国内外深井钻井技术比较分析
国内外深井钻井技术比较分析
国 内外 深 井钻 井 技 术 比 较 分 析
王 志 刚 （ 胜利石油管理局钻井工程技术公司，山东 东营 ２７８） ５０４
［ 要 ］ 通 过 对 国 内外 近 ２ 来 井 深 超 过 ４ ０ ｍ 的各 种 各 样 深 井 钻 井 技 术 与 经 济 情 况 的调 研 分 析 ，认 为 摘 ５年 ５０
６ ０ ｍ 以上 的超深 井 ，中国是其 中之一 ，但 中国第 １口超 深井较 世界第 １口超深 井 （ 国）晚 了 ２ ００ 美 ７年 。
欧洲北 海地 区深井钻井 技术 比较先进 。苏联拥 有一套 适用 于高纬度 地 区的先 进深井 钻井技术 ，创造 了世
界钻 深 １ ８ ９ 的最深 记 录 ，通过技 术改造 可 以在 发展 中国家应用 并取得 最佳效 益 。德 国大 陆科探 深井 ２６ｍ （ Ｂ ＫＴ ）钻 探技术 已被我 国第一 口大陆科 学探井所 借鉴 。 近年来 受各种 因素影 响 ，世界 年钻深井 数量有 所 下降 ，但 深 井钻 井技 术 发展 迅 速 ，基 本满 足高 陡、
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化 中 国” 等 工 程 的 需 要 。
１６ ９ ６年 ７月 ２ ８日我 国钻成第 １口深井—— 松基 ６ ，井深 ４ １ ｍ。１ ７ 井 ７９ ９ ６年 ４月 ３ 日我 国完 成第 １ ０ 口超 深井 “ 女基井 ” ，井深 ６ １ ｍ。从第 １口深 井完钻 至今 ，我 国先 后钻成 的 ３口 ７ ０ ｍ 以上 超深 井是 ０ｌ ００ 关 基井 （ １ ５ ７ ７ ｍ，１ ７ 年 ）、固 ２井 （ ０ ２ ９８ ７ ０ ｍ，１７ ９ ９年 ）及塔 参 １ 井 （ ２ ０ 。２ ０ ７ ０ ｍ） ０ ０年 中 国石 油 化工
高温 、高压 、高密度 （ 高矿化 度）及 含 Ｈ。 Ｓ气体 等复杂 地 质条 件深 钻 要求 。 目前 我 国深 井 钻井 技 术水 平 与国外先进 国家相 比大约 差 １ ５年 （ 知识 产 权 水平 约差 ４ ０年 ） ，因此 要 通过 各 种 办法 （ “ 探 井” 如 科
国内外钻井新技术
国内外钻井新技术钻井作为石油勘探开发的重要环节，一直以来都在不断发展和创新。
近年来，随着科技的进步和需求的不断增长，国内外钻井行业涌现出了许多新技术，这些新技术为钻井作业提供了更高效、更安全、更环保的解决方案。
本文将重点介绍国内外钻井领域的一些新技术。
1. 气体钻井技术气体钻井技术是近年来钻井行业的一项重大技术突破。
相对于传统的液体钻井，气体钻井采用压缩空气或氮气作为钻进液，具有环保、清洁、高效等特点。
气体钻井技术不仅可以避免液态钻井液带来的环境问题，还能够减少地下水污染风险。
同时，气体钻井技术还能有效提高钻井速度，降低钻井成本。
2. 高压水力钻井技术高压水力钻井技术是一种利用高压水射流来切削地层的新型钻井技术。
该技术能够高效地切削硬岩和特殊地层，且对环境影响较小。
它采用高压水射流进行切削，可将地下岩层切削成细小的颗粒，减少钻井液量，降低钻井噪声和震动。
高压水力钻井技术不仅提高了钻进速度，还能够减少钻具磨损，延长钻头使用寿命。
3. 快速钻进技术快速钻进技术是一种钻井作业周期较短、效率较高的新技术。
通过优化钻井过程和提高钻具性能，快速钻进技术能够缩短钻进时间，减少钻井成本。
其中一项关键技术是采用高效钻井液和超强钻头，提高了钻进效率和钻头使用寿命。
此外，还可以采用一体化的钻井装置和自动化控制系统，提高钻井操作的精确度和安全性。
4. 智能钻井技术智能钻井技术是钻井行业的前沿技术之一。
它通过装备互联网、人工智能、大数据分析等技术，实现对钻井作业全过程的智能化控制和管理。
智能钻井技术可以实时监测钻井参数，预测地层变化，优化钻井方案，提高钻进效率和质量。
此外，智能钻井技术还可以对钻井装备进行远程监控和管理，减少了现场人员的风险和作业成本。
5. 高效钻井液技术高效钻井液技术是钻井作业中至关重要的一项技术。
它采用新型化学品和添加剂，改善钻井液的性能和稳定性，提高钻井作业的效率。
高效钻井液技术能够降低钻井过程中的摩擦阻力、降低地层损害、改善井壁稳定性等，从而提高钻井速度和质量。
国内外深井超深井钻井液技术现状及发展趋势
国内外深井超深井钻井液技术现状及发展趋势下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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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。
国内外深井钻井技术比较分析
[收稿日期]2007212210 [作者简介]王志刚(19712),男,1995年大学毕业,工程师,现主要从事钻井工程方面的研究工作。
国内外深井钻井技术比较分析 王志刚 (胜利石油管理局钻井工程技术公司,山东东营257064)[摘要]通过对国内外近25年来井深超过4500m 的各种各样深井钻井技术与经济情况的调研分析,认为美国和欧洲北海地区深井钻井技术居领先水平,我国与国际先进水平有10年以上差距。
对比研究了3种不同的深井钻井技术经济评价方法(体系)特点,初步探讨了深井钻井科技进步的纵横向变化规律及深井钻井技术经济评价的系统科学问题。
[关键词]深井钻井;钻井设备;系统工程[中图分类号]TE243[文献标识码]A [文章编号]167321409(2008)012N2822031 深井钻井技术的发展历史全世界能钻4500m 以上深井的国家有80多个,但大多数深井集中在美国。
有30多个国家能钻6000m 以上的超深井,中国是其中之一,但中国第1口超深井较世界第口超深井(美国)晚了27年。
欧洲北海地区深井钻井技术比较先进。
苏联拥有一套适用于高纬度地区的先进深井钻井技术,创造了世界钻深12869m 的最深记录,通过技术改造可以在发展中国家应用并取得最佳效益。
德国大陆科探深井(KTB )钻探技术已被我国第一口大陆科学探井所借鉴。
近年来受各种因素影响,世界年钻深井数量有所下降,但深井钻井技术发展迅速,基本满足高陡、高温、高压、高密度(高矿化度)及含H 2S 气体等复杂地质条件深钻要求。
目前我国深井钻井技术水平与国外先进国家相比大约差15年(知识产权水平约差40年),因此要通过各种办法(如“科探井”和“高探井”计划)缩小差距,以适应我国国民经济持续、快速、协调发展的要求和“西气东输”、“气化中国”等工程的需要。
1966年7月28日我国钻成第1口深井———松基6井,井深4719m 。
1976年4月30日我国完成第1口超深井“女基井”,井深6011m 。
煤矿千米深井开采技术现状
煤矿千米深井开采技术现状1 国内外深井开采现状在我国已探明的煤炭资源中，约占50%的煤炭埋深超过千米。
随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大，我国煤炭开采逐步转向深部，煤矿开采深度以8～12m/年的速度增加。
如何能够安全、高效、低成本地开采深部煤炭资源，将其转换为经济建设有力的能源保障，成为目前我国煤炭行业亟需寻求突破的重大技术难题。
1.1 国外深井开采现状煤矿深部开采是世界上大多数主要采煤国家目前和将来要面临的问题。
在世界主要采煤国家中，美国、澳大利亚、德国、英国、波兰、俄罗斯等国家采矿业较为发达，原西德和前苏联较早进入深部开采。
在20世纪60年代初，原西德埃森北部煤田中的巴尔巴拉矿的开采深度就已经超过1000 m，达到1200m；从1960~1990年，原西德煤矿的平均开采深度从730m 增加到900m 以上，最大开采深度从1200m 增大到1500m，并且以每年约10m 的速度递增。
前苏联在解体前的20年中，煤矿的开采深度以每年10~12m左右的速度递增。
在俄罗斯，仅顿巴斯矿区就有30个矿井的开采深度达到1200~1350m，波兰的煤矿开采深度已达1200 m，日本和英国的煤矿开采深度曾分别达到1125 m 和1100m。
1.2 国内深井开采现状近年，我国经济持续高速稳定发展，能源需求旺盛，煤炭产量大幅度增加，2012年生产原煤36.5亿t。
矿井开采延深速度加快，一大批矿井快速进入深部开采阶段。
东北及中东部地区的多数矿区开采历史长，开采深度相对较大。
预计在未来20年，很多煤矿的开采深度将达1000~1500m。
如现在新汶矿区平均最大回采深度达到1032m。
图我国煤矿千米深井分布图据国家煤矿安全监察局初步统计，我国已有平顶山、淮南和峰峰等43个矿区的300多座矿井开采深度超过600m，逐步进入深部开采的范畴，其中开滦、北票、新汶、沈阳、长广、鸡西、抚顺、阜新和徐州等近200处矿井开采深度超过800m，而开采深度超过1000m 的矿井全国有47处。
国内外钻井新技术
国内外钻井新技术调研
汇报内容
一、课题情况简介 二、国内外钻井新技术概况 三、国外创新钻井技术 四、前沿钻井技术开发与实验 五、成熟钻井技术新进展 六、钻井成本分析及发展趋势
二、国内外钻井新技术概况
近年来，在技术创新的有力推动下，自动化（闭环）钻井、套管钻井、 连续管钻井、三维可视化钻井、地质导向钻井、可膨胀管等创新技术的研究 都取得突破性进展，具有广阔的推广应用前景。
水平井技术、大位移钻井技术、欠平衡压力钻井技术、多分支井钻井技 术等也发展得越来越成熟，满足了提高勘探开发效益的需求。
另外，国外超前钻井技术，如激光钻井、微钻井、负压脉冲钻井、“智 能钻杆”、连续管超高压射流钻井、等离子孔道钻井等技术的开发与试验也 取得了阶段性成果，展示了良好的应用前景。
汇报内容பைடு நூலகம்
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当前国内外前沿钻井技术的技术现状和差距
当前国内外前沿钻井技术的技术现状和差距90时年代国外钻井技术的发展重点是：水平钻井（特别是水平分支井、短半径水平井、小井眼水平井等特殊水平井的钻井）；大位移钻井；自动化钻井；小井眼钻井；连续油管钻井，欠平衡钻井，随钻测量/随钻测井及地质导向；新型钻井工具；合成钻井液；新型水基钻井液；以及高温高压钻井及其添加剂等。
全世界水平井截至2000年达到约10000口，其中以美国、加拿大为主，水平钻井已遍及20对个国家和地区，我国的水平钻井技术正在从起步向成熟过渡，已见相当多水平钻井报道，但我国的水平钻井技术员没有普及。
大位移钻井适于浅海油田（代替海上平台作业钻井节约成本）或不一直接钻探的油田（如城市正下），在世界石油资源日益枯竭的情况下，大位移钻井技术可以从一定程度上稳定石油产量。
目前使用该技术较多的是北海地区。
我国的大位移钻井也有相当水平。
自动化钻井是20世纪90年代世界钻井的重大方向，它的主要优点是：可以大大提高钻井安全和效率，节省时间，优化钻井过程，从而获得更好的经济效益。
自动化钻井包括井下自动化和地面钻机自动化两大方面，国外公司围绕这两个方面进行研究并取得了一些重大成果，如井下定向控制自动化钻井系统（自动导向钻井系统、旋转闭环钻井系统、）自动化钻机等。
我国在这方面几乎刚刚起步。
90年代，随钻测量技术最重要的进步之一，就是使其具备了随钻测量钻井及地质导向的重要能力。
目前的随钻测量不仅限于定向测量，还包括地质和地球物理数据的测量。
其测量参数范围已包括井斜、方位、工具面、钻压、扭矩、异常地层压力、伽马射线、地层电阻率、密度、和中子孔隙度等，另一个重要进步就是使定向测量及测井工具的传感器更加接近钻头。
我国的随钻测量、随钻测井及地质导向尚未完全普及，该方面的工具受工艺的限制很难生产，大都靠进口。
发展和应用小井眼钻井技术的主要目的是降低钻井成本，早在60年代世界各国就钻过几千口小井眼井，但由于效果并不明显，中断过一个时期，80年代中、后期，由于油价大跌，为降低勘探开发费用，迫使国外许多公司重新研究和应用小井眼钻井技术，目前，县井眼钻井的关键技术已取得了长足进步，小井眼钻井已在技术和安全方面变得完全可行。
钻井技术现状差距及发展方向
二、近几年钻井技术取得的主要进展
1、积极开展技术研究、引进及推广工作
聚
磺
（1）针对南方海相（建深1井）
钻
超深井面临的高温高压问题，开展
井
了抗高温聚磺钻井液体系研究，其
液
技
流变性、抑制性、抗温能力等关键
术
技术指标达到要求。
二、近几年钻井技术取得的主要进展
1、积极开展技术研究、引进及推广工作
（ 2）水基成膜钻井液技术--针对江汉油区、 南方海相地层不稳定及油气层保护的问题，开展 了水基成膜钻井液技术研究，该体系具有良好的 防塌、携砂、防卡及保护油气层等功能，且具有 流变参数合理等特点。
名名名
112 鄂B南W西方-1川海00相东0型超北深井低井下压钻变及井位易工稳漏艺定气技器术井研防制漏防窜固井技术
223 水G塔J基河Y-成地70区膜型复钻液合井动盐液管层技具快术试速研钻压究井装技置术研究
334 准钻大噶斜井尔度液长盆用稳地强斜承力段钻降定区滤向块失井深钻润井滑技优剂术快产研钻品究井开技发术与研应究用
地层损害机理及快速诊断
关
损害测试方法
健 技
暂堵和解堵技术
术
欠平衡保护
深井油气层保护
钻井技术现状、差距及发展方向
国内外钻井技术现状
目
钻井公司技术现状及进展
录
差距及努力方向
二、近几年钻井技术取得的主要进展
近几年完成的科研项目
2005年
2006年
2007年
序序序号 号号1
项项 项
目目目
江汉油田调整井固井技术研究
钟深1井完钻井深 4800.60m，3817.00m侧钻成 功后，连续钻穿潜江组 528.50m的盐膏层（其中纯 盐层厚269.50m）。
国内外钻井工程标准对比分析
和 行 业 标 准 已远 远 不 能 满 足 钻 井 工 程 技 术 应 用 的 需
１ 钻井工艺部分
１１标 准 项 目 涵 盖 范 围 的 比较 ．
目前我 国钻 井工 艺标 准 ９ ７项 ， 内容 包括通 用基
础 ， 井 设 计 ， 前 工 程 ， 井 工 艺 技 术 ， 殊 Ｔ 艺 钻 钻 钻 特
ｄ ｌ ｎ ｔｎ ａ ｄ ， ｎ ｕ ｔ ａ ｔｎ ａ ｄ ， ｎ ｅ ｎ ｔ ｎ ｌｓａ ｄ ｒ ｉａｉ ｎ Ｏｒ ａ ｉａ ｉｎ ａ ｄ ｆ ｒ ｉｎ ａ ｖ ｎ ｅ ｔ ｎ ａ ｄ ， ｎ ｌ ｄｎ ｔ ｎ ａ ｄ ｉ ｉ ｒ ｌ ｇ ｓ ｄ ｒ ｓ ｉ ｄ ｓｒ ｌ ａ ｄ ｒ ｓ Ｉ ｔ ｒ ａ ｉ ａ ｔ ｎ ａｄ ｚ ｔ ｇ ｎ ｚ ｔ ｎ ｏ ｅｇ ｄ ａ ｃ ｄ ｓａ ｄ ｒ ｓ ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｓａ ｄ ｒ ｓ ａ ｉ ｓ ｏ ｏ ｏ
标 准 的 差别 与 不 足 。 建议 我 国 重视 标 准 的 修 订 、 井新 技 术 标 准 的 制 定 和及 时采 标 工 作 ， 钻 这对 我 国钻 井 工 程 标 准 的 完善 有 着重
要 指 导作 用 。 关键 词 钻 井 工 程 技 术标 准 国 际 标 准
Ａｂｓ ｒ ｃ Ｔｈ ｏｎｒ ｓｉｅ ａ ａ ｙ ｉ ｓ ｃ ｒｉｄ ｏ ｔｃ ｍｐｒ ｈ ｎｓｖ ｙ ａ ｙ ｔ ｍａｉ ａｌ ｍｏ ｈ ｏｌ ｗｉ ｔ ｎ ｒ ｓ ｌｋ ｕｒｎａｉ ａ ｔａ ｔ ｅ ｃ ｔａ ｔｖ ｎ ｌ ｓｓ ｉ ａ ｒｅ ｕ ｏ ｅ ｅ ｉｅｌ ｎｄ ｓ ｓｅ ｔｃ ｌｙ ａ ｎｇ ｔ ｅ ｆ ｌ ｎｇ ｓａ ｄａ ｄ ｉ ｅ ｏ ｔ ｏ ｏｎ ｌ
国内外钻井新技术
国内外钻井新技术近年来，随着技术的不断进步和创新，钻井行业也在不断发展和改进。
国内外的钻井新技术为石油行业带来了一系列的变革和突破，提高了井下作业效率和安全性，同时也为石油资源的开发和利用提供了更多可能。
本文将介绍一些国内外的钻井新技术。
一、方向钻井技术方向钻井技术是一种将钻孔轨迹控制在特定方向上的技术。
通过控制钻头的转向和位移，可以实现沿着特定曲线或弯曲路径钻井。
方向钻井技术不仅克服了地下环境复杂、井筒曲率大的困难，还可以实现多井平台共井探采、延伸井筒水平段等操作。
随着电子技术的发展，方向钻井技术的应用范围越来越广，包括水平井、水平井作业、多级水平井等。
这些技术在增加生产量和提高油井效率方面发挥了重要作用。
二、超深井技术超深井技术是指在3000米以上的井深范围内进行的钻井活动。
随着石油产量的减少和需求的增加，油气资源的勘探正逐渐向更高的深度延伸。
超深井技术的发展为深水勘探和开发提供了技术支持。
超深井技术不仅需要解决高温、高压等环境带来的挑战，还要应对地质条件复杂、井筒稳定性差等问题。
目前，超深井技术已经在国外许多油气领域得到应用，为石油产业的进一步发展提供了可能性。
三、无人化作业技术无人化作业技术是指通过自动化和遥控技术，实现钻井过程的机械化、自动化和智能化。
这种技术可以有效降低作业风险，提高作业效率，同时减少人力资源的消耗。
通过无人化作业技术，可以实现钻头的自动定位和导航、钻井过程的自动监控和调整等功能。
无人化作业技术已经在国外得到广泛应用，不仅提高了作业效率，还减少了事故和人员伤亡的风险。
四、密封技术密封技术是保证井眼、井口等部位的密封性能，防止井筒变形、渗漏等问题的技术。
密封技术是钻井过程中的重要环节，直接影响到井筒的稳定性和效果。
随着深水、超深水钻井的推进，密封技术的研究和应用变得尤为重要。
密封技术的发展可以通过新材料、新密封技术以及更精确的施工操作来实现。
目前，国际上已经开展了一系列的研究，提出了一些创新的密封技术方案。
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引言：随着能源需求的不断增长，石油和天然气资源的开发已经成为国民经济发展的重要基础。
而为了开采地下石油和天然气，垂直钻井技术成为了不可或缺的一环。
在石油和天然气勘探开发中，深井、超深井和复杂结构井的垂直钻井技术成为了研究的热点问题。
本文将探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术，并对其发展历程和技术特点进行梳理，为石油和天然气勘探开发提供技术支持。
一、深井、超深井和复杂结构井的定义和特点1. 深井、超深井的定义深井一般指井深大于3000米的油气钻井，而超深井则一般指井深超过6000米的油气钻井。
深井、超深井的特点主要包括井深巨大、井斜大、井径小、地温高、地压大、钻井液性能要求高、工作环境恶劣等。
2. 复杂结构井的定义复杂结构井主要指出现在外部地质力学条件变化、岩石破裂带、砂岩、泥岩层位变化等情况下，井眼扭曲、扭曲、偏差、位移、塌陷等所引发的技术难题。
复杂结构井的特点主要包括井眼不规则、井斜变化大、接近水平、局部陷落、分层不均匀、局部储量高、泥浆循环困难等。
20世纪50年代，随着石油工业的飞速发展，对于大井深、大井斜和大井径的需求不断增加，深井超深井钻井技术开始得到重视和发展。
1980年代以来，国内外在深井、超深井和复杂结构井钻井技术方面都取得了良好的进展。
深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术的发展历程主要经历了以下几个阶段：1. 初级阶段在初级阶段，主要是通过技术改进提高井深，尤其在钻头材料、液相、地层处理、工程设计等方面开始有新的突破。
2. 内世代阶段内世代阶段主要是通过技术先进化、技术系统的整合和科技进步的应用来推动井深不断提高和技术发展。
1. 钻井液的优化深井超深井和复杂结构井垂直钻井所面临的地质条件复杂，工程处理难度大。
而优化钻井液是一个重要手段。
钻井液的优化可以改进井内条件，减小对地层的影响。
优化钻井液，是一种提高深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术成功率的重要措施。
国内外石油钻井装备的发展现状分析
国内外石油钻井装备的发展现状分析摘要：通过对当前国外石油钻机新技术的介绍和国内石油钻机装备的现状及问题的分析，提出了石油钻井装备的发展趋势，并重点介绍了矢量控制全数字变频超深井钻机ZJ70DB。
关键词：石油钻井钻机钻井技术当前的经济形势使我国油气工业面临着巨大的压力，加之跨国石油公司进入我国市场所形成的压力，使得我们必须大力推进技术进步。
在这种背景下，我国钻井行业要想和国外钻井承包商及其技术服务公司争夺国内钻井市场，并挤入国际钻井市场，除了保持钻井技术持续高速发展之外，还必须有技术先进的钻机。
一、国外石油钻机新技术为了适应浅海、海滩、沙漠和丘陵等不同地带油气藏的勘探开发，国外研究改进、开发创新了多种新型石油钻机，涌现了许多新结构、新技术，美、德、法、意、加和罗马尼亚等国先后开发了各种类型的石油钻机。
1.挪威AKER MH公司可编程自动钻井系统（CADS），该公司的第一套可编程管子处理系统己在挪威海上钻井平台上使用操作该系统时，司钻可以预先依次将起下钻操作步骤程序化，不需要分别操作绞车、顶驱、管子处理装置和卡瓦。
钻台上除司钻操作室内的司钻外，不需要其它操作者。
该系统总称为可配置自动钻井系统（CADS），根据承包商和操作者的要求，该公司可将各种操作程序化。
系统除有一套可编程管子处理系统外，还包括一套先进的防碰系统，用来防止操作间的相互干扰。
在司钻操作室内，触摸屏代替了按钮和开关，同时配备有手动操作的备用系统，所有操作都是经过优化的，大大减少了起下钻时间，每小时可以起下55柱立根。
2.Varco公司钻机在线监视与诊断系统Varco公司的E-Drill是第一套可用于远程监视和诊断世界各地钻机上的Varco监测系统，钻机操作人员可以在1h以内和Varco的技术人员取得联系，各种参数可以直接从置于Varco公司监测系统内的智能系统取得，用于最大限度提高顶驱、排管系统和Varco集成控制和信息系统（V-ICIS）的性能。
浅议科学超深井钻探技术国内外现状
浅议科学超深井钻探技术国内外现状（湖北国土资源职业学院地质工程系，湖北，武汉，430090）【摘要】本文主要介绍实施科学钻探工作的必要性,简要回顾了科学钻探技术的发展历程。
本文列举了中国大陆科学钻探工程(CCSD)和美国的卡洪山口项目钻探技术还有湖泊科学的钻探技术等,介绍了世界各国在实施科学钻探工程过程中所形成的特色技术以及取得的技术成就。
【关键词】钻探；超深井；技术成就近几年，我国经济持续快速发展，与此同时也面临着严重的能源问题，资源短缺、环境恶劣问题。
全世界科学家百年对地球的测验的结果是，如果想把地壳的演变揭示出来，方便我们对资源的寻找，环境保护以及预防自然灾害的话，那就必须让我们深刻的认识地球的最深部结构。
从上个世纪七十年代开始许多实力强大的国家就开始了超深钻探以及对深部的勘探，现在已经抛开地表看到地壳的更深部位了，成果也是很理想的。
现在世界上的一些发达国家已把地壳的勘探计划作为本国可持续发展的战略。
对于我国如果开展对地壳的勘探工作就必须克服超深井的探测技术，我们要研究开发一套完善的耐高温抗高压的更深层的勘探技术。
这些主要包含先进的钻井机器，以及高超的技术工艺，这些可以给以后对地壳更深层的勘探起到奠定基础的作用。
1．国外状况世界上首个深部勘探计划为莫霍面勘探是美国提出的，二十世纪五十年代开始，主要是把莫霍面钻透，在地学上能有个明显的突破。
但是因为高昂的经费以及高难的技术，该计划在海底只钻了三百一十五米就在一九九六年宣布告终。
而在一九九六年的六月，一项目标为对海底上部的地壳进行揭示的长期勘探计划由开始美国实施，也就是对世界各个大洋进行浅层次钻孔，主要对沉积岩采样和采集岩芯。
共在各个大洋钻孔一〇九二口，所取的岩芯的长度九千五百米之多。
科学工作者通过科学研究对大陆的漂移以及海底的扩张这两个假说进行了验证，构建了板块理论，建立了古海洋理论，对海底的高原形成以及海洋地壳的结构进行了解密；实证了气候的演变周期以及地球上环境突变的事件，对大陆周围深层流体作用进行了分析研究；海底的深部也有着生物圈，并且海底还有可燃冰天然气和水结合的产物，这些都给地球学科带来了巨大的突破。
石油开采技术的国内外比较与评价
技术创新：加强研发投入，提高技 术水平
国际合作：加强国际合作，引进先 进技术
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政策支持：政府出台相关政策，鼓 励企业创新
环保要求：提高环保意识，采用环 保技术，减少环境污染
技术先进性：包括开采效率、环保性能、安全性能等方面 经济性：包括成本控制、投资回报率等方面 适用性：包括地质条件、环境条件等方面的适应性 可持续性：包括资源利用、环境保护等方面的可持续性
国内石油开采 技术发展历程： 从最初的手工 开采到现代的 机械化、自动 化、智能化开 采，但与国外 相比，在某些 方面还存在一 定差距
国外石油开采 技术特点：注 重环保、高效、 安全，技术研 发投入大，创 新能力强
国内石油开采 技术特点：注 重环保、高效、 安全，但技术 研发投入相对 较少，创新能 力有待提高
法效率高，但成本较高
适用性分析：根据油田深 度和资源分布，选择合适 的开采方法，以提高开采
效率和降低成本。
经济因素：包括油价、成本、 投资回报等
环境因素：包括生态环境、 废弃物处理、碳排放等
技术水平：包括钻井技术、 采油技术、储层改造技术等
政策法规：包括法律法规、 政策支持、税收优惠等
地质条件：包括岩石类型、 地层结构、地下水状况等
国内外石油开 采技术发展趋 势：绿色、智 能、高效、安 全，加强技术 研发和创新， 提高技术水平 和竞争力
国内主要方法：钻井法、注水法、压裂法等 国外主要方法：水平钻井法、水力压裂法、二氧化碳压裂法等 特点：高效、环保、安全、经济 国内外对比：国内方法较为传统，国外方法更加先进和高效
论国内外钻井技术以及发展趋势
论国内外钻井技术以及发展趋势摘要：随着科学技术的发展，网络化、信息化的普及，中国的钻井技术也在不断的发展着。
虽然五十年代后我国钻井技术已经有了显著的提高，但是与西方发达国家相比仍然处在较低水平。
如何提高钻进技术，改变钻井技术的现状，满足现代化钻井技术的需求，已经成为石油钻井领域值得思考的问题。
钻井技术从上世纪末至今已经历了经验钻井、科学化钻井、自动化智能钻井3个发展阶段。
美国、西欧等西方发达国家一直处于钻井技术的前沿，完成了大批超深井、高难度定向井、水平井、径向井、分枝井。
关键词：钻井国外发展一、中国石油钻井技术概况五十年代的时候，我国就发展了喷射式钻井技术、丛式井钻井技术及高效钻头技术、井控技术、保护油气层技术等先进技术。
然而这些只是些单一的技术。
二十世纪八十年代到至今一直采用的都是科学的钻井技术。
随着科学技术的发展，及网路化、智能化的发展，为这一时期的钻井技术带来了新的动力不仅发展了井下信息实施检测技术，实现了钻井过程中的地址参数、钻井参数和井参数的实时测量、分析和控制，也开发了惊吓导向和闭环钻井系统，业发展了有利于新发现新油气层和提高油田采收率新钻井技术和方法，如欠平衡压力钻井、水平井钻井等。
虽然我国在钻井技术上取得了一些成就，但是随着我国钻井地域及井深的不断变化，现有的钻井技术出现了一些难度，特别是在深口井钻井技术上。
这一钻井技术是在五十年代才逐渐成型的，与发达国家相比还是有一定的差距的。
这种钻井技术是代表着一个国家钻井技术水平，是钻井技术的标志。
这种钻井技术是极为复杂的，其适用性及配套方面的问题，影响着可持续发展，同时其也是制约着我国钻井技术发展的限制性条件。
国外比较成熟的钻井技术二、国外石油钻井技术1、大位移井钻井技术大位移井（Extended Reach Drilling，简称ERD）是指水平位移深度（HD）与垂直深度（TVD）之比大于2.0以上的定向井或水平井；当比值大于3时，则称为特大位移井。
国内外钻井新技术
连续管钻井技术
2、连续管钻井地面配套设备的重大改进 • 改进型连续管注入头 • 数据采集系统 • 工艺控制系统 • 电缆安装系统 • 特制设备
3、连续管钻机的设计创新
1）Galileo连续管钻机
贝克休斯公司的Galileo 连续管钻机采用模块化设计， 钻机作业可由计算机控制。 该混合钻机可用连续管或钻 杆进行常规侧钻、过油管侧 钻、欠平衡钻井、小井眼勘 探钻井等多种作业
套管钻井技术把钻井和下套管合并成一个作 业过程，钻头和底部钻具组合的起下用钢丝绳在 套管内进行，不再需要常规的起下钻作业。
套管钻井技术的适用情况
套管钻井为在一些复杂和特定条件下钻井提供了一种可选择的 方案，但并不能完全取代常规钻井，套管钻井特别适用于下列情况： １）易坍塌、不稳定及不确定地层； ２）低压易漏失地层； ３）高压地层； ４）边远、海上及交通不便地区钻井； ５）在陆地钻井时，适合3000米以内的软到中软地层；
。 钻井系统并投入商业应用
连续管超高压钻井系统 高压射流切割出的沟槽
高压装备
• 高压马达（68.95MPa） • 高强度连续管
壁厚:5.16mm 外径:50.8mm 破裂强度:136.52MPa
• 高压钻头 • 高压水龙头（103.43MPa)
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
• 兰德马克公司三维实时可视化钻井软件 • BP可视化中心的三维可视化钻井设计软件 • BP可视化中心的三维可视化“侧钻优化工具”
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
国内外钻完井技术探讨
国内外钻完井技术探讨随着全球石油资源日益的紧张，世界的石油行业都在面临着转型，其中不断的开发出新的市场，尤其是页岩气、深水油气等成为目前发展的主要目标，为了保障我国能源供应的充足，在目前比较困难的情况下，我们也要迎难而上，促进钻井技术和石油行业的进一步发展。
标签：石油资源；钻井技术1. 国外钻完井技术与装备新进展国外石油开采水平比较发达的国家最近在钻井装备、钻头、井下工具、钻井液等方面取得了显著的成果，促进了钻井技术和装备的不断进步。
1.1工厂化作业。
工厂化作业是我们对丛式井场批量钻井和工厂化钻井等新型钻完井作业模式的统称，是一种高效的、成本较低的规模性作业模式，在同一个地区进行钻井和完井技术比较相似、使用统一标准的装备和服务，进行流水线作业和生产的一种方式。
工程化作业模式的方式就是采用快速的移动式钻机对多口井进行批量的钻完井，批量钻完井后钻机搬走，采用工厂化压裂模式进行压裂、投产；另一种模式是采用边钻井、边压裂、边生产的流水线模式，钻完一口压裂一口，这也是目前美国非常规油气开发上普遍采用的作业模式，以一个 6 口井井场为例，这种最新的同步作业模式比以前可节省大约一半的时间，作业效率进一步提升。
工厂化作业是目前钻完井模式的一种重大的突破，已经广泛的应用于全球的钻完井技术中，得到了有效地推广，促进了非常规油气田的开发效率，目前我国的苏里格气田、新疆和吉林的致密油开发中取得了较大的突破。
1.2新型钻机。
最近相关的钻机设计和钻井装备正在进一步的研发和改进过程中，油气装备制造商正在向着更加安全、更加环保的方向发展。
通过对钻台上钻机的尺寸进行不断的创新和对操作系统或者装备的改进，有效地提高使用的安全性。
面对日益款男的开发环境，需要我们利用自动化来提升移动性、灵巧的设计和专业化。
目前一些比较先进的钻机系统正在设计和试运营中。
（1）连续运动钻机（CMR）。
自旋转钻井诞生以来，起钻时钻杆从井眼起出1 个、2 个或3 个接头后，放上吊卡，卸扣，排管，吊卡放下，这一步骤不断重复着。
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[收稿日期]2007212210 [作者简介]王志刚(19712),男,1995年大学毕业,工程师,现主要从事钻井工程方面的研究工作。
国内外深井钻井技术比较分析 王志刚 (胜利石油管理局钻井工程技术公司,山东东营257064)[摘要]通过对国内外近25年来井深超过4500m 的各种各样深井钻井技术与经济情况的调研分析,认为美国和欧洲北海地区深井钻井技术居领先水平,我国与国际先进水平有10年以上差距。
对比研究了3种不同的深井钻井技术经济评价方法(体系)特点,初步探讨了深井钻井科技进步的纵横向变化规律及深井钻井技术经济评价的系统科学问题。
[关键词]深井钻井;钻井设备;系统工程[中图分类号]TE243[文献标识码]A [文章编号]167321409(2008)012N2822031 深井钻井技术的发展历史全世界能钻4500m 以上深井的国家有80多个,但大多数深井集中在美国。
有30多个国家能钻6000m 以上的超深井,中国是其中之一,但中国第1口超深井较世界第口超深井(美国)晚了27年。
欧洲北海地区深井钻井技术比较先进。
苏联拥有一套适用于高纬度地区的先进深井钻井技术,创造了世界钻深12869m 的最深记录,通过技术改造可以在发展中国家应用并取得最佳效益。
德国大陆科探深井(KTB )钻探技术已被我国第一口大陆科学探井所借鉴。
近年来受各种因素影响,世界年钻深井数量有所下降,但深井钻井技术发展迅速,基本满足高陡、高温、高压、高密度(高矿化度)及含H 2S 气体等复杂地质条件深钻要求。
目前我国深井钻井技术水平与国外先进国家相比大约差15年(知识产权水平约差40年),因此要通过各种办法(如“科探井”和“高探井”计划)缩小差距,以适应我国国民经济持续、快速、协调发展的要求和“西气东输”、“气化中国”等工程的需要。
1966年7月28日我国钻成第1口深井———松基6井,井深4719m 。
1976年4月30日我国完成第1口超深井“女基井”,井深6011m 。
从第1口深井完钻至今,我国先后钻成的3口7000m 以上超深井是关基井(7175m ,1978年)、固2井(7002m ,1979年)及塔参1井(7200m )。
2000年中国石油化工集团公司最深井沙82井完钻井深6346115m 。
1998年中国海洋石油总公司所钻海上最深井开发井,完钻井深9238m 。
2 深井钻井设备发展与进步深井钻井技术系统高度复杂,属于开放的复杂性系统或非线性复杂性系统,其复杂特性主要表现在“六个非”上,即非单一、非有序、非透明、非确切、非定量、非理性,思考这些问题需要运用各种综合方法。
几乎所有先进适用的工程技术措施(含人工智能钻井专家系统),都在深井勘探与开发过程中得到验证、应用和发展。
深井钻井技术水平从整体上反映了一个国家或一个时代的工程技术水平。
深井钻井技术装备系列化、标准化、规范化,20世纪80年代中期首次形成高峰,本世纪初将形成第二次高峰。
至20世纪90年代末,深井钻机基本采用AC2SCR2DC 电驱动钻机(交流电机效率96%,直流电机效率91%,绞车减轻20%～30%,占地面积少25%～40%)和顶部驱动装置(安装顶驱占钻机总数23%以上,包括动力水龙头),井口机械化、井下自动化和整机智能化水平大幅度提高。
目前深井钻机正朝着AC2GTO2AC 电驱动和满足HSE 及TQC 综合性能要求的方向发展。
美国在撒哈拉沙漠等地区使用的6000m 深井钻机代表了当今世界钻机最先进水平(符合A PI 标准),其设计制・282・长江大学学报(自然科学版) 2008年3月第5卷第1期:理工Journal of Yangtze U niversity (N at Sci Edit) Mar 12008,Vol 15No 11:Sci &Eng造的大型化、撬装化、机电液气一体化程度当属第4代电驱动钻机,即全数字化电驱动钻机。
苏联Бy15000型钻机是世界上最大钻机,钻深能力15000m 。
德国KTB 特深井钻机是当今世界上井架最大、性能最好的钻机之一,由3家公司共同设计制造,最大钻深能力12000m ,井架高达83m ,自重1300t ,底座高12112m ,混凝土地基厚3m ,钻杆机械手高53m 、臂长5m ,司钻在中央控制室进行钻井作业。
深井钻机配套设备水平进一步提高,地面设备多元化、集成化,各种新型井下工具不断涌现。
目前井控装置耐压已超过105M Pa 并耐酸蚀,且全过程计算机模拟控制。
固控设备实现全封闭,由原来的四五级净化系统发展为2级净化系统,研制出了变频调速离心机。
井下动力钻具由原先重视螺杆钻具和涡轮钻具,发展为螺杆、涡轮、电动钻具三者各显神通的局面,而使用串接马达和加长马达比常规马达能提高机械钻速50%。
钻头设计与制造技术极为成熟且不断提高,有适合各类井下条件和地层岩性的钻头(如PDC 、TSP 、BDC 、超硬激光镀层牙轮、PCD 轴承牙轮及天然金刚石和纳米金刚石钻头等)。
深井钻井技术装备还呈现出向小型化、智能化方向发展的趋势,以满足深井全井小眼钻进(取心)和用连续油管负压钻进部分井段的要求。
英国XL 技术公司正在与壳牌公司联合研制智能化的连续油管闭环钻井系统。
中国深井钻井技术装备与国外先进国家相比仍有较大差距,钻机部件性能水平相差15～20年,基本处在仿造与跟踪状态,创新所占比例较小。
进入20世纪90年代特别是90年代末期,我国石油钻机研发速度明显加快(与钻机更新改造直接相关),相继开发了交流变频电驱动、直流电驱动、轮式半拖挂整体移运、整体链条箱并车传动等深井钻机和4种顶部驱动装置。
其中宝石厂产的Z J 50D 、Z J 70D 型电驱动钻机均采用AC2SCR2DC 驱动并有旋升式和双升式底座以适应不同油田地貌及运输条件;兰石厂产的Z J 45D 、Z J 50D 、Z J 60D 和Z J 70D 型钻机为直流电驱动型。
我国正在研制大功率交流变频电驱动、全液压驱动、车装或撬装复合驱动型深井钻机,但没有独立研制6000m ,至今还在大量进口柴油机、电缆、电传主模块、控制单元、轴承、液压泵、液压马达、控制阀、编程控制器及振动筛、钻井仪表、H 2S 检测仪、二层台逃生装置等。
我国具有独立知识产权的几项先进深井钻井地面设备是:1996年通过鉴定的Z J 60DS 电驱动钻机,1997～1998年问世的第1、2代DQ60D 顶驱装置,PSZ75型液压盘式刹车和SDL9000China 综合录井仪(1999年相继通过鉴定)。
我国井下工具主要专利技术:液力冲击器和加压器正在深井段试验;遥控井下可调弯外壳体螺杆钻具及遥控井下可变径稳定器已在现场试验成功,但未在深井中应用;偏轴钻具和川式改进型取心工具在“九五”科探深井中应用成功;CGDS21型地质导向钻井系统1999年启动已有突破性进展。
总的来看,我国深井钻机装备性能水平比较落后,而且配套性差、国产化程度低,主要井下工具性能水平也受设计与制造因素制约。
3 深井钻井技术经济评价方法及指标深井钻井技术经济指标随着科技进步而不断变化,近20年来变化最大,美国和欧洲北海地区领先。
由于有完善的设计、先进的技术和严密的管理,美国深井钻得快、事故少、成本低、效益好。
在20世纪80年代中期,美国钻1口5000m 左右深井约需90d ,钻5500m 左右深井约需110d ,钻6000m 超深井约需140d ,钻7000m 超深井约需210～300d ,井下复杂情况所占时间为5%～15%。
在90年代,美国在复杂地质条件下所钻成的5口井深约7500m 超深初探井,完井周期最短的不到1年,最长的不到2年。
目前,欧洲北海地区测量井深约8000m 的深井(大位移井),其钻井周期一般为90d 。
深井平均单井成本美国要比世界其他地区低40%～50%。
深井平均单井钻头用量由80年代初的35只下降到90年代初的22只,单只钻头平均进尺达230m ,而1992年世界各国(平均井深5099m )平均单井钻头用量和单只钻头进尺分别为26只和199m ,单井成本1129万美元,比1991年的876万美元增长29%。
苏联深井钻井速度相当慢,1989年4000m 深开发井钻井周期264d ,探井为357d ;5000m 深开发井钻井周期503d ,探井为654d ;6000m 深开发井钻井周期858d ,探井为1094d 。
在平均井深相同的情况下,苏联生产井平均建井周期是美国的4倍,探井则为8倍。
12869m 特深井SG23井历时14年钻达12000m ,历时17年完钻,而9000m 特深井SG21井历时6年完钻。
尽管如此,苏联深井钻井技术对发展中国家来说,仍不失为比较先进适用的技术。
横向比较我国深钻技术经济指标也大大落后于上述国家与地区,而纵向上,20世纪80年代以前约・382・第5卷第1期:理工王志刚:国内外深井钻井技术比较分析 15年我国主要学习苏联模式,技术进步缓慢,4000～5000m 深井建井周期达456d 以上,单井钻头用量达80多只;5000～6000m 深井建井周期达1000d 以上,单井钻头用量在110只以上;6000m 深井(女基井完钻井深6011m )建井周期达1695d 、单井钻头用量达576只。
但最近20年我国深井钻井领域大量引进国外先进技术装备并借鉴美国模式,发展势头稳健而又全面、迅速而有节奏,正朝着科学化方向进步,既有高新技术引进更有本土化技术支撑,因而深钻井总数超过千口,技术进步明显。
我国在深井钻井成本方面,20世纪80年代前缺少统计数据,从1974年完钻的创全国最深、最长裸眼、最低成本记录的“渭深10井”的数据看,全井总成本165万元,单位进尺综合成本316元。
而90年代我国钻井成本比80年代上升2倍多(年增长8%以上),复杂地质条件下5000m 深探井成本达3500万元以上,6000m 超深探井成本达5000万元以上,7000m 超深探井成本达7000万元以上(以上均不含相关攻关研究及技术引进费用)。
由于评价深井钻井技术经济指标的体系不同,很难对上述数据进行系统的客观分析和全面合理的对比研究。
目前,国内外倾向于采用“单项技术经济指标比较法”,也有用“单项技术水平比较法”说明国家或地区深井钻井科技发展情况的报道。
国内最近提出“石油钻井科技进步贡献率”指标,在一定程度上结合了上述2法的优点,从而为科学地评价深井技术整体水平提供了理论依据,在实际应用中还有待完善(比如缺少技术成功概率和利用能力因素)。
印尼海上气田优化钻井中应用“成批钻井概念”取得成功,其实质也是上述2法有机结合的结果,值得重视和借鉴。
4 结 论1)深井钻井技术经济指标随着科技进步而不断变化,近20年来变化最大,美国和欧洲北海地区领先。