中国石化超深井钻井技术现状与发展建议.pdf

第 4 1卷第 2期 2 0 1 3年 3月 石 油 钻 探 技’术 PETR I EUM DRI I I I NG TECHNI QUES V0 l _ 4 l No ． 2 M ar ．． 2 O1 3 ． ．专家视点 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ．1 0 0 1 0 8 9 0 ． 2 0 1 3 ． 0 2 ． 0 0 1 中国石化超深井钻 井技术现状与发展建议 闫光庆 ，张金成 中国石化石油工程技术研究院 ， 北京 1 0 0 1 O 1 摘要 为了促进中国石化超深井钻井技术进步， 加快深部油气资源勘探开发步伐 ， 在统计、 分析钻井数据的 基础上 ， 介绍了近年逐步成熟和得以有效应用的气体钻井、 “ P D C钻头螺杆钻具” 复合钻井、 “ 孕镶金刚石钻头 涡轮钻具” 复合钻井、 “ P D C钻头扭力冲击器” 复合钻井、 3 5 MP a高压喷射钻井、 自动垂直钻井系统等超深井钻井 提速技术。分析了普光气田、 元坝气田及塔河油田等中国石化三大重点 区域的超深井钻井技术现状 普光气田已 钻 井平均 井深 5 9 9 9 ． O 0 I n ， 平均钻井周期 2 3 2 ． 0 6 d ； 元坝气田 已钻 井平均井深 7 0 4 9 ． 6 7 I n ， 平均钻井周期 4 3 9 ． 4 7 d ； 塔 河 油田 1 2区 已钻井平均井深 6 4 4 1 ． 8 O r n ， 平均钻 井周期 1 0 2 ． 8 5 d 。分析认 为 ， 中国石化超 深井钻 井技 术 已达较 高 水平， 但与欧美等石油工业发达国家相比尚有差距。最后， 对中国石化超深井钻井技术的发展进行 了思考， 给出了 发展建议 。 关键词 超深井钻井 普光气田 元坝气田 塔河油田 中国石化 中图分 类号 T E 2 4 5 文献标识码 A 文章 编号 1 0 0 1 一 O 8 9 O 2 O 1 3 O 2 0 0 0 1 0 6 S t a t u s a nd Pr o po s a l o f t h e S i n o p e c Ul t r a - De e p Dr i l l i n g Te c h no l o g y Ya n Gu a n g q i n g ，Z h a n g J i n c h e n g S i n o p e c Re s e a r c h I n s t i t u t e o f Pe t r o l e u m En g i n e e r i n g， B e i j i n g ， 1 0 0 1 0 1 ， C h i n a Ab s t r a c t I n o r d e r t o p r o mo t e t h e p r o g r e s s o f u l t r a d e e p we l l d r i l l i n g t e c h n o l o g y， s p e e d u p t h e e x p l o r a t i o n a n d d e v e l o p me n t o f o i 1 a n d g a s i n d e e p r e s e r v o i r ， b a s e d o n t h e s t a t i s t i c s a n d a n a l y s i s o f d r i l l i n g d a t a ， t h i s a r t i c l e i n t r o d u c e d s o me a d v a n c e d t e c h n o l o g i e s t h a t u s e d i n u l t r a d e e p we l l s 。 i n c l u d i n g g a s d r i l l i n g t e c h n o l o g y ， c o mp o s i t e d r i l l i n g t e c h n o l o g y o f PD C b i t wi t h P DM ， i mp r e g n a t e d d i a mo n d b i t wi t h t u r b o d r i l l ， PD C b i t wi t h t o r s i o n a l p e r c u s s i o n t o o l s ， h i g h p r e s s u r e j e t d r i l l i n g wi t h 3 5 MP a ， a u t o ma t i c v e r t i c a l d r i l l i n g s y s t e m ， e t c ． Th e p a p e r a l s o a n a l y z e d t h e t e c h n i c a l s t a t u s o f u l t r a - d e e p we l l s d r i l l e d i n t h r e e ma i n o i l f i e l d s o f S i n o p e c a s P u g u a n g Ga s Fi e l d， Yu a n b a Ga s Fi e l d a n d Ta h e Oi l f i e l d， t h e a v e r a g e d r i l l i n g d e p t h i n Pu g u a n g wa s 5 9 9 9 ． O O m ， a v e r a g e d r i l l i n g c y c l e t i me wa s 2 3 2 ． 0 6 d a y s ， t h e a v e r a g e we l l d e p t h i n Yu a n b a wa s 7 0 4 9 ． 6 7 m， a v e r a g e d r i l l i n g c y c l e t i me W3 S 4 3 9 ． 4 7 d a y s ， a v e r a g e we l l d e p t h i n Ta h e wa s 6 4 4 1 ． 8 0 m ， a v e r a g e d r i l l i n g c y c l e t i me wa s 1 0 2 ． 8 5 d a y s ． Th e a n a l y s i s s h o we d t h a t t h e S i n o p e c u l t r a d e e p d r i l l i n g t e c h n o l o g y h a s b e e n f i r s t c l a s s n o w i n t h e wo r l d， b u t i t h a s s o me s o me t h i n g t o d o f o r c a t c h i n g u p t h e a d v a n c e d t e c h n o l o g y a s t h a t i n d e v e l o p e d c o u n t r i e s i n t h e wo r l d ． I n t h e e n d。 s o me t h i n k i n g a n d s u g g e s t i o n s f o r u l t r a - d e e p d r i l l i n g t e c h n o l o g y we r e p r o p o s e d i n t h e p a p e r ． Ke y wo r d s u l t r a - d e e p we l l d r i l l i n g ； Pu g u a n g Ga s Fi e l d ； Yu a n b a Ga s F i e l d ； Ta h e Oi l f i e l d； S i n o p e c 1 概述 目前 国际上对深井 、 超深井和特超深井较为通 行的划分方法为_ 1 ] 完钻井深 4 5 0 0 6 0 0 0 m 的直 井为深井 ， 6 0 0 0 ～9 0 0 0 m 的直井 为超深井 ， 超过 9 0 0 0 m 的直井为特超深井。早在 1 9 4 9 年 ， 美国就 钻成世界第一 口超深井 井深 6 2 5 5 m ， 1 9 7 2年又 钻成世界第 一 口特 超深井 井深 9 1 5 9 m 。1 9 8 4 年 ， 前苏联创造了 1 2 2 6 2 m 的世界特超深井纪录 ， 收稿 日期 2 0 1 2 - I l 一 2 2 ； 改 回日期 2 0 1 3 一 O 3 一 l 3 。 作者简介 闰光庆 1 9 6 0 ， 男， 山东 阳谷人 ， 1 9 8 2年毕业 于华 东石油 学院钻 井工程专业 ， 副总工程 师， 高级工程 师， 主要从 事钻井 工程技术研 究与管理工作。 联系方式 0 1 0 8 4 9 8 8 6 0 8 ， y a n g q ． s r i p e s i n o p e c ． c o r n 。 基金项 目 国家高技术研究发展计 划 “ 8 6 3 ” 计 划 “ 超深 井钻井 技术研 究” 编号 2 0 0 6 AA0 6 A1 0 9 、 中国石化科技 攻关项 目“ 元坝地 区优质 快速钻 井关键 技术研 究” 编号 P 0 9 0 8 4 和 国 家科技 重 大专 项“ 侧 钻 井 钻 井 液 泥 岩 防 塌 技 术 和 钻 完 井 技 术 配 套 ” 编 号 2 0 1 l Z X 0 5 0 4 9 0 0 2 0 0 2 联合资助 。 2 石 油 钻 探 技 术 1 9 9 1 年该井侧钻至 1 2 8 6 9 m， 到现在该井仍保持着 世界最深井纪 录[ 2 ] 。截至 目前 ， 世界上 已钻成超过 9 0 0 0 I T I 的特超深井 8口l_ 3 J ， 超过 1 0 0 0 0 m 的特超 深井 2口 前苏联和美 国各 1口 ， 美 国及 欧洲 的超 深井钻井技术处于世界领先水平 。 我国超深井钻井技术起步较 晚， 1 9 7 6年在 四川 地区完成的女基井 ， 井深达 6 0 1 1 1 1 1 ， 开启 了我 国超 深井钻井 的序幕[ 。1 9 7 6 1 9 8 5 年 ， 全国共钻成 1 0 口超深井 ， 其 中有 2口井超过 7 0 0 0 m， 即位于 四川 的关基井 井深 7 1 7 5 m， 1 9 7 8年 和位于新疆 的固 2 井 井深 7 0 0 2 m， 1 9 7 9年 。1 9 8 6 1 9 9 7年 ， 共 完 成 3 4口超深井 ， 其 中塔参 1 井井深达 7 2 0 0 m 1 9 9 7 年 ， 是当时我国陆上最深井l 2 ] 。2 0世纪 9 0年代末 期以来 ， 随着塔里木盆地 、 四川盆地 的大规模勘探开 发 ， 超深井数量越来越多。 2 0 0 8年之 后 ， 中国石 化每年 完钻 超深 井 多达 1 0 0口以上。截至 目前 ， 中国石化完成 7 0 0 0 m 以 深超深井 7 O余 口， 其 中塔深 1 井井深达 8 4 0 8 m， 为 亚洲最深井 4 ] ， 标志着 中国石化超深井钻井技术 已 达到较高水平 ， 但与欧美等石油工业发达国家相 比 尚有差距 。为此 ， 笔者基 于中国石化重点区域 的超 深井钻井实践 ， 详细总结分析 了中国石化超深井钻 井技术现状 ， 并提出了发展建议 。 也是中国石化在新疆地区最大的油气 田。储层埋深 6 5 0 0 I T I 左右 ， 为下奥陶系碳酸盐缝洞油藏_ g 1 。该 油田的勘探开发经历了试油试采 、 滚动开发及快速上 产 3 个阶段， 2 0 0 4 年以来 ， 原油产量 以每年 6 0 1 0 t 左右的速度增长 ， 2 0 1 2年年产量达到了 7 3 5 1 0 t 。 在普光气 田、 元坝气 田及塔河油 田等超深油气 田的钻井实践中， 遇到了一系列钻井难题 。归纳起 来 ， 主要有以下几个方面 1 地层硬度 高， 研磨性 强， 可钻性差 。普 光气 田、 元坝气 田上部 陆相地层 的可 钻性 级值 一般 为 5 ～8 ， 须家河组石英砂岩硬度达 8 级 ； 塔河油 田三叠 系泥岩及石炭系顶部砂岩研磨性强 ， 砾石发育 ， 致使 钻头寿命短 ， 机械钻速低 。 2 构造高陡 ， 井斜 问题突出。普光气 田地层倾 角一般为 3 O 。 ～7 5 。 ， 自然造斜能力强， 极易发生井斜。 3 井壁失稳严重 ， 三个油气 田的多套地层均发 生过井漏 ， 空气钻进及气液转换过程 中地层易坍塌。 4 元坝气 田嘉 陵江组地层存在盐膏层和高压 盐水层 ， 塔河油 田石炭系盐膏层蠕变速率快 ， 对高密 度钻井液和钻井工程提出了严峻挑战 。 5 岩性多变 ， 岩石坚硬 ， 跳钻严重 ， 气体钻井中 断钻具事故频繁发生 。 2 中国石化重点油气田概况及钻井难题 3 中国石化超深井主要钻井技术 中国石化超深井钻井主要集 中在川 I 东北地区和 新疆塔河地区， 重点油气 田主要有普光气 田、 元坝气 田和塔河油 田。 1 普光气 田。位于四川省东北部大巴山南麓 ， 储层埋深 6 0 0 0 m左右 ， 含气面积约 2 8 k m ， 可采 储量 2 5 1 1 1 0 m。 ， 是我 国 目前 已发 现的规模最 大 、 丰度最高的特大型整装海相气田[ 5 - 6 ] 。该气 田于 2 0 0 9年 1 0月 顺利 投 产 ， 目前 已建 成 年产 1 0 0 1 0 m。 混合天然气的生产能力 ， 是川 I 气东送工程的 主要气源。 2 元坝气 田。位于九龙 山构造带南翼 、 通南 巴 背斜带西南 侧、 川 I 中古 隆起 的北部斜 坡 ， 储层 埋深 7] 0 0 I T l 左右 ， 勘探面积 3 2 5 1 ． 4 8 k m ， 预测天然气 远景资源量 为 1 ． 7 7 1 0 I T I 。 。该气 田是继普光气 田之后 中国石化第二个千亿方级大气 田， 也是川气 东送工程资源接替的重要阵地[ 7 咱 ] 。 3 塔河油田。位于天山南麓 、 塔克拉玛干沙漠 北部边缘 ， 是我国第一个古生界海相亿 吨级大油田， 3 ． 1 气体钻井技术 相对于常规钻井 ， 气体钻井技术主要以空气 、 泡 沫 、 氮气等为循环介质 ， 主要包括空气钻井 、 泡沫钻 井 、 雾化钻井 、 氮气钻井等 ， 属 于欠平衡钻井技术范 畴。该技术具有大幅度提高机械钻速、 减少遇水膨 胀地层垮塌 、 有利于防止地层漏失 、 保 护产层 、 控制 井身质量等优势 。 针对普光气 田上部陆相地层易漏 、 易斜、 岩石可 钻性差 、 机械钻速低等钻井难题 ， 2 0 0 6年 1月首次 在普光气田 P 3 0 2 1 井试验应用了气体钻井技术 ， 取 得 了明显的提速效果 。此后， 该技 术在该气 田其他 3 7口开发井进行 了全面推广应 用， 先后 共实施 6 7 井次 ， 总进尺 9 4 6 1 6 ． 6 9 m 占3 8口开发井钻井总进 尺的 4 7 ． 4 6 ， 最深钻达 4 4 8 0 1T I ， 平均机械钻速达 7 ． 8 2 m／ h 。统计表明， 气体钻井技术的机械钻速是 常规钻井的 5 ～8倍 ， 同时还有效避免了井漏 ， 提高 了井身质量等[ 1 1 - 1 2 ] ， 成为普光气 田陆相地层钻井提 速的主要技术。继普 光气 田成功应用之后 ， 该技术 第 4 l 卷 第 2 期 闫光庆等． 中国石化超深井钻 井技 术现状 与发展 建议 又在元坝气 田进行 了推广应用 ， 也成为元坝气 田上 部陆相地层钻井提速的主要技术 。 3 ． 2 “ P I C钻头螺杆钻具” 复合钻井技术 P D C钻头主要靠切削破碎地层 ， 切削速度与转 速成正 比关系 ， 适应高转速低钻压的工况 ， “ P D C钻 头螺杆钻具” 复合钻进就是利用螺杆钻具的高转 速提高 P D C钻头的切削速度。该技术能大幅提高机 械钻速， 减少起下钻次数 ， 有效控制井斜， 降低扭矩， 减轻钻具磨损 ， 是深井超深井钻井提速 的有效手段。 普光气田 3 8口开发井应用“ P D C钻头螺杆钻 具” 复合钻井技术钻进 8 1 3 3 9 ． 3 5 m， 占该气田三开海 相地层 总进尺 的 9 3 ． O O ； 平 均机械钻速 2 ． 8 4 m／ h 单趟钻最高机械钻速达 8 ． 1 2 m／ h ， 相比常规钻井 提高了 1 4 0 ． 6 8 9 ／ 6 。在元坝气 田海相地层 和塔河油 田的应用也表明， 该技术大大提高了机械钻速， 缩短 了钻井周期 ， 有效 控制了井径扩大率 。该技术 目前 在中国石化各油气 田普遍采用 ， 已成为深部海相地 层钻井提速的主要技术[ 1 引。 3 ． 3 “ 孕镶金刚石钻头涡轮钻具” 复合钻井技术 “ 孕镶金刚石钻头涡轮钻具” 复合钻井技术是 将钻井液的水力能量通过涡轮叶片组转换成高速旋 转的机械能量 ， 通过孕 镶金刚石钻 头切削 、 刨犁破 岩 ， 具有工具寿命 长、 转速高、 不受温度影 响及单趟 进尺长等诸多优点 ， 能够在强研磨性砂 岩、 砾岩 、 火 成岩地层中显著提高机械钻速[ 1 4 - 1 5 ] 。 针对元坝气 田 自流井组 、 须家河组地层研磨性 强 、 可钻性差 、 机械钻速低等难题 ， 引进并推广了“ 孕 镶金刚石 钻头 涡轮钻具 ” 复 合钻 井技 术 。截至 2 0 1 3年 2月 ， 该 技术共在元坝地 区试 验应用 了 1 8 口井 ， 总进尺 8 5 0 4 ． 2 1 m， 平均机械钻速 1 ． 5 0 m／ h ， 与 自流井组 、 须家河组地层常规钻井 0 ． 6 9 m／ h 相 比提高了 1 1 7 ． 3 9 ， 取得了很好的提速效果。该技 术在川西、 新疆 、 东北等地区的高研磨性硬地层钻井 中进行了推广应用 ， 均取得 明显 的提速效果 。 3 ． 4 “ P D C钻头扭力冲击发生器” 复合钻井技术 阿特拉扭力冲击器由上下两个涡轮组驱动带有 偏心锤的心轴做往复运动 ， 将 钻井液 的流体能量 同 时在钻头上转换成周向和径 向上 的高频冲击力 ， 冲 击 、 剪切破碎岩石 ， 不但能提高机械钻速 ， 而且还能 延长钻头及下部钻柱的使用寿命_ 】 引。 “ P D C钻头扭力 冲击发生器” 复合钻井技术 是针对元坝 气 田下部 陆相地层 岩石 坚硬 、 研 磨性 强 、 机械钻 速低 而 引进 的一 种钻井 新技 术 。截 至 2 0 1 3年 2月 ， 该技术 在元坝气 田共试验应用 了 1 8 口井 。其 中， 在 3 1 1 ． 1 mm井眼试验应用了 8口井 1 0 井次 ， 单趟 钻平均进尺 2 4 5 m， 平均机械钻速 2 ． 8 3 m／ h ， 与未用阿特拉扭力 冲击器时相 比提高了 1 7 2 ． 1 2 。继元坝气 田之后 ， 该技术也被推 广应用 到了其他油气 田， 其中在塔河油 田 q 2 1 5 ． 9 mm井眼 试验应用了 1 l口井 1 4井次 ， 应用地层 为卡拉沙 依组及巴楚组地层 ， 单趟钻平均进尺 6 1 5 m， 平均机 械钻速 6 ． 5 0 m／ h ， 与未用阿特拉扭力 冲击器时相 比 提高了 9 1 ． 1 8 。 3 ． 5 3 5 MP a高压喷射钻井技术 受钻井装备制约 ， 常规喷射钻井 的泵压一般为 2 0 MP a 左右 。基 于近年钻井装 备技术进 步， 采用 额定功率 1 6 4 0 ． 5 W 2 2 0 0 HP 的钻井泵 、 耐压 5 2 MP a的水龙头及耐压 7 0 MP a 的循环管汇 ， 通过 提高排量及减小喷 嘴直径 ， 把泵压提高到 3 5 MP a ， 大幅度提高了钻头 的水力破岩和井底清岩能力 ， 形 成了 3 5 MP a 高压喷射钻井技术__ 1 。 2 0 1 0 年 以来 ， 该技术相继在塔河油 田进行了 6 口井 的试验应用 ， 总进尺 2 6 2 4 9 m， 平均机械钻速 2 5 ． 5 0 m／ h ， 取得了明显 的提速效果 。其 中， T P 3 0 8 X 井应用井段 5 0 ～4 6 7 3 m， 平均机械钻速 5 8 ． 3 0 m／ h ， 与邻井 常规钻井相 比提高 了 1 7 0 ． O 0 9 ／ 6 。由于该技 术与常规钻井相 比大幅提高 了排量， 在 中上部地层 也取得了良好的防阻卡效果 。 3 ． 6自动垂直钻井系统 自动垂直钻井系统利用伸缩 的近钻头稳定器 ， 采用井下闭环控制 系统 自动控制井斜 ， 在大倾角地 层能把井眼控制在几乎垂直 的状态 ， 并可大钻压钻 进 ， 是高陡构造地层 防斜打快的有效手段 。该 系统 按工作原理可分为旋转推靠式 如 S c h l u mb e r g e r 公 司的 P o we r V 和静止推靠式 如 B a k e r Hu g h e s 公 司的 Ve r t i Tr a k 两大类。 在普光气 田及新疆地 区的高陡构造地层 ， 传统 的防斜方法就是轻压吊打 ， 不但防斜效果不理想 ， 而 且机械钻速低 ， 而采用 自动垂直钻井系统取得 了明 显的防斜打快效果。普光 7井使用 了 P o we r V垂 直钻井系统 ， 钻进井段 1 7 1 0 ． 9 7 ～2 4 7 5 ． 3 5 m， 井斜 角从 3 ． 8 。 降至 0 ． 7 。 ， 其中最大井斜角为 1 ． 2 。 井深 2 0 9 5 IT I 处 ， 最小井斜角为 o 。 井深 1 9 0 8 IT I 处 ， 机械钻速 1 ． 7 5 m／ h ， 是邻井常规钻井的 2倍多。工 4 石 油 钻 探 技 术 2 0 1 3年 3月 作时间占总钻井时间的 8 O 以上 ， 大大超过了常规 钻井的钻井时效。塔河油田阿北 1 井 四开井段使用 了 Ve r t i Tr a k垂直钻井系统 ， 5 3 0 0 5 3 3 5 m 井段 井斜角 由 3 ． 8 8 。 降至 0 ． 4 7 。 ， 5 3 3 1 ～5 4 0 8 r n井段平 均机械钻速2 ． 3 4 m／ h ， 较常规钻井提高了 3 6 ． 0 5 。 4 超深井钻井技术综合应用效果 4 ． 1 普光气 田 从 2 0 0 1 年 1 1 月 3 E l 第一 口探井 P 1井开钻 ， 到 2 0 0 9年 9月 1 9日最后一 口开发井 P 1 0 4 3井完钻 ， 普光气 田超 深井钻井共经历 了 8年 时问。概括起 来 ， 可将普光气 田钻井技术的发展划分为探索 、 发展 及气体钻井 3 个阶段E 引 1 探索阶段 2 0 0 1 0 9 2 O 。 3 0 6 ， 该 阶段完成 了第一 口探井 P 1 井的钻探施工 ； 2 发展 阶段 2 0 0 3 0 6 2 0 0 5 1 2 ， 该 阶段分 3 个轮次 ， 共钻了 9口探井 ， 主要是在认真总结 P 1井 经验教训的基础上 ， 通过推广应用优选钻头 、 “ P DC 钻头螺杆钻具” 复合钻井、 防斜 打快 、 防漏堵漏等 技术提高钻井速度 ； 3 气体钻井阶段 2 0 0 6 0 1 2 0 0 9 1 0 ， 以第一 口开发井 P 3 0 2 1 首次采用气体钻井技术为标志， 普 光气田钻井进入了大提速钻井 阶段 ， 其最突出的特 点是气体钻井技术的广泛应用 。 普光气 田探索 、 发展与气体钻井等 3个 阶段的 钻 井情 况见 表 1 。 表 1 普光气 田不 同发展 阶段 的超深 井钻 井数 据 Ta bl e 1 Dr i l l i n g da t a of u l t r a - d e e p we l l s i n Pu g ua ng Ga s Fi e l d a t di f f e r e nt s t a g e s 从表 1可以看出 发展阶段与探索阶段相 比， 钻 井 周 期 由 5 4 0 ． 2 7 d缩 短 至 2 9 9 ． 5 1 d ， 缩 短 了 4 4 ． 5 6 ； 机械钻速 由 0 ． 9 9 m／ h提高至 1 ． 7 0 m／ h ， 提高了 7 1 ． 7 2 ； 钻头用量 由 1 2 4只减少至 6 3只 ， 减少了 4 9 ． 1 9 9 ／ 6 。气体钻井阶段与发展阶段相比， 钻井 周 期 由 2 9 9 ． 5 1 d缩 短 至 2 3 2 ． 0 6 d ， 缩 短 了 2 2 ． 5 2 9 ／ 6 ； 机械钻速 由 1 ． 7 0 m／ h提高至 2 ． 6 1 m／ h ， 提高了 5 3 ． 5 3 ； 钻头用量由 6 3只减少至 3 4只， 减 少了 4 6 ． 0 3 。经过 8年 的研究攻关与实践 ， 普光 气田超深井钻井技术取得 了巨大进步， 不但 为该气 田的早 日投产提供 了强有力 的技术支持， 而且为中 国石化超深井钻井技术 的发展积累了宝贵经验 。 4 ． 2 元坝气 田 自 2 0 0 6年 5月元坝气 田第一 口探井元坝 1井 开钻以来 ， 截 至 2 0 1 2年 1 2月底 ， 该气 田共 计开钻 3 4口直探井 ， 其中完钻井 3 0口， 在钻井 4口。通过 应用泡沫钻井、 空气钻井 、 “ P DC钻头 螺杆 钻具” 复合钻井 、 “ 孕镶金刚石钻头涡轮钻具” 复合钻井 、 “ P D C钻头扭力 冲击发生器” 钻井、 控压钻井等技 术 ， 大大加快了元坝气田的勘探开发步伐l 8 ] 。该气 田 历年应用超深井钻井技术所钻直井的情况见表 2 。 表 2 元坝气 田近几年所钻超深井的钻井数据 Ta b l e 2 Dr i l l i n g da t a o f u l t r a - deep we l l s i n Yu a nb a Ga s Fi e l d i n t he r e c e nt y e a r 年 份 完成井 平均完钻平均钻井平均建井平 均机械钻 ⋯ 数／ 口 井深／ m 周期／ d 周期／ d 速／ m h 7 1 7 0 ． 7 1 7 0 9 5 ． O O 7 O 3 7 ． 8 6 7 O 1 5 ． 6 7 7 0 0 9 ． 3 7 7 0 4 9 ． 6 7 平均 7 0 3 4 ． 6 2 4 4 1 ． 7 3 5 1 5 ． 7 3 从表 2可以看出， 3 O口已完钻井的平均井深达 7 0 3 4 ． 6 2 v i i ， 平均机械钻 速 1 ． 7 5 m／ h ， 平均钻井周 期 4 4 1 ． 7 3 d 。总体来讲 ， 经过 6年多的钻井实践及科 技攻关， 元坝地 区超深井钻井技术得到了一定提高， 但提速效果不明显。分析认为 ， 元坝气 田与普光气 田 同属川东北地区， 钻井地质环境 比较相近， 但元坝气 田储层埋深 比普光气 田深 1 1 0 0 m左右 ， 钻井难度大 大增加 ， 自流井组 、 须家河组井段 的提速问题依然没 有从根本上解决_ 9 ] 。目前正在开展进一步 的攻关研 究 ， 期望在高效破岩工具或钻井方式方面有所突破。 4 ． 3塔河油田 塔河油 田自勘探开发以来 ， 从最初 的 2 ～3个区 块扩大到 目前的 1 0多个区块 ， 井深从 5 0 0 0 6 0 0 0 r n 提高至 目前 的 7 0 0 0 I 1 3 ． 左右 ， 经过多年的技术攻关 ， 目前 已经形成了高压喷射钻井、 高效钻头优选、 “ P D C钻头螺杆钻具” 复合钻井、 防斜打快钻井等 较为成熟的超深井钻井技术[ 1 。塔河 1 2区和托甫 台区块为近年来该油田的主力区块 ， 应用超深井钻井 技术的钻井情况见表 3 、 表 4 均为四级井身结构 。 第 4 l卷第 2期 闫光庆等． 中国石化超深井钻井技术现状与发展建议 表 3 塔河油 田 1 2区超 深井钻井数据 Ta b l e 3 Da t a o f u l t r a - d e e p we l l s d r i l l i n g i n 1 2 B l o c k o f Ta h e oi l fie i d 从表 3可 以看出， 塔河油 田 1 2区超深井 四级 井身结构 的机械钻速由 2 0 0 7年的 6 ． 0 9 m／ h提高 至 2 0 1 2年的 8 ． 4 8 m／ h ， 提高 了 3 9 ． 2 4 ； 钻井周期 由 2 0 0 7年的 1 0 4 ． 7 1 d缩短至 2 0 1 2年 的 1 0 2 ． 8 5 d ， 缩短 了 1 ． 7 8 。 表 4 塔河油 田托普 台区块超 深井钻 井数据 T a b l e 4 Da t a o f u l t r a - d e e p we l l s d r i l l i n g i n Tu o f u t a i Bl oc k o f Ta he Oi l f i e l d 完成 井 平均完 钻 平均钻井 平均机械钻 ，平 数／ n 井m／ m 周期／ d 速／ m ． h - 1 5 8 ． 2 1 1 1 1 ． 0 4 1 4 8 ． 9 4 1 4 4 ． 8 3 1 2 4 ． 9 1 1 2 7 ． 5 6 1 2 7 ． 4 3 4 ． 8 4 5 ． 6 7 5 ． 5 3 5 ． 4 1 6 ． 6 6 6 ． 4 l 6 ． 4 0 从表 4可 以看 出， 托普台 区块超深井完成井 由 2 0 0 6 年的 3口增至 2 0 1 2年的 3 4口， 增幅很大； 机械钻 速由 2 0 0 6 年的 4 ． 8 4 m／ h提高至 2 0 1 2 年的 6 ． 4 0 m／ h ， 提高了 3 2 ． 2 3 ； 钻井周期 由 2 0 0 6 年 的 1 5 8 ． 2 1 d缩 短至 2 0 1 2年的 1 2 7 ． 4 3 d ， 缩短了 1 9 ． 4 6 。 5 中国石化超深井钻井技术发展建议 尽管气体钻井 、 “ P D C钻头 螺杆钻具” 复合钻 井、 “ 孕镶金刚石钻头 涡轮钻具” 复合钻井 、 “ P DC 钻头扭力冲击器” 复合钻井、 3 5 MP a 高压喷射钻 井 、 自动垂直钻井 系统等钻井技术在中国石化超深 井钻井中发挥 了巨大作用 ， 使中 国石化钻成 了多达 几十 口井深超 7 0 0 0 1 3 “1 的超深井、 1口超 8 0 0 0 1 7 2 的 超深井 ， 超深井钻井技术已达较高水平 ， 但仍然存在 一 些制约因素或“ 瓶颈” 问题 。笔者根据 自己的思 考 ， 从技术、 管理等方面对中国石化超深井技术的发 展提出了以下建议_ 】 。 1 应根据具体情况选择合适 的钻井方式和钻 井技术 。近几年 ， 在重点区域 相继推广应用 的各种 钻井新技术都被证 明是提高钻井速度 的有效手段 ， 因此应加大钻井新技术 、 新工艺 、 新工具 的应 用力 度 ， 但这些钻井新技术并非适用于所有地区和地层 ， 如 自动垂直钻井系统适用于高陡易斜地层 ， “ 孕镶金 刚石钻头涡轮钻具” 复合钻井技术适用 于高研磨 性硬地层 ， 等等 。因此 ， 应针对不同地区的钻井地质 环境 ， 选取适用的钻井方式和钻井技术 。 2 应加大组织与攻关力度， 尽量降低钻井新技 术带来 的风险 。普光气 田实施气体钻井 4 1口井 ， 其 中有 2 6口井发生钻具复杂情况共计 6 5次 包括钻 杆断裂 3 3次 ， 钻铤断裂 1 2次 ， 加重钻杆断裂 7次， 钻杆脱扣 5次 ， 空气锤锤头断裂 8次 。可见 ， 气体 钻井技术在带来 明显提速效果的同时， 也 给井下安 全带来 了一定风险 。另外 ， 中国石化从事气体钻井 技术服务的单位分布较为分散 ， 出现问题 时难 以及 时有效地解决 ， 因此建议成立钻井新技术服务中心， 以集 中人力、 物力 ， 加大钻井新技术适应性及应用过 程中出现问题的研究攻关力度 ， 使之发挥最大 的提 速效力。 3 加快钻井新技术的国产化步伐 ， 加强具有 自 主知识产权的钻井新技术的研发 。前文所述 6 项钻 井新技术 中， “ 孕镶金刚石钻 头涡轮钻具” 复合钻 井、 “ P DC钻头扭 力冲击器” 钻井 、 自动垂直钻井 系统等都是国外技术 ， 由国外技术服务公司掌握 ， 如 由他们服务 ， 就要收取高额 的租赁费及人员费用， 大 大增加了钻井成本 ， 限制 了这些钻井新技术在 国内 的推广应用 。因此建议中国石化加强对引进钻井新 技术的统筹管理 ， 整合相关力量 ， 加大推广力度 ， 同 时加快钻井新技术 的国产化步伐 ， 并加强具有 自主 知识产权钻井新技术 的研发。 4 加强成熟技术的集成配套 ， 形成超深井钻井 技术规范 。认真总结近年来普光气 田、 元坝气 田及 塔河油田等的钻井实践经验 ， 对 已经应用成熟并取 得较好效果的技术进行全面推广 ， 并不断在针对性、 适用性方面完善提高 ， 加强技术集成配套 ， 形成实用 的技术规范。重点推广应用空气钻井 、 泡沫钻井 、 高 效钻头、 “ P D C钻头螺杆钻具” 复合钻井 、 “ 孕镶金 刚石钻头 涡轮钻具” 复合钻井 、 “ P D C钻头扭力 冲击器” 钻井 、 高压喷射钻井等技术。 5 努力提升超深井井下故 障的处理能力 。超 深井钻井过程 中一旦 出现井下故障 ， 基本上都是各 钻井承包商 自行处理 ， 不但处理时间长， 而且损失巨 大。如 TP 2 3 5 X井在 2 0 1 0年 1 2月发生 的卡钻事 故 ， 处理耗时 7 5 7 ． 3 3 h ， 埋钻具 1 3 7 4 ． 0 3 1“ i 2 ， 最终通 6 石 油 钻 探 技 术 2 0 1 3年 3月 过侧钻解除了事故 。因此 ， 建议 中国石化成立一个 专 门处理井下故障的技术服务公司。 6 结束语 近 1 0年来 ， 中国石 化通过超深 井钻井技 术攻 关、