调整三个压力剖面(罗平亚)

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⑸.窄安全密度窗口安全钻井问题:
当漏、喷、塌、…位于同一裸眼井段(同层)，则引发 出多种复杂问题:主要归纳为窄或负安全密度窗口的安全 钻井复杂问题:
P破(漏)＞ P泥 ＞ P地
P破(漏)＞ P泥＞ P坍
,
,(P地＞
P坍) ,ΔP窗=P破漏) －P地 ≤△P泥循环
(P坍＞ P地 ),ΔP窗=P破(漏) －P坍≤△P泥循环
而喷(尤其是三高气层、高压盐水层)和漏(尤其是恶性 漏失)构成的窄或负安全密度窗口的安全钻井问题则更为 复杂、困难和危险,是我们当前重点攻关解决的重大难 题。。
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⑹.钻遇高压、高产、高含H2S(CO2)气层难题： ①、 H2S的高毒性所带来的重大技大难题及安全问题； ②、 H2S(CO2)的特殊腐蚀作用和高腐蚀性所带来的重大 技术难题； ③、 H2S(CO2)在深井高温高压条件下的超临界态带来的 重大技术难题： A.超强的特殊腐蚀作用。 B.元素硫沉积带来的难题。 C.对井控带来复杂影响所引起的重大技术难题……。 这是当前我国正在全力进行攻关的重大技术难题。
差距在于创新能力:基础理论、实验基础研究不足;相关
学科、技术领域的理论、知识及新成果引入和应用差;国内 整体技术水平不足… 为尽快赶上国际先进水平，我国正加强攻关力度努力追 赶.
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解决当前钻井技术的主要技术难题 目前，复杂地层深井钻井，必成为我国钻 井的必然趋势，而且复杂地层深井钻井井下复 杂问题已成为制约我国油气勘探开发事业发展 的重要瓶颈。是国内外都未很好解决的重大技 术难题。而所有这些问题都与钻井液技术密切 相关。 如何解决复杂地层深井(特别是深探井)钻 井的主要技术难题引起了油气勘探和开发界高 度关注。成为钻井工程所面临的重大挑战和发 展机遇，也是当前钻井和泥浆技术发展的主要 方向。
的钻井远程快速决策系统。
6、对于解决深部复杂地层钻井的井下复杂问题的相关技术有重
大进展,但距很好解决这类问题还有很大距离。
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与世界先进水平的主要差距
钻井总体能力方面，年进尺:2001年:加6.04 万米、美4.879万米、中2.04万米;2006年加7.16 万米、美5· 425万米、中3.21万米。在深井钻井方 面，我国目前的深井钻井平均钻井周期是美国20 世纪80年代的1.4倍。 在钻井装备方面，国外已实现机械化、自动 化，初步具备智能化，达到有效、安全、快速、 经济的要求，钻机实现模块化、高运移性，满足 各种地貌条件下作业需要，各种特殊工艺井的井 下工具实现自动化、智能化。但国内特殊工艺井 井下工具的高端产品主要依赖进口，高运移性的 中浅井钻机和机械化、自动化工具与装备还正处 在摸索和试验阶段。
水基泥浆机械钻速整体再上台阶;
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它们都是钻井最传统的问题，是钻井工程永恒的 难题。都是国内外至今没能很好解决的世界级难题, 它严重的阻碍了我国油气勘深开发的进程。 所有这些难题的产生和解决都直接和间接与井
眼〝三个压力剖面〞密切相关;
所有这些难题的产生和解决都直接和间接与泥
浆技术密切相关;成为泥浆技术发展的重要方向
随钻测试技术、旋转导向与地质导向钻井技术、垂直钻井技 术、控压钻井技术、可膨胀管应用技术、气体钻井技术与装 备、全过程欠平衡钻井技术、超深井钻井技术及万米深井钻 探装备、随钻地震技术 ……等新技术、新方法,努力提高钻
井水平与效率。
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2、采用水平井、大位移井、多分支井等MRC技术提高油田开发
的综合效益。
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⑴.复杂地层条件下的井壁稳定问题 如深井、高温大段盐、膏、泥层(夹高压盐水层)的井壁 稳定; 山前高陡构造、破碎地层井壁稳定问题 气体钻井及转换泥浆后的井壁稳定问题 极强水敏性地层的井壁稳定问题…… ⑵. 山前高陡构造防斜打快问题。 (垂直钻井技术可望解决) ⑶.超深井(≥7000M)高温(>200—220℃)钻井和固井技术: 我国井温180℃以下,密度＜2· 00—2· 30的泥浆技术己基本 过关。井温＞180℃,密度＞2· 30的水基泥浆技术国内外都未 过关。“油基泥浆“几为空白。高温高压井深大大加剧井下 复杂。
现有处理剂的评价、 现有泥浆体系及应用技术 的评价改进、优化、集成 改进
新型处理剂 的研制
新体系的建立及应用 技术
现场试验有效解决目标区相应技术难题
总结出能解决其它地区同类复 杂问题的钻井液、固井液技术可借 杂问题的钻井液、固井液技术可借 鉴和参考的应用技术。 26
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按保证钻井顺利、安全、快速要求调整〝三个压力剖 面〞就是一种新的理念、观点 从理论分析和实践经验得知,以上所有这些难题都直 接与间接和井眼地层三个压力剖面:坍塌压力P塌、破裂压力 P破 (地层承能力P承 、漏失压力P漏)、地层流体压力P地及其 三者在井眼内彼此的关系紧密相关。而且传统的理论认为 对一确定的井眼地层它们是不会改变的确定值。 因此研究这三个压力剖面产生的机理及其影响因素, 得到将这三个压力剖面调整到找们所需要的范围的理论和 方法，建立相应的配套技术,将有可能直接有效解决上述大 多数问题，并为其它难题的有效解决创造良好的条件。
总结、归纳出目标区的复杂地层深井、 复杂井钻井井 下复杂问题
利用现有理论和技术对具体问题 进行针对性研究(实验研究为主)
组织专家进行“会疹”
提出解决方案及研究出相应的技术 现场试验成功后，形成解决问题的针 对性技术，解决目标区难题。
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新的研究思 路与技术路 线 总结、归纳出我国及目标区的复杂地层 深井、复杂井钻井井下复杂问题 新的理念、观点 体现新理论的评价（原理、仪器规格、 参数、功能）方法、标准
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为了解决它们，我们已多次立项攻关并集累了
非常丰富的经验,且具有较高的技术水平。其具体表
现为:当我们钻遇上述各种技术难题时，无论表现多
难,只要组织攻关，我们利用现有的理论和技术,经
多方努力,几经反复之后(“交够学费”),大多能想
出办法维持钻井的正常进行。除个别情况外“打成
井”已基本不成问题。
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与世界先进水平的主要差距
在钻井核心技术与前沿技术研发方面，目前国内还基本处
于跟踪模仿国外先进钻井技术阶段。国外已成熟商业化的技术，
国内往往才开始模仿研究或引进技术，时间落后5～10年。如 国外研发的多种随钻测量、随钻测井和随钻测试系统、近钻头 地质导向钻井系统、垂直钻井系统、旋转导向钻井系统等在上 个世纪90年代就已商业应用，而国内在这些技术领域的研发工
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2,关于提高机械钻速 当前、深井复杂井钻速低是制约我国油气勘探开发事 业发展瓶颈的重要表现之一。其中除井下复杂与事故的影响 外,努力提高机械钻速是一重要方面。 高陡构造的防斜打快问题; 深井上部大尺寸井段的机械钻速问题; 深部重泥浆井段(耐磨地层…)机械钻速问题;
油基泥浆提高钻速问题:油基泥浆机械钻速提高到超过 现有水基泥浆水平；
只能是经验的合理应用！
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因此要最终有效解决它们，必须在己有材料、
技术,经验的基础上，深入研究其作用机理及内在
规律，凝练新的科学问题、综合应用其它学科的最
新成果，建立新的观点、新的方法、新的评价标准、 新的材料、新的工具、并形成新的技术(包括现有 技术的优化、集成)才有可能有效解决.
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传统的研究思路与路线
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现有的丰富的解决井下各种复杂问题的技术处于经验使
用的层面:
关于解决井下各种复杂问题的相关理论、方法,都难 以准确指导这些问题的解决。 现有的各种技术的作用及功效的评价方法与评价标准 大都不科学、不准确、其客观可比性差。
使得现有技术对于已打过的复杂地层最终大多能找到
解决问题的办法,而对每一个未打过的复杂地层在“交够学
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ห้องสมุดไป่ตู้
我国钻井技术发展的主要方向
缩小与国外先进水平的差距、赶上世 界先进水平; 解决当前钻井技术的主要技术难题 (制约我国勘探开发进程的主要技术瓶颈)
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国外钻井技术(与装备)的发展趋势：
1 、向快速、优质高效、低成本方向发展。 积极采用高性能螺杆钻具和新型钻头、高压喷射钻井、
小井眼钻井、连续管钻井、套管钻井、随钻测量、随钻测井、
费”之后大多也能解决其问题。
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例如：井壁稳定技术（研究最多，成果最多） 人所共知井壁稳定三要素： ①合理泥浆密度
（多大才合理？） （多大算足够？如何准确测量评价？) (多大算足够？如何准确测量评价？)
②足够的抑制性
③足够的封堵能力
人所共知：决定井壁稳定问题的坍塌压力是岩石力学与化学耦合的结果。
但致今没有建立起他们之间的关系。
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(4). 井漏问题(主要是指恶性漏失)及由此引发的一些井 下复杂问题至今无一有效可靠的技术。主要由工程经验来 解决问题。 “恶性漏失”主要表现为漏失厉害并且很难堵住。它常有 两种不同的情况： 较大的天然裂缝及溶洞引起的有进无出的严重恶性(漏速很大、 很难堵住…)漏失 长井段低承压地层“随机性、多点漏失” (漏速很大、很难堵 住…)问题
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一、调整三个压力剖面是解决我国复杂地层深井钻井技术难题的的一个 关健问题： ㈠ 调整三个压力剖面：(三个压力剖面是可能按我们的意愿进行调整的) 1、以尽量降低P塌来促进井壁稳定技术的发展和利于其它难题的解 决； 2、将地层破裂压力P破 (或承压能力P承或漏失压力P漏)提高到井下 安全的程度； 3、裂缝性地层恶性漏失的及时有效的堵漏技术(提高漏失压力)
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但它们并未很好解决,更未完全解决: 这充分表现在解决
它们的过程中付出过多的(时间、人力、物力、财力、安全、
信誉…方面)的代价，使我们不能保证实现“打成井、打快 井、打好（省）井”的目标，而且每钻探一个新的地区、新 的构造都会重复这一过程…。成为严重阻碍勘探开发进程技 术瓶颈。大大防碍了勘探开发的进程。影响了中国石油钻井 技术的形象,削弱我们的竟争能力,降低经济效益。
作仍处于发展阶段，其中先进工具与仪器的研制多为模仿，使
得我国钻井工艺技术的发展常受制于国外。
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与世界先进水平的主要差距
利用己有理念、装备、技术…解决工程问题(钻井工艺技 术)不落后。有自己的特色和优势。
落后在于:新理念的产生;新装备、新仪器、新工具的研
发;信息技术、智能化技术、自动化技术的密切结合与应 用…
钻井功能的扩展(多学科交叉、综合应用): 提高单井产量 提高采收率 难动用储量的经济开发 3、向更加注重QHSE方向发展，钻井安全和环保问题得到更加 广泛的重视。
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4、向更有利于保护油气层的方向发展。积极采用优质钻井液和
完井液，更好地保护油气层。
5.以信息化、智能化为基础和特点向自动化方向发展: 采用地面自动化钻机配合井下旋转闭环导向钻井系统, 不断强化对钻井和地层的实时监控;通过卫星和互联网实现 对现场的远程监控, 建立钻井信息数据综合菅理与适时应用
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在我国,如何解决复杂地层深井(特别是深探 井)钻井的主要技术难题引起了油气勘探和开发界 高度关注。当前国外钻井先进技术的发展对于解 决其中的某几个问题虽有一定的突破,但仍不能全 面有效的解决它们。 成为钻井工程所面临的重大挑战和必须自行 逐步有效解决的重大技术难和打破的技术瓶颈，
也是我们钻井走问海外的技术支持和保证 (核心竟争力的必要内容)。
4.“降低”地层流体压力P地(P油、 P气、 P水) 。
防塌、防漏、堵漏、扩大安全密度窗口。
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㈡.目前急待解决又没能很好解决的重大技术难题(井下复杂
与事故)大都与P塌、P破 (或承压能力P承或漏失压力P漏) P地有关系:
1.目前，国内外在漏、喷、塌、卡、斜……这些井下复
杂与事故中，一般情况下各单项问题都已基本形成有效的解 决技术(包括相关理论和方法)，除有待进一步完善提高外， 已对钻井构不成普遍威胁.但是在深井复杂地层情况下仍有 一系列难题未能很好解决。 它们之中很多都与P塌、P破 (或承压能力P承或漏失压力P漏) P地的 不符合要求(不适当的过高或过低)有着直接和间接的关系。
调整所钻地层〝三个压力剖面(P塌、P破、 P地) 〞技术探讨
---关于解决我国复杂地层深井钻井技术难题的探讨
西南石油大学罗平亚 油气藏地质与开发工程国家重点实验室 2010年7月大连
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目
个关健问题： 二、降低井壁坍塌应（压）力：
录
一、调整〝三个压力剖面〞是解决我国复杂地层深井钻井技术难题的的一
三、提高地层承压能力(提高P破、P承、P漏) ； 四、裂缝性地层恶性漏失的及时有效的堵漏技术(提高漏失压力) 五、“降低”地层流体压力P地(设想)； 六、扩大窄安全密度窗口的技术 七、降低地层坍塌压力和提高地层承压能力(P承和P破)的泥浆核心技术: