差，比较陈旧。 4、深探井钻井生产管理及队伍素质还不能完全适应高标 准施工的要求。 以下主要介绍三个方面。
塔 西 柯深 1 6800 南 坳 英科 1 6500 陷
1995.5.4 1993.11.17 ～ 961 1996.2.28 1991.12.27 ～ 1002 1994.9.24 1994.4.1 ～ 999 1996.12.25
侧钻 5 次，非 生 产 时 效 65%。 复杂和事故时 效 10.78%。 复杂和事故时 效 8.89%. 复杂和事故时 效 15.65%. 复杂和事故时 效 13.61%.
世界8000米以上的超深井概况
国 家 美 美 美 美 美 国 国 国 国 国 井 深 8687 米 9159 米 9583 米 9029 米 9043 米 8553 米 12200 米 9000 米 钻头数量 钻井天数 244 只 189 只 103 只 103 只 166 只 621 天 543 天 504 天 492 天 备 注 1972 年 1972 年 1974 年 1980 年 1983 年 1987 年 1983 年
二、深井超深井钻井技术发展概况
深井超深井钻井技术是为勘探和开发深部地层 的油气资源而发展起来的，在国外目前已完成的深 井中，大约有50%的井是探井。深井钻井始于30年 代末期，80年代以来有大的发展，完井井深已超过 10000米。在世界上深井超深井钻井技术领先的国 家有美国、俄罗斯、德国、法国和意大利等。 1、国外发展概况 美国于1938年钻成世界上第一口4573米的深井 ， 1949年钻成6255米的超深井。 1984年前 苏联创造了12200米的世界超深井的记录。德国于 1994年钻成一口9107米的超深井。迄今为止，世界 上已钻成8000米以上的超深井11口，其中美国6口 ，前苏联2口，挪威1口，奥地利1口，原民主德国1
五、深井超深井钻井设备
先进的钻井设备是钻成深井超深井的关键之一。 （一）国外 1、 概况 国外的深井超深井钻机分为6000米、7000米、8000 米、9000米、10000米和15000米的，钻机装备先进精良。美国是目 前拥有深井钻机最多的国家，估计世界上目前钻9000米以上的钻机 有90多台，而美国就占80多台，且其中钻10668米以上的8台，有1 台可钻深22860米。 2、 国外超深井钻机的特点 * 采用可控硅直流电机驱动，可使钻机在较大范围内调速，省 去了庞大昂贵的变速装置及传动装置，传动控制方便，提高传动总 效率（机械传动效率约为75%，电驱动传动效率为86%）；动力机 组与钻井设备可相互远离，布置安装方便，占地面积小，可避免噪 音。 * 配备大功率的三缸柱塞式泥浆泵，压力高，排量大。 * 配备大通径的转盘，8000米以上的钻机转盘通径为49.5英寸。