高温高压钻井技术研究
抗高温高密度钻井液技术
气腔的温度达到 ２ ０ ０ — ２ ４ ５ ￣ Ｃ，气腔造成地层异常 高温的 同时也造成异常高压。这种 温度 和压 力的异 常给钻 井施工带来的 巨大 困难 ，施 工中钻遇 气腔 时钻 井液被 高温 气污染 ，粘度切力急剧 增加，严重时甚至丧 失流动性 ，导致 井下 出现复杂情况，井涌、井漏 、井塌、卡钻等 井下安全事故风 险 巨大，钻井时 效低 ，严重影响该 区块的井 网调整和开发 。如何研制一套抗 高温 高密度钻井液体 系迫在眉睫 。
１ ． 一 开
一
开 表层 井段 ，地层较 软 、可钻 性好 ，钻速 快 ，井 眼大 ，环 空返 部地 层温 度会 达 到 ２ ０ ０ ℃以上 ，地 层温 度 高 ，要求 钻 井 液的 抗温 能 力 速低，控制好流变性是施工关键，采用无机盐凝胶钻井液体系，使钻 Ｔ — ｌ ２ 调整钻井液流变性 为１ ８ ０ — ２ ０ ０ ℃ 。国 内 目前 抗 高 温 水 基钻 井液 的抗 温 能 力普 遍 认 为在 井液具有较高的粘切，保证携岩效率，使用 Ｆ １ ８ ０ ℃以下 ，同 时传 统 的抗 高温 水基 钻 井液 处理 剂 难 以满 足 ２ ０ ０℃以 能 及 失 水 造 壁 性 能 。 由 于 机 械 钻 速 高 ，保 证 固 控 设 备使 用 率 达 到 １ ０ ０ ％ ， 清 除 无 用 固 相 。 钻 井 液 性 能 控 制 ：粘 度 ８ ０ — １ ０ ０ ｓ ， 密 度 上钻 井液 的需求 … 。 １ ． ０６ －１ ． ０ ８ ｇ ／ ｃ ｍ 。 ２ ． 高密 度下钻 井液 的性能 控制 ２ ． 二开 Ｓ ＡＧ Ｄ技术 的应 用导 致 该地 区地 层压 力 系数 的升 高 ，为 平衡 局 部 二 开 定 向段 由于注 水 、注气 层及 污水 回注 层影 响 ，钻 井液 控制 重 高 压 ，该地 区 要使 用 高 密 度钻 井 液 ，最 高密 度 达 到 １ ． ８ ０ ｇ ／ ｃ ｍ。 以上 ， 高 密度钻 井液 在 高温高 压下 流变性 难 以控制 ［ ２ － ３ 】 。这是 因为 高密度 钻井 点 是钻井 液 的抗温 性能 及 钻井 液抗 污染 能力 ，另外 由于馆 陶组 地层 胶 液 中固相 含量 高 ，自由水 含 量少 １ ，体 系 的流 动性 差 ；在 高温 作 用下 结 差 ，承 压能 力 弱 ，提 密度 过程 中钻井 液 的防 漏能 力 也 是施 工 难 点 。 Ｃ钻井 液体 系 ，注重 钻井 液 的强 抑制 性 ， 由于体 系 中粘土 分散 加剧 、处 理剂 效果 降低 ，钻 井液 的粘 度 和切 力更 采 用强封 堵 的抗温 、抗盐 ＭＦ 定 向后 加入 ３ － ５ ％液 体润 滑 剂 ，保证 钻 井液 具 有 良好 的润 滑性 能 ；大 是难 以控制 。 幅度提 密度 时 ，加入 ２ ％随钻 堵漏 剂 防漏 。控 制 膨润 土含 量 在 ３ － ４ ％， ３ ． 高压 差下 的润滑 防卡 问题 该地 区本 身地层压 力系 数低 （ ０ ． ８ 左 右） ，但是 随着注 水注气 影 响 ， 较 低 的膨润 土含 量有 助于 钻井 液各 种性 能 的调 整 ，加强 固相 控制 ，防 使 地 层压 力 出现 了很 大 的不 确定 性 ，局部 井段 地层压 力系数 往往 达 到 止 劣质 固相 特别 是泥 岩 的细分 散 ，导致 的 流变 性能 变差 。钻 井液 性 能 ５ — ７ ５ ｓ ，密 度 １ ． １ Ｏ 一 １ ． ５ ０ ｇ ／ ｃ ｍ ，失 水 ５ － ６ ｍ ｌ ，固相 ‘ １ ． ８以上 ，并 且不 同的地层压 力处 于同一裸 眼井 段 ，二 开全井段 处 于高 控 制 ：粘 度 ６ ８ ％，磨阻 系数 ＜ ０ ． １ 。 压 差状态 下钻进 ，加大 了压差 卡钻 、井漏等 井下复 杂事故 发生 的几 率 。 １ ４ ． 高 密度下 的污水 污染 问题 五 、应用效 果
高温高压气井完井工艺介绍
高温高压气井完井工艺介绍高温高压气井完井工艺介绍高温高压气井是指井身内部的温度和压力较高的气井，在完井过程中需要特殊注意。
本文将介绍高温高压气井完井工艺，包括工艺流程、材料选择、垂直井段完井和水平井段完井等内容。
一、工艺流程高温高压气井完井流程包括以下步骤：1、钻井和固井前期准备工作：井深确认、井眼直径确定、井眼清洗、井内管柱设计和材质选择、井口装备及固井液、球皮相关物料选择。
2、井下水平井段完井：包括套管下入加积清洗泥浆，水平近段放线聚合物物料、远段啮合工艺流程。
3、井下垂直井段完井：包括套管下入、喷砂、完成水泥浆固井、压裂等工序。
4、固井质量控制及完井流体性能监控：测试工具的应用，完井过程现场液体检测。
5、井筒待完井区域的加固：包括井壁处理和油管环保附着水平井段放线。
6、井口安全事项的安装：防喷器、管线及翻译装备的防爆和避风措施。
二、材料选择在高温高压气井完井过程中，材料的选择很重要。
以下是一些材料选择建议：1、钻井、完井管材料：要求正确选择材料，按设计完井压力要求设计，耐高温、耐腐蚀、耐磨损，避免选择劣质管材。
2、固井液：要求选择高温材料和加高压消泡剂剂量，同时要确保固井水泥浆使用合格、无松散泥层等。
3、完井液：高压液体选用密度大、黏度小的高压石油液体，也可以选择氮气气体。
4、水平井段放线材料：具有良好的抗拉力和耐高温性能的材料，例如高强度聚酰胺。
5、其他材料：防喷器、管线及其它翻译装备需要选择高温、高压耐受性好的材料。
三、垂直井段完井1、套管固定：要选择耐高温、耐腐蚀、强度高的材料。
在套管下入的时候需要注意尺寸，以保证套管能够顺利下入，避免套管因太大或太小而造成完井失败。
2、压裂：压裂技术能够有效提高井壁固定性，防止井壁塌陷。
要注意选择合适的压裂液和压裂参数，可以使用经过模拟和模拟试验的缝隙固结压裂液，同时要确保压裂参数在固井参数内，以确保压裂效果。
四、水平井段完井1、井内完井压力控制可使用压缩空气或压缩氮气来取代液体物料。
沙特高温高压钻井难点与技术应用研究
质情 况， 深入分析该 区块复杂地质情 况， 相应地制定合理 井身结构 、 选用配套钻井工艺技术 ， 配套 固 井技 术 ， 提 高该地 区钻 井 速度 与效 率 、 低 钻 井作 业成 本 ， 提 高勘 探 开发 效 率 。沙特 区块 的勘 探 难 点与 技 术 应 用研 究对其 他 项 目有极 其 重要 的借 鉴 意 义。
高温 高压增 加井控 风 险 。在 下部 地层 钻井 过程 中 ，
将钻遇多个高压气层 ， 井底温度超过 １ ６ ０ ￣ （ ２ ， 井底压力超 过７ ０ ＭＰ ａ Ｕ ｎ — ａ ｙ ｚ ａ ｈ 地层和 Ｓ ａ ｒ ａ ｈ 等高压地层 易发生气侵 、 井涌 ， 对井
钻 井液 性 能 的维 护处 理 较 为 困难 ， 若 维护 处 理不 当 ， 易 造成 井 下复 杂 、 损害储 层 并增 大钻 井 液 的成 本 费用 。 高 温 高压 增 加井 下 工具 选 择难 度 。高 温高 压 对入 井 的井 下 工 具 仪 器 也 是 一项 严 峻考 验 ， 特 别 是像 井下 马达 、 尾管 悬挂 器 、 ＭＷ Ｄ等这 类 专用 工具 仪 器 ， 给钻 井
西部 探矿 工程
２ ０ １ ４ 年第４ 期
沙特 高温 高压钻 井难点 与技 术应 用研 究
王 学杰
伸 石化 集 团 国际石 油勘探 开发 有 限公 司， 北京 １ ０ ０ ０ ２ ９ ） 摘 要 ： 沙特 Ｂ 区块 是 中石 化 国际勘 探 公 司与 沙特 阿 美公 司合 作 的一 个 勘探 区块 ， 也是 国 际勘探 公
度大 、 钻 井周 期 长 。已完 钻 井 的井 深 接 近 ６ ０ ０ ０ ｍ， 井 眼
抗高温钻井液机理研究及性能评价
在 300℃以上。并且裂解色谱图对烃类天然气地质录
用后乳化效果的变化，与乳化剂抗高温解吸的能力有
井没有影响。见图 1 和图 2。
图1
UPFEMUL 高温裂解色谱图
图 1 和图 2 中出现色谱峰均在 7min 之后，而地质
录井天然气峰均在 2min 之内，因而不构成影响。另据
热裂解实验证实，在温度升至 300℃以后才出现裂解
提高两相之间界面膜强度。经研究，确定了适合抗高
种以上的合适的乳化剂复配。乳化剂要有合适的两亲
温油包水钻井液需要的两种乳化剂。我们把乳化剂
性，亲油基团的亲油能力要强于亲水基团的亲水能力，
UPFEMUL（HLB≈3）和 UPEMUL（HLB≈9.5）按一定
亲油基团的几何尺寸要大于亲水基团的几何尺寸，便
比例复合，混合后 HLB 值约在 4.5~5.5。形成的乳状
1301
均匀稳定
③Байду номын сангаас
230℃/24h 前
58/37
29/20
8/5
4.0/7.0
8.0/21
1409
均匀稳定
④
230℃/24h 前
76/48
37/25
8/7
4.5/9.0
10.0/28
1327
均匀稳定
⑤
①230℃/24h 后
23/12
9/6
2/1
0.5/1.0
0.5/11
890
未破乳
⑥
②230℃/24h 后
术，它是制约深井钻井技术的“瓶颈”。由于井越深，井底温度、压力越高，钻井技术的困难越多，尤其
是深井和超深井的高温高压条件下对钻井液提出更为苛刻的要求。探索了高温高压滤失量测试新
深水油气开发中的高温高压安全技术研究
深水油气开发中的高温高压安全技术研究在现代人类社会，能源的稳定供应是社会高速发展的重要保障，而石油和天然气是目前主要的能源来源。
而深海油气田是尤为重要的一种新型石油资源。
由于深海油气田开发需要克服的技术难关较大，成本极高，而且带来的环境风险也更高。
其中，高温高压的安全问题是深水油气开发领域的重大问题，严重影响了油气工业的稳定发展和安全生产。
因此，研究深海高温高压安全技术成为了当今国际科研界的一项重要课题。
深海油气田的高温高压安全问题，主要是由于深海油气田的压力和温度比陆上油田更高。
一旦出现渗漏或区域性崩塌，将会造成更为严重的后果，甚至可能引发类似“石油灾难”那样的严重事故。
因此，深海油气田开发的安全技术至关重要。
为了保证深海油气田的安全开采，需要在探明油气储量的基础上，进行深入分析和研究，并制定防范措施，降低事故风险，并及时有效地处理和应对事故。
针对深海高温高压油气田的开发，国际上已经形成了一套较完整的安全技术体系，包括了以下几个方面：首先，海洋深水钻探技术的改进是实现深海油气开发的前提。
实现海底钻井作业对技术的要求相当高，船只和设备必须能够承受大风浪、高压和高温等极端环境。
这需要船舶具有足够的稳定性和抗风浪性能，设备也必须经过专门的研制和改进。
针对钻井平台上的风浪干扰，技术人员往往需要通过遮盖物和隔离器来减小风浪对钻井的干扰。
其次，深海油气田开采需要采用适合深海环境的管道输送和集气系统。
因为深海气田离岸比较远，海底管道是在海底或者海面距离岸边较近的悬浮管道上，长期处于海水中，其防腐蚀和稳定性要求非常高。
再者，设备和管道系统的监测技术也是深海油气田安全技术的重要环节之一。
对于高温高压油气田的设备、管道系统等关键设施的监测，一方面需要建立传感器密布的监测网，准确地监测传输流量、压力、温度等物理参数。
考虑到海底环境特殊，另一方面还需要开发海洋环境适用的计算机软件，以实现全程无人操作的远程监控。
最后，海洋环境下的事故应急技术也是十分重要的。
高温高压钻完井技术
高温高压钻完井技术
随着石油勘探领域的不断发展，对于深水和极端环境下的油气资源的开发越来越受到关注。
其中，高温高压油气田的勘探和开发，成为了当前油气勘探领域的热点和难点。
高温高压油气田钻井技术是在高温高压工况下进行钻井作业的
一种技术。
由于高温高压条件下油气储藏物性的复杂性和钻井液物性的变化，使得钻井作业面临严峻的技术挑战。
为了解决高温高压油气田钻井技术面临的技术难题，石油工程领域研究人员不断创新，并提出了一系列的高温高压钻井技术，如超高压钻井技术、高温高压水基钻井液技术、高温高压泥浆钻井技术等。
其中，超高压钻井技术是一种在高压力和高温下进行的一种新型钻井技术，可使钻头和钻管在高温高压环境下保持稳定性，从而降低了钻井风险。
高温高压水基钻井液技术可以有效地控制高温高压条件下的井壁稳定性和钻井液的性能，提高钻井效率。
高温高压泥浆钻井技术则是通过控制泥浆的物性、化学成分等参数，保证钻井液在高温高压条件下的稳定性和性能。
总之，高温高压钻井技术对于高温高压油气田的勘探和开发具有重要意义。
未来，石油工程领域需要更多的创新和发展，为高温高压油气田钻井技术提供更加先进和可靠的支撑。
- 1 -。
高温地热井钻完井关键技术研究
高温地热井钻完井关键技术研究摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。
地热资源是一种清洁可再生能源，随着煤、石油等常规能源不断开发利用、环境污染等日益突出，节能减排和应对气候变化使得新能源和可再生能源的开发利用成为世界各国能源发展的重要战略。
高温地热资源一般埋藏较深（>1000m）、产层温度高、地层岩性坚硬、缝、洞发育，给高温地热井建井带来一系列复杂问题。
本文就高温地热井钻完井关键技术展开探讨。
关键词：高温；地热井；钻井；固井；钻头引言高温地热井钻井施工存在较高的作业风险，稍有不慎就可能导致钻井事故，引起惨重的设备损伤、环境污染、危害钻井工人的健康，甚至是生命安全。
钻井施工单位应始终做好健康、安全和环保等方面的工作，切实保护好工人的健康和人身安全、钻井设备和井身结构安全，以及保护钻井现场周围的生态环境免受破坏，认真做到安全钻井、绿色钻井。
1高温地热井钻完井技术难点（1）钻具易磨损。
高温地热井由于地层、特殊钻井液等原因，钻具易磨损。
地热井内的环境常常具有强腐蚀性。
在钻进变质岩和火成岩时，会有某些非凝聚性气体存在，如：一氧化碳、二氧化碳以及硫化氢等。
这些气体对钢的影响作用是：变脆、形成微裂痕等等，加剧钻具磨损，严重情况会导致断钻具。
（2）钻头寿命短。
大多数情况下，高温地热井要钻遇变质岩、火成岩地层。
地层岩石硬、地层研磨性强、钻井难度大，地层温度高容易导致常规牙轮钻头牙齿磨损速度快、掉齿严重、轴承系统早期失效，缩短钻头寿命，常规钻头已经不能适应高温地热井钻井技术的需要。
（3）漏失层位固井质量差。
高温地热井固井要求每层套管的水泥封固必须长期可靠。
地层温度高、漏失严重增加了固井难度，挤毁套管，这种情况如果出现在靠近地面的表套与技套之间，其后果更严重。
（4）安全钻井难。
高温地热井钻井过程中，从地表可能就有高温蒸汽出现，温度高达150℃以上；随着井深的增加，产层最高温度高达350℃以上，安全钻井难。
2高温地热井钻完井关键技术研究2.1高温岩体地热钻井技术高温岩体的施工对象主要是花岗岩，在提取花岗岩自身热能量前需要对花岗岩实施钻孔并通过水力作用进行压裂以形成垂直裂缝，然而对于高温高压环境下的井孔围岩，其岩体强度显著降低，流变性加剧，钻孔施工中缩颈、变形失稳、井壁坍塌等现象非常严重，致使钻井费用巨幅增加，更导致工程计划难以实现，为解决这些问题，需要对深部钻井施工及热一流一固多场耦合作用下的井孔围岩系统稳定性技术进行深入细致的研究。
浅谈深井超高温钻井液技术
浅谈深井超高温钻井液技术按照国际通用概念，井深超过4500m（15000ft）的井称为深井，井深超过6000m（20000ft）的井为超深井，超过9000m（30000ft）的井为特深井。
深井和超深井的钻井液技术一直被认为是钻井技术水平好坏的重要标志。
井底高温是限制钻探深度的决定性因素之一。
井下高温所带来的直接问题之一是钻井液的稳定性受到严峻挑战，当温度低于250℃时，现有的抗高温处理剂可以直接用于水基钻井液中，温度达到300℃时，可以使用热稳定性更高的油基钻井液，而当温度高于350℃时，保持钻井液的热稳定性将变得非常困难。
而且世界各地几乎都存在深度仅为几百或几千米而地温高达几百摄氏度的高温地带，例如我国著名的羊八井、日本的葛根田地热区、美国的Cinitations地区所钻的深度小于4000m的地热井，井下温度均超过了350℃。
1深水超高温钻井液技术难点钻超深井使用的钻井液必须具有的特点是：高温稳定性，良好的润滑性和剪切稀释特性，固相含量低，高压失水量低，抗各种可溶性盐类和酸性气体的污染，有利于处理、配置、维护和减轻地层污染。
温度对水基钻井液的影响非常大，超过150℃时大多数聚合物处理剂易分解或降解，或出现高温交联现象，引起增稠、胶凝、固化成型或减稠等流变性恶化，造成钻井液体系不稳定。
对于深井超高温钻井液体系主要存在以下技术难点：钻井液用处理剂高温高压失效问题；钻井液高温流变性的控制问题；高温滤失造壁性的控制问题；抗高温钻井液的护胶问题；高温高压条件下，深井、超深井段易破碎地层的防漏堵漏工艺和材料选择问题；超深井的高压将使钻井液高温流变性的控制更加困难，除了更易于增稠外，还存在加重剂的悬浮、沉降稳定性问题；高温高压条件下钻井液的润滑性问题；高密度的钻井液的维护问题。
2国外深井钻井液技术发展现状国外深井超高温钻井液技术研究起步较早，且研究系统、全面，如测试仪器的研制和评价方法的建立、井壁稳定机理的模拟研究、抗高温钻井液材料的选择和研制、钻井液高温高压流变特性研究等，并形成了几种深井超高温钻井液体系：2.1石灰基钻井液体系美国阿莫科公司针对深井研制了石灰基钻井液体系，解决了常规的石灰基钻井液（尤其是高密度钻井液）在高温高压下易发生胶凝，甚至固化的问题，并成功应用于井深5289m、井底温度达170℃、密度高达2.22g/cm3的深井。
高温高压钻井技术进展培训讲义PPT详细
高温高压随钻测量工具—— Schlumberger公司（639:DOE419 SLB218）
超级固井水泥——Cementing Solutions公司
项目名称
研发内容
地热计划
耐高温MWD/LWD的电子元件
高温井下泵
高温高压封隔器
研发成果
➢ 一、综述
国外开展大量研发
研发单位
美国能源部
项目名称
深井攻关项目 Deep Trek 地热计划
美国能源安全研 究联合会
挪威Rogaland 研究院
美国自动化工程 协会
美国钻井工程协 会（DEA）
工业联合项目 (第五期牵头为雪 佛龙)
BP
超深水计划
Deep Trek JIP DeepStar计划 20K计划
哈里伯顿+Total 贝克休斯 斯伦贝谢
➢合成基钻井液
2013年，M-I SWACO公司最新推出的RHADIAN抗高温合成基钻井液，能 够有效降低钻井液在高温条件下的性能老化，防止井壁垮塌，同时减小 泥饼厚度，最高耐温能力达到260℃。
主要成分： MUL XT乳化剂——具有较低的流体漏失值，不含氮基混合物，能承 受超高温； ONETROL HT——主要防漏剂，高温稳定性好； ECOTROL HT——第二防漏剂，极高温下性能稳定。
➢钻井液加重剂
井越深，地层压力越大，要求的钻井液密度越高。由于传统重晶石加重 剂的价格高、耐温差、易沉降，近年的研究向特殊加重材料方向发展， 尤其是微粉加重剂，如锰微粉、铁矿石微粉等。
得克萨斯A&M大学开展了将钛铁矿微粉（5 um）作为水基钻井液加重剂 的研究。试验表明，钛铁矿微粉加重的钻井液流变性、造壁性有显著提 升，并能适应170℃的高温。
高温高压大位移井钻完井工艺的研究
高温高压大位移井钻完井工艺的研究【摘要】自上个世纪90年代开始，大位移水平井的作业量逐步呈现出上升的趋势，与此同时，水平位移也随之不断延长。
大位移井最为显著的优势是能够提高单井的可控储量和采收率，并使整体的开采成本大幅降低。
随着近年来大位移井钻井和完井技术的不断完善，其成本已经下降至直井的1.2倍左右，而产量却是直井的4-8倍，正因如此，大位移井受到越来多油田开发者的青睐。
基于此点，本文就高温高压大位移井钻完井工艺进行研究，期望通过本文的研究有助于钻采作业效率和经济效益的提升。
【关键词】高温高压大位移井钻井完井1 大位移钻井完井技术概述大位移井是以原定向井为基础，将井眼向外进一步延伸的井，具体包括两层含义：其一，指测深不小于垂深2倍的水平井或定向井；其二，指水平位移不小于垂深2倍的水平井或定向井。
通常情况下，将位移超过2000m，方位允许偏差较小，靶区半径相对较小的水平井或定向井也可称为大位移井。
当前，随着自动导向系统、随钻测井技术、随钻环空压力测量、旋转导向钻井系统等现代高新钻井技术的不断发展及其在大位移井中的实践应用，为三维多目标大位移井和水平位移超过1万米的超大位移井提供了技术支撑，这使得大位移钻井技术已经成为一项成熟、综合性较强的钻井技术。
2 高温高压大位移井钻井完井工艺研究2.1 大位移井钻井关键技术（1）井眼剖面优化设计。
对于高温高压大位移井钻井而言，科学合理的井眼剖面设计是其成功的关键之所在。
在国外对大位移井钻井的研究当中，常常推荐使用悬链曲线轨道剖面。
近些年来，随着对大位移井钻井理论的深入研究表明，悬链线这种剖面形式并非是大位移井钻井过程中最佳的剖面曲线。
研究结果显示，除了井眼的剖面曲线类型之外，影响大位移井可钻深度的参数还包括造斜点、造斜率、斜井长、稳斜角等等。
该油田大位移井的造斜率都相对较大，1#井的造斜率最高，这就要求在实际钻井过程中，应当在表套内进行定向。
若是想要进一步降低造斜率，除了可以适当增加靶前位移之外，还可在入窗前预留出一定的稳斜段，这样有助于确保施工时入窗的安全性，为了实现降低施工难度、提高施工安全性的目标，就需要对井眼轨迹进行优化设计。
高温高压气井钻井状态直接投产可行性研究
根 据 Ｑ １井 的井 筒 条 件 ，分 ｘ
别对 一 级 旧钻杆 和套 管 的强 度进 行校 核 。考虑 安全
系数 的 ＋ ３ ． ｍ Ｇ ０ １ ９ ７ ｍ １５一级 旧钻杆 可 承受 的抗 外
挤压 力 为 ３ ．４ ＭＰ （ １ ，存 在 很 大 的 安 全 隐 ７ ８ ａ 表 ） 患 ；＋ ７ ．５ｍ ２ ３０ ｍ套 管 的抗 内压 强 度 也 存 在安 全 隐
维普资讯
石 油
机
械
一 ６ 一 ９
２０ ０ ８年
第３ ６卷
第 ６期
ＣＨＩ ＮＡ ＥＴ Ｐ Ｒ０ＬＥ ＵＭ ＭＡＣＨＩ ＮＥＲＹ
●技 术讨 论
高 温 高 压气 井钻 井状 态 直 接投 产 可 行 性 研 究
史雪枝 赵祚培 蒋龙军
（ 中石 化 西 南 油 气 分 公 司工 程 技 术 研 究 院 ）
对 于川 西地 区 ，气体 钻井 技术 作 为提 高钻 速 和 保 护储层 手 段 逐 渐 得 到 认 可 』 ，但 与 之 相 配 套 的 完井 技术 却 至今 还没 有现 场实 施 先例 ，因此无 法实 现保 护储 层 的 目的 。如 Ｄ Ｙ１井 在 氮 气 钻 井 钻 至 井 深 ４７ ６ ５ｍ 时钻遇 天然 气 ，通 过 钻杆 简易 测试 初 ２ ． 步试 获 天 然 气 产 量 １ ． ２ ２ ０ ９ ３×１ ｍ ／ ，后 经 压 ０ ｄ 井 、打水 泥塞 后 ，替 喷测 试产 量 仅 为 １ ２ ３４×１ ． ８ ０ ｍ ／ ，从 ２次 求 产数 据 来 看 产 量 相 差 近 １ ｄ ０倍 ，表 明压井 及 打水 泥塞 后储 层 伤害 严重 。 针对 以上 ２种情 况 ，钻 井状 态 下直 接完 井投 产 技 术不 失 为一 种解 决 的好 办法 。该 技术 是 在钻井 过 程 后不 压井 ，原钻具 留井完 钻 ，然 后在 满足 井控 条 件 下将 钻井 井 口改装 成 特殊 采气 井 口投 产采 气 。它
高温高压条件下钻井液密度研究
从而精确计算井筒的环空压力剖面 。 建立高温高压钻井条件下精确 的井底压力预测模型，关键就在于
确 定钻 井液密 度 随井深 的变化 规律 ，建立 高温 高压井 的 当量 静态 密度和 当量 动态 密度 的积 分模 型 ，从 而 精确 计算井 底 压力 ，满足 安全钻 井 的需要 ，为钻井 设计 计算 与施 工提供 可靠 的理论 依据 。
温 高压条件下不同变化规律所提出的复合模型；一种以 Ｋ ｕ ｔ ａ ｓ ｏ ｖ为代表 ，基于大量室 内实验数据提出
的经 验模 型 。
Ｈ ｏ ｂ ｅ ｒ ｏ ｃ ｋ的 复合模 型 【 ５ 】 为
盆地 、陆上 的塔 西 南油 田、川 东油气 田等地 都遇 到 了高温 高压钻完 井难 题 。其 中之 一就 是钻井 液密 度 不再 是一 个定值 ，而 是 随着 压 力和温 度 的变 化而变 化 。例如 某种 不含加 重材料 的合 成油机 钻井 液 ，在
地面 测得 密度 为 ０ ． ７ ９ ｇ ／ ｃ ｍ３ ，在 井深 ４ ９ ７ ７ ｍ 处 ，温 度 为 ２ ０ １ ℃，测得钻 井液 密度 为 ０ ． ６ ８ ｇ ／ ｃ ｍ３ ，相 对地
高温高压条件下钻 井液密度研 究
姜智博 １ ， ２ ， ３ ，张兴 ｉ 全２ ， ３ 李峰 飞
（ １ ．中海 油研 究总院 ，北京 １ ０ ０ ０ ２ ７ ；２ ．中国石油勘探 开发研究院，北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ；
３ ． 中国石 油集 团 钻 井工程技 术研 究院，北京 １ ０ ０ １ ９ ５ ）
摘
要
研 究 了温度和压力对钻井液 当量静态 密度 （ Ｅ Ｓ Ｄ）的影响 ，建立 了高温高压条件下钻 井液 当量循环 密 度 （ Ｅ Ｃ Ｄ）模型，利用 南海 莺琼盆地某井的数据进行 了钻井液循环模 拟计算，结果显示： （ １ ）井底压力随
石油钻探技术了解当前最先进的钻探技术和工具
石油钻探技术了解当前最先进的钻探技术和工具当前最先进的石油钻探技术与工具石油是全球能源市场的重要组成部分，其开采对现代社会的发展至关重要。
石油钻探技术作为石油勘探与开发的核心环节，不断地在不断发展演进。
本文将对当前最先进的石油钻探技术和工具进行了解。
一、钻井平台技术钻井平台是进行石油钻探作业的关键基础设施之一。
近年来，人们通过创新技术和设计理念，开发出一系列具有高效、安全和可靠性的钻井平台。
1. 海洋钻井平台针对深海油田的需求，海洋钻井平台在技术上不断突破。
深海平台在结构和材料上进行了优化，以满足复杂的海洋环境条件下的需求。
同时，对于极端气候、风暴和海浪等情况，海洋钻井平台也采用了相应的防护措施和紧急救援设备。
2. 高效且环保的陆地钻井平台陆地钻井平台在技术上也有了很大的突破。
高效的设备配置和智能化管理系统使得钻探作业更加方便高效。
同时，钻井平台的设计还注重对环境的保护，通过减少噪音、废水处理等措施，降低对周围地区的影响。
二、钻头技术钻头是进行石油钻探的核心工具之一，其性能直接关系到钻井作业的效率和质量。
近年来，石油钻探技术的发展也为钻头带来了新的突破。
1. 钻头材料改进石油钻探中常用的钻头材料包括钢、金刚石和碳化硼等。
为了提高钻头的耐磨性和耐用性，科学家们对钻头材料进行了改进，利用新型合金和复合材料来制作钻头，使其具备更好的耐用性和适应性。
2. 钻头结构改良针对不同的地质条件和工作目标，钻头的结构也得到了改良和优化。
例如，可调控钻具技术可以根据不同地质层的特点来调整和优化刀齿的工作状态，以提高钻头的钻进效果。
三、钻井液技术钻井液作为钻井过程中的重要媒介，对于钻头的冷却和润滑起着关键作用。
最先进的钻井液技术解决了许多传统钻井液的问题，并取得了显著的优势。
1. 高温高压钻井液技术随着深水钻探和高温高压作业的增加，高温高压钻井液技术得到了广泛应用。
这种技术可以在高压高温条件下保持钻井液的稳定性和正常功能，同时也能提供良好的冷却和润滑效果。
高温高压大位移井钻完井工艺的研究
高温高压大位移井钻完井工艺的研究作者：江泽帮孙思佳侯超来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第13期【摘要】自上个世纪90年代开始，大位移水平井的作业量逐步呈现出上升的趋势，与此同时，水平位移也随之不断延长。
大位移井最为显著的优势是能够提高单井的可控储量和采收率，并使整体的开采成本大幅降低。
随着近年来大位移井钻井和完井技术的不断完善，其成本已经下降至直井的1.2倍左右，而产量却是直井的4-8倍，正因如此，大位移井受到越来多油田开发者的青睐。
基于此点，本文就高温高压大位移井钻完井工艺进行研究，期望通过本文的研究有助于钻采作业效率和经济效益的提升。
【关键词】高温高压大位移井钻井完井1 大位移钻井完井技术概述大位移井是以原定向井为基础，将井眼向外进一步延伸的井，具体包括两层含义：其一，指测深不小于垂深2倍的水平井或定向井；其二，指水平位移不小于垂深2倍的水平井或定向井。
通常情况下，将位移超过2000m，方位允许偏差较小，靶区半径相对较小的水平井或定向井也可称为大位移井。
当前，随着自动导向系统、随钻测井技术、随钻环空压力测量、旋转导向钻井系统等现代高新钻井技术的不断发展及其在大位移井中的实践应用，为三维多目标大位移井和水平位移超过1万米的超大位移井提供了技术支撑，这使得大位移钻井技术已经成为一项成熟、综合性较强的钻井技术。
2 高温高压大位移井钻井完井工艺研究2.1 大位移井钻井关键技术（1）井眼剖面优化设计。
对于高温高压大位移井钻井而言，科学合理的井眼剖面设计是其成功的关键之所在。
在国外对大位移井钻井的研究当中，常常推荐使用悬链曲线轨道剖面。
近些年来，随着对大位移井钻井理论的深入研究表明，悬链线这种剖面形式并非是大位移井钻井过程中最佳的剖面曲线。
研究结果显示，除了井眼的剖面曲线类型之外，影响大位移井可钻深度的参数还包括造斜点、造斜率、斜井长、稳斜角等等。
该油田大位移井的造斜率都相对较大，1#井的造斜率最高，这就要求在实际钻井过程中，应当在表套内进行定向。
高温高压环境下钻井液浆体变形特性研究
高温高压环境下钻井液浆体变形特性研究引言钻井是石油勘探开发的重要环节之一，而钻井液则是钻井过程中不可或缺的一部分。
在高温高压环境下，钻井液的流变性质会发生变化，导致液体的变形特性产生重要影响。
本文将探讨高温高压环境下钻井液的浆体变形特性研究。
一、高温高压环境对钻井液的影响在油气开采过程中，随着井深的增加，地层温度和压力也会相应升高。
在高温高压环境下，钻井液的性能受到显著影响，如黏度的增加、流变性质的改变等。
因此，研究高温高压环境下钻井液的浆体变形特性具有重要意义。
二、高温高压环境下钻井液的流变学特性研究为了研究高温高压环境下钻井液的流变学特性，研究者们通常采用一系列实验手段，如旋转陀螺仪、留浆试验等。
旋转陀螺仪是一种常见的测试高温高压条件下钻井液流变特性的设备。
通过旋转陀螺仪的转速和浆体的黏度，可以计算出钻井液的剪切应力和剪切速率。
这些参数可以用来判断钻井液在高温高压条件下的流变学特性，进而调整钻井液的配方。
留浆试验是另一种常用的测定高温高压环境下钻井液流变学特性的方法。
通过将钻井液放置在高温高压的容器中，在一定时间内观察其保持形态或塑性的能力，可以得出钻井液的黏度、流动性和稳定性等参数。
三、高温高压环境下钻井液的变形特性研究高温高压环境下钻井液的变形特性是指钻井液在应力作用下的形状变化和变形行为。
为了研究钻井液浆体的变形特性，研究者们通常采用多种测试手段，如剪切试验、膨胀试验等。
剪切试验是一种常用的测试钻井液浆体变形特性的方法。
通过给钻井液施加一定的切向力（剪切力），研究者可以观察到钻井液的变形行为，了解其流体性质和流变学特性。
膨胀试验是测定钻井液在高温高压下的膨胀性的实验方法。
通过给钻井液施加压力，并观察其体积的变化，可以推断出钻井液在高温高压环境下的变形特性。
结论高温高压环境对钻井液的流变学和变形特性有着显著影响。
研究者通过采用旋转陀螺仪、留浆试验、剪切试验、膨胀试验等方法，来研究高温高压环境下钻井液的浆体变形特性。
莺歌海盆地高温高压气田定向钻井关键技术
莺歌海盆地高温高压气田定向钻井关键技术莺歌海盆地高温高压气田定向钻井关键技术摘要：莺歌海盆地位于中国南海，是一个潜在的高温高压气田资源丰富的地区。
在这样极端的钻井条件下，定向钻井技术变得尤为重要。
本文将详细探讨莺歌海盆地高温高压气田定向钻井的关键技术，包括钻头设计、钻井液选择、定向井轨迹控制等方面。
一、引言莺歌海盆地是中国南海一个富含天然气的地区，具有非常丰富的气田资源潜力。
然而，在这个地区进行钻井作业面临着极端的高温高压环境。
传统的垂直钻井技术在这样的条件下效果不佳，因此，定向钻井技术成为了提高生产效率、减少成本的重要手段。
二、钻头设计在高温高压气田条件下，钻头的设计需要考虑许多因素。
首先，钻头必须能够承受高温高压环境下的巨大压力。
因此，选用适当的材料和结构设计是关键。
其次，由于高温高压条件下岩石的抗剪强度会降低，因此需要钻头具备良好的侧向稳定性，以确保钻井过程的顺利进行。
三、钻井液选择在高温高压气田中，选择合适的钻井液对于钻井过程的成功至关重要。
首先，钻井液需要具备良好的温度稳定性，以使其在高温下保持正常的工作性能。
其次，钻井液中的钻井泥浆和固体颗粒需要合理控制，以实现对井底的清洁和冷却作用。
此外，选择合适的泥浆体系，如泥浆加入抑制剂等，也能有效降低钻井过程中的危险。
四、定向井轨迹控制在进行高温高压气田定向钻井时，确保井底方向的准确性是至关重要的。
为了实现这一目标，定向井轨迹控制技术应运而生。
这种技术基于测斜仪和方位工具，通过控制钻井工具的方向和倾角来调整钻井方向。
同时，与传统垂直钻井相比，定向钻井还具有更高的技术复杂性和要求。
因此，选用合适的测斜仪和方位工具，并合理运用钻头的旋转和平移等手段，能够有效控制井筒的方向和轨迹。
五、结论莺歌海盆地高温高压气田定向钻井是开发该地区气田资源的关键技术之一。
本文对定向钻井的关键技术进行了详细探讨，包括钻头设计、钻井液选择以及定向井轨迹控制等方面。
通过合理选用和运用这些关键技术，能够在高温高压环境下顺利进行定向钻井，提高生产效率，降低钻井成本，为莺歌海盆地气田资源的开发提供有效保障。
高温高压钻完井关键技术探讨
169在我国经济快速发展的进程中，油气能源发挥着重要的助推作用和价值。
近几年，我国的油气资源开发的难度在逐渐增加，特别是高温高压钻井难题的出现，使得油气资源的开采效率大大地降低。
在高温高压油气资源的勘探与开发的过程中，安全、井控、工具、工艺、设备等问题或者因素，直接或者间接的影响和制约着高温高压钻完井的效率与效果，只有对这些影响高温高压钻完井的因素或者问题进行更好地解决，才能够增强高温高压钻完井的质量。
基于此，重视对高温高压钻完井关键技术的有效研究与应用是非常有必要的。
通过对当前钻完井现状与问题的分析与掌握，不断推进高温高压钻完井关键技术应用的针对性，促进和提高高温高压钻完井的质量与水平。
1 高温高压井的分类以及分布当前，从全球的范围和角度来分析，高温高压井并没有形成一个统一的分类标准，从现有的分类体系中，高温高压井主要是指井底温度在150摄氏度以上，井底压力在70兆帕以上的井，其主要是以普通橡胶密封性能来进行界定的。
超高温高压井一般是指温度在205摄氏度以上，井底压力在140兆帕以上的井，其主要是以电子元件作业极限作为界定标准[1]。
极高温高压井是井底温度在260摄氏度以上，井底压力在240兆帕以上的井。
极高温高压井的环境最为极限，且在实际的钻井作业中出现的可能性不大。
但是对于热采井和地热井，其井底温度一般会在260摄氏度以上。
近几年，从全世界范围来看，高温高压井的数量在逐渐增加。
我国大港的深层潜山油气田、吉林的长岭气田、大庆的徐深气田、四川的龙岗气田、四川的龙门山气田、塔里木大北气田、海洋的南海莺琼盆地等等，这些区域的油气田都存在着不同程度的高温高压钻井以及完井问题，影响高温高压钻完井的安全性与稳定性，不利于油气田钻完井效率与质量的提高。
2 高温高压钻完井的现状分析目前，高温高压钻完井具有高难度、高风险、较多复杂情况的特征，这些特征和问题，在设计、工艺、装备、工具、安全、井控、非常生产时间以及钻速等方面都有不同程度的体现。
随钻地质导向设备在高温高压油井钻探中的应用挑战与对策
随钻地质导向设备在高温高压油井钻探中的应用挑战与对策随钻地质导向设备是一种先进的技术工具，用于实时监测和调整井下钻探轨迹，以确保钻井过程的准确性和安全性。
在高温高压的油井钻探中，这些设备的应用面临一些独特的挑战。
本文将探讨这些挑战，并提出相应的对策。
1. 温度和压力对设备性能的影响高温和高压对随钻地质导向设备的性能产生一定的影响。
首先，高温会导致设备元件的热胀冷缩，可能引起尺寸不稳定和材料失效。
其次，高压可能导致设备的密封性能下降，增加泄漏的风险。
因此，需要针对这些影响因素进行相应的对策。
对策：- 使用高温和高压环境下可靠性较好的材料，如特殊合金和陶瓷材料，以提高设备的耐受性和稳定性。
- 对设备进行严格的温度和压力测试，在实际应用前进行充分验证，确保设备可以在恶劣环境下运行良好。
- 设备设计中要考虑到热胀冷缩的因素，合理安排元件的布局，并采取相应的保护措施，以减少设备受到热胀冷缩的影响。
2. 高温高压环境下的传感器性能要求随钻地质导向设备需要依靠传感器实时获取地质信息和测量参数。
然而，在高温高压的油井环境中，传感器的工作性能也会受到影响，如灵敏度降低、准确性下降等问题。
对策：- 选择适应高温高压环境的传感器，如高温压力传感器、高温温度传感器等，以确保传感器可以正常工作，并满足准确性和灵敏度要求。
- 对传感器进行严格的校准和测试，确保其性能稳定，并且在高温高压环境下能够提供可靠的数据。
- 在设计设备时，考虑传感器的布局方式，保证其能够最大限度地避免高温和高压对传感器性能的影响。
3. 电子元件的高温高压适应性随钻地质导向设备中使用的电子元件也需要适应高温高压的环境。
在这种极端条件下，电子元件容易受到温度和压力的影响，可能导致元件失效或降低性能。
对策：- 使用高温高压环境下可靠性较高的电子元件，如耐高温、抗压力的集成电路和传感器等，以确保设备的稳定性和可靠性。
- 对设备中的电子元件进行严格的选型和测试，确保其能够在高温高压环境下长时间稳定运行。
16-青海油田高温、高压小间隙固井技术
失败。
西部钻探青海钻井公司
4超高流动性、低失水水泥浆配方体系的研究 我们经过实验室多次反复试验，确定高温高压水泥浆配方体系中 应用液体降失水剂M89L加固体分散剂SXY，由于液体降失水剂和固 体分散剂同时具有较强的加大水泥浆流动性的作用。因此，在一定加 量下能很好的控制失水和流动性，如下表所示：
配方体系(均加0.8%防气窜剂+1.5%早强剂) 0.8%液体降失水剂 1.0%液体降失水剂 1.2%液体降失水剂 1.0%液体降失水剂+0.2%固体分散剂 1.2%液体降失水剂+0.2%固体分散剂 流动度(cm) 19 21 23 26 〉30 API失水（ml ） 95 64 32 64 32
5应用实列
高温、高压小间隙打水泥塞技术应用 存在技术难点 ： 3）、温度梯度高，井温超高。该井第一层组实测温度为189℃/5107.88m， 第二层组实测温度为180℃/4829.52m，温度梯度为3.7℃/100m，油层中 部位置（5157.30m）温度超过190℃，属于超高温高压井，近几年来第一次 对这么高温度的井进行打水泥塞施工，调配水泥浆体系难度大，施工难度更大， 容易造成工程事故。 4）、套管容积小，水泥浆用量少。该井打水泥塞井段油层套管内径为 118.62mm，内容积仅有11.051mL/m，水泥浆用量少（0.5-1.3方），水 泥车不易控制。 5）、套管内径小，易产生抽汲效应。Φ73mm外加厚油管接箍外径93mm， 油管与套管间隙仅有25.62mm。若在粘稠的水泥浆中起钻速度过快，会产生抽 汲效应，将下面的压井液或者泥浆抽汲到水泥浆中，造成封堵失败。 6）、高温泥浆粘度大，易与水泥浆体系互混。 7）、地层漏失。 该井无论从井深、井温、压力、施工精度、小尺寸管串等方面都是近些年深井打 水泥塞难度最大的，施工安全风险非常大。针对该井打水泥塞施工方案，作业方 与施工方技术人员进行了充分的研究论证。 西部钻探青海钻井公司
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高温高压钻井技术研究
发表时间：2017-07-20T11:51:32.830Z 来源：《基层建设》2017年第9期作者：金振华
[导读] 摘要：高温岩体地热开发中首先需要解决的问题是深钻施工。
根据中国高温岩体地热资源赋存的地质特征云南地质工程勘查设计研究所云南昆明 650200
摘要：高温岩体地热开发中首先需要解决的问题是深钻施工。
根据中国高温岩体地热资源赋存的地质特征，提出高温岩体地热钻井施工中两大关键技术问题：1.钻井围岩稳定性控制技术；2.高温高压钻井液技术。
由此提出解决高温岩体地热深钻施工的钻井技术要求。
高温高压下深钻施工关键技术的研究，对于人类探索地球、开发地球深部的能源与资源具有重要的科学与工程意义。
关键词：高温岩体地热；高温高压；钻井围岩；钻井液
1 高温岩体地热开采中钻井围岩的稳定性控制技术
1.1高温岩体地热开采中钻井围岩失稳主要因素
高温岩体地热深钻施工过程中或投入使用后，其井壁围岩的稳定性受到多种因素的影响，钻井围岩的稳定性受到温度、渗透压力及原岩应力等多种因素的影响。
因此，从传热学、渗流力学、热弹性力学、流变力学以及高温高压岩体力学出发，进而研究注水井、生产井及其两者之间岩体位移场的变化规律，为高温岩体钻井围岩在施工过程中及投入使用后井壁围岩的稳定性提供理论支持，找到合适的围岩加固技术，提高钻井围岩的稳定性。
（1）钻井施工过程中钻进阶段及裸井阶段
井壁围岩失稳现象大部分发生在钻井施工钻进过程及裸井阶段。
井孔的失稳造成的损失最为严重，主要有 2 个方面的原因：
①高温遇钻井液后井壁围岩力学特性的变化
花岗岩在遇到钻井液或泥浆后，由于温度迅速降低，井壁围岩发生物理化学变化，力学特性发生变化。
由于高温状态下花岗岩遇水产生热冲击作用，岩体内产生热破裂现象，力学性能劣化，弹性模量、抗压强度、抗拉强度随温度的升高而成减小的趋势。
②钻进过程中井壁围岩的热破裂现象
在钻井施工过程中，由于水、温度及应力的共同作用，尤其是水的作用，钻井围岩产生热破裂现象，使钻井围岩发生失稳。
因此，高温岩体地热开发深钻施工中，由于钻井液及钻井泥浆的使用，在钻进过程中井壁围岩极易产生热破裂，从孔壁掉落下来，造成卡钻，甚至造成钻井围岩失稳。
（2）钻井建成投入使用阶段
高温岩体地热井建成投入使用后，在温度场–渗流场–应力场耦合作用下，井壁围岩系统随时间发生流变变形，井孔直径逐渐缩小，挤压套管，很容易将套管挤毁或形成“缩颈”现象，这是钻井建成投入使用后井壁围岩失稳的主要因素。
1.2高温高压下钻井围岩流变特性
高温岩体地热开采中钻井的变形破坏规律和稳定性准则：
（1）高温相同埋深静水应力下，花岗岩中钻井围岩的蠕变特性存在温度阈值为400℃～500℃。
（2）高温相同温度静水应力下，钻井围岩蠕变存在应力阈值为4000～5000m埋深，即加载应力100～125MPa。
（3）钻井围岩在高温静水应力下，花岗岩体最终发生破坏的应力条件为5000～6000m埋深，静水应力（125～150 MPa），温度条件为500℃～600℃，其破坏形式为压裂破坏、压剪破坏或两者相结合。
1.3高温高压下钻井围岩变形破坏规律与失稳临界条件
高温高压下钻井围岩变形破坏规律与失稳临界条件
（1）4000m埋深及400℃温度范围内钻井围岩的变形规律
4000m埋深静水应力400℃温度范围内，随着时间的延长，花岗岩中钻井孔径逐渐缩小，钻井处于收缩状态。
对于直径为40mm的钻井，孔壁最大位移量为1.88mm，即最大蠕变应变为1.88%。
（2）4000～5000m 埋深，400℃～500℃时钻井围岩的变形规律
4000～5000m埋深静水应力，400℃～500℃时，随着时间的推移，钻井围岩在距孔壁较远的部位表现为黏弹性变形，距孔壁较近的部位发生塑性变形，同时在蠕变压力的影响下，孔径有扩大的趋势。
当达到5000m埋深静水应力，500℃时，钻井直径由40mm缩减为
30mm，钻井孔壁最大蠕变变形量达到5mm，即最大蠕变应变为5%。
（3）高温高压下钻井围岩变形破坏失稳临界条件
通过对6000m埋深静水应力以内，600℃以内花岗岩中钻井变形规律及钻井破坏的研究可知：高温高压下花岗岩中钻井围岩变形破坏失稳临界条件为4000～5000 m埋深静水应力，400℃～500℃。
2 高温高压钻井液技术
2.1高温岩体地热钻井高温处理剂
（1）抗高温降黏剂
磺甲基单宁（SMT），简称磺化单宁，适于在各种水基钻井液中作降黏剂，在盐水和饱和盐水钻井液中仍能保持一定的降黏能力，抗钙可达1000mg/L，抗温可达180℃～200℃。
其添加量一般在1%以下，使用的pH值范围为9～11。
磺甲基栲胶（SMK），简称磺化栲胶，抗温可达180℃。
其降黏性能与SMT相似，可任选一种使用。
磺化苯乙烯马来酸酐共聚物（SSMA）是一种抗温可达230℃的稀释剂。
该产品在美国某些行业领域应用比较广泛，国内也有应用，但成本较高。
（2）抗高温降滤失剂
磺甲基褐煤（SMC），简称磺化褐煤，既是抗高温降黏剂，同时又是抗高温降滤失剂，具有一定的抗盐、抗钙能力，抗温可达200℃～220℃，一般用量为3%～5%。
磺甲苯酚醛树脂，简称磺化酚醛树脂，分1型（SMP–1）和2型（SMP–2）产品。
在200℃～220℃，甚至更高温度下，不会发生明显降解，并且抗盐析能力强。
国内常用的抗高温降滤失剂还有磺化木质素磺甲基酚醛树脂（SLSP）、水解聚丙烯腈（HPAN）、酚醛树脂与腐殖酸的缩合物（SPNH）以及丙烯酸与丙烯酰胺共聚物（PAC系列）等。
（3）常用抗高温钻井液体系
磺化钻井液和聚磺钻井液是最典型的高温钻井液体系，磺化钻井液是以SMC，SMP–1，SMT和SMK等处理剂中的一种或多种为基础配制而成的钻井液，其主要特点是热稳定性好，在高温高压下可保持良好的流变性和较低的滤失量，抗盐能力较强，泥饼致密且可压缩性好，并具有良好的防塌、防卡性能。
聚磺钻井液是将聚合物钻井液和磺化钻井液结合在一起而形成的一类抗高温钻井液体系。
聚合物钻井液在提高钻速、抑制地层造浆和提高井壁稳定性等方面确有十分突出的优点，聚磺钻井液既保留了聚合物钻井液的优点，又对其在高温高压下的泥饼质量和流变性进行了改进，从而有利于深井钻速的提高和井壁的稳定。
该类钻井液的抗温能力可达200℃～250℃，抗盐可至饱和。
2.2高温钻井液配方的试验研究
通过试验研究表明：磺化酚醛树脂SMP–2和高温抗盐降失水剂SPC的配合使用下，添加3%～5%的黏土稳定剂YL和2%～4%的磺化沥青FT–1，盐水钻井液具有较好的高温稳定性，滤失量控制在18mL以内，达到了高温地热钻井的要求。
2.3钻井液的性能对井壁围岩稳定性的影响
（1）钻井液引起的温度扰动对井壁围岩稳定的影响钻井液从井口到井底的过程中，虽然被逐渐加热，但其温度始终低于目的层的温度。
在实际地层条件下，钻井过程中井壁地层受到钻井液的冷却作用，由于井壁岩石各种矿物热胀冷缩性质不一致，拉伸热应力还会导致井壁产生微裂纹。
所以，冷却产生的拉伸热应力一方面使井壁周向应力和轴向应力降低，另一方面产生微裂纹，从而导致破裂压力降低。
（2）钻井液对井壁围岩稳定性影响的应对措施在配置钻井液的同时要精确计算钻井液的密度，有效平衡地应力与热应力。
高温滤失量必须控制在一定范围内，减小液体向井壁岩石的渗透，保证井壁的稳定性。
3结论
根据我国高温岩体地热资源赋存的地质特征，在试验研究、理论分析的基础上，通过研究高温岩体地热开采深钻施工的关键技术问题，得到以下主要结论：
（1）根据我国高温岩体地热资源赋存的地质特征，提出了高温岩体地热钻井施工中三大关键技术问题：钻井围岩稳定性控制技术、高温高压破岩技术、高温高压钻井液技术。
（2）提出了高温岩体地热开采中钻井围岩稳定性控制技术。
（3）从高温对钻井液的影响、地热钻井对高温处理剂的一般要求、钻井液的性能对井壁围岩稳定的影响及应对措施，提出了解决高温岩体地热深钻施工的钻井液的技术配方。
（4）高温高压下深钻施工技术的解决，对于人类探索地球、开发地球深部的能源与资源具有重要的科学与工程意义。