超深井钻井技术研究及工业化应用

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，
（1）：212.。