超深井钻井技术发展现状及展望

李勇 张永耀

摘要：随着石油开采程度的不断加深，钻井对象变得更加复杂，浅部钻井已经无法满足勘探开发需求，钻井朝着深井、超深井方向发展。文章以此为背景，重点对深井、超深井钻井技术应用情况、现状、发展趋势及前景展望进行了分析与探讨，对深部钻井技术的发展具有一定的价值和意义。

关键词：深井;超深井;现状;展望

从世界范围看，全球能源都呈现出资源不足的态势，社会对油气资源的需求则呈上升趋势，要求油气开发朝着深部钻探开发方向发展，深井、超深井钻井技术得到了不断发展。从我国油气开发领域的技术发展情况看，深井指的是4.5-6km之间的井，超过6km的井为超深井。自上世纪以来，深井、超深井钻井得到了广泛应用，目前世界上最深的井深度达到12.8km。

1.深井、超深井钻井技术发展现状浅析

第一、结合地质环境评估深井、超深井钻井可行性

在进行钻井可行性评估时，以地震资料为基础，对地层的孔渗条件进行评价，收集完善钻井区域岩石力学特征及岩石特性，在区域特定地质条件下，综合判断是否适合钻深井和超深井。在深井与超深井钻井过程中，MWD技术、LWD技术、SWD技术、RSS技术应用较为普遍，在高温高压环境中能够较为真实的模拟井下钻井实际情况。在对各类因素分析的基础上，能够为钻井工作的开展提供详实的技术参数。

第二、防斜快打技术

在深井、超深井钻井过程中，地下地质条件较为复杂，井斜控制难度较大，容易出现井斜质量不达标的情况。同时，还会对钻井速度产生影响。因此，防斜快打技术引起了钻井工作人员的重视和研究。其中，钻柱涡动理论在预防井斜方法具有较好的适用性，特别是在高、陡构造区域中预防井斜具有较好的指导效果。

第三、钻井提速技术

深井、超深井钻井速度对打好井、打成井具有重要意义，从现场实际应用情况看，常使用两种技术路线，其一，更换耐高温高压性能良好的钻具及钻头，例如，可以更换螺杆钻具及PDC钻头，也可以更换涡轮钻具及金刚石钻头。其二、采取新型的先进钻井工艺技术，常见的如导向钻井技术、气体钻井技术等。通过改善钻具、钻头性能，采取先进钻井工艺技术，可以起到提高钻速的作用。

第四、配套钻井液技术体系

从钻井液类型看，水基钻井液成本最小，但是稳定性较差;油基钻井液稳定性较好，耐高温高压性能也高，但是成本偏大;气体钻井技术正处于不断攻关和完善应用阶段。选择何种类型的钻井液体系，需要根据钻遇油层的环境、性质确定。

第五、深井、超深井固井技术

在深井、超深井固井技术方面，主要创新之处在于使用高性能固井材料。在固井施工时，需要选择性能先进的水泥浆外加剂。在固井技术研究方面，石油界取得了一系列的成熟技术，并在现场应用中取得良好效果。

第六、钻井信息技术

在国外，从上世纪80年代开始，便开始使用钻井信息技术指导深井和超深井钻井。经过短短几年时间，便出现了人工智能技术。发展至今，钻井信息系统已经得到了广泛应用和普及。在我国，经过30余年的发展，钻井计算机软件技术已经非常成熟，并且有效指导了钻井质量、钻井速度。

2我国深井超深井钻井技术难题分析

第一、钻井区域地层环境特别复杂。我国深井超深井所在的区域中，普遍具有地层环境复杂的特点，特别是在一些盆地地区，地壳运动频繁，地质条件较差。在这些高原及盆地地区钻井时，钻井难度较高，既需要克服掉地层岩石结构复杂带来的多压力系统影响，也要努力解决裸眼井井段长、深度大、井壁稳定性差带来的影响。随着钻井深度的增加，还存在深度增加带来的高温、高压影响。加上这种地质条件下地形复杂、岩石发育程度差、地质内部应力分布错综复杂、岩石断层发育、高压流体复杂等不利因素。这些因素都会对钻井产生影响，从钻井设计、钻井实施都具有不利影响[1]。

第二、深井、超深井技术还需要持续攻关。从钻井情况看，我国虽然已经取得了较大进步，也形成了一系列核心技术，但是在某些领域和方面和国外先进国家相比，从技术、配套设备方面都存在一些差距。比较典型的差距如在勘探过程中对有些地质结构的勘探及表征方面还存在一些技术空白。变压力、坚硬地层稳定钻井技术还需要攻关。耐高温、抗磨损等钻探设备还有一定差距。在处理复杂地质结构工序方面还需要完善工作流程和应急流程。

第三、深井超深井配套钻井技术有待深化研究。例如，在钻井工程地质环境信息表征及信息描述方面，在复杂地质条件深井和超深井钻井工艺设计方面，对多层系压力系统、高陡构造、难钻地层安全高效钻井技术方面，使用高密度、耐盐、耐高温钻井液方面，在复杂地质条件下钻井复杂问题处理方面，在提高深井和超深井固井质量方面以及采取先进钻井设备进行高速钻井方面都需要持续深入研究攻关。

3深井、超深井钻井技术发展前景展望

第一、向智能化、信息化的方向发展

在复杂地质条件下，深井和超深井钻井技术应该坚持技术创新和管理模式创新，不断提高钻深井的能力和水平。通过提高自动化程度，积极使用新型钻井设备、先进测量工具、优化井下钻具组合，推动深井及高深井钻井技术向着集成化、自动化方向发展[2]。

第二、向有利于完井后提高采收率方向发展

在深井超深井钻井技术方面要求持续技术优化，让这些钻井技术可以较好的应用于复杂地质条件下的钻井工作。同时，需要优化钻井工艺，确保完井后能够较好的提升油气开采效率。例如可以采取水平井钻井技术、定向井钻井技术、欠平衡井钻井技术等。这些钻井技术能够满足不同地质条件下的钻井需求，同时还能减少钻井工程中对地层的伤害程度，有利于提高原油采收率。

第三、向高效破巖技术方向发展

从目前钻井工程实践来看，钻井工程中使用广泛的钻井技术以旋转钻井技术为主。与此同时，还研发出一些新的钻井技术，例如，高压水射流技术、气体钻井技术等，这些技术都能在一定程度上提高设备的破岩效率。加上新出现的激光钻井技术等，可以较好的提升钻头破碎岩石的效率。

4 结束语

我国深井超深井钻井技术经过几十年的发展，取得了巨大进步和成绩，在推动复杂地质环境钻井方面发挥了重要作用。但是还存在一些瓶颈问题进行攻关，以更好的适应不同区域环境下的钻井需求，更好的提高钻井质量和钻井效率，更好的推动我国石油钻井工程的发展和进步。

参考文献

[1]王关清等.深探井和超深探井钻井的难点分析和对策探讨[J].石油钻采工艺，2018（1）.

[2]闫光庆等.中国石化超深井钻井技术现状与发展建议[J].石油钻探技术，2019（3）.