石油鉆井工程技術(shù)發(fā)展與裝備需求(編輯修改稿)
2025-02-05 12:30 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 該技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)力度，早日形成具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，機(jī)、電、液一體化自動(dòng)控制的垂直鉆井裝備； 一是 要圍繞可靠性和鉆井效率，加大井下機(jī)械扶正糾偏執(zhí)行系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究； 二是 要進(jìn)一步加大國(guó)內(nèi) MWD 與井下機(jī)械扶正糾偏執(zhí)行系統(tǒng)一體化集成研究； 三是 要加大研究 MWD 與地面分析系統(tǒng)和井下機(jī)械扶正糾偏執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)有效的閉環(huán)控制； 四是 重點(diǎn)研究垂直鉆井動(dòng)力鉆具和高效鉆頭的優(yōu)化配套。超深鉆井與裝備需求分析超深鉆井與裝備需求分析 （ 1）超深井界定 國(guó)外：完井垂深超過(guò) 20230ft（ 6096m）的井； 國(guó)內(nèi)：完井垂深在 6000~9000m為超深井（ 2）地質(zhì)條件具有復(fù)雜性和不確定性 地層壓力系統(tǒng)多、地層壓力異常、地應(yīng)力集中，高溫、高壓、高礦化度、高 H2S濃度，地層破碎、地層塑性流變等地層不確定因素。超深井鉆井特點(diǎn)及現(xiàn)狀（ 3）對(duì)鉆井技術(shù)和裝備提出了更高的要求l 多壓力系統(tǒng)、高陡構(gòu)造、難鉆地層的安全優(yōu)質(zhì)高效鉆井技術(shù)；l 高密度、抗高溫、抗污染鉆井液技術(shù) ； l 井下復(fù)雜情況及事故預(yù)防與處理技術(shù) ；l 提高復(fù)雜層段小間隙固井質(zhì)量技術(shù) ；l 超深井段壓裂技術(shù)，先進(jìn)技術(shù)裝備的應(yīng)用與發(fā)展。 世界上已鉆成 8000m以上的超深井 12口，其中美國(guó) 6口，中國(guó)只有 1口。 國(guó)內(nèi)深井鉆井技術(shù)近年發(fā)展迅速：216。1998年以來(lái)，國(guó)內(nèi)完成超深井 500余口，其中集團(tuán)公司完成 200余口。216。 集團(tuán)公司 國(guó)內(nèi)（也是亞洲）最深的井 —— 塔深 1井 ，完鉆井深 8408m；216。 中石油完成的最深井 —— 莫深 1井 ，完鉆井深 7380m。216。 集團(tuán)公司目前正在鉆一口超深井 —— 川科 1井 ，設(shè)計(jì)井深 8875m。 全球 9000m以上的鉆機(jī)共有 100臺(tái)左右，其中 80余臺(tái)在美國(guó)。美國(guó)超深井鉆井水平較高。 1999~2023年，美國(guó)臺(tái)月鉆井進(jìn)尺是我國(guó)的 2倍。 最近幾年，隨著超深油氣藏開(kāi)發(fā)的需要，超深復(fù)雜結(jié)構(gòu)井（如超深定向井、水平井等）在 川東北 等地區(qū)開(kāi)始應(yīng)用。（ 4）超深井鉆井現(xiàn)狀超深井鉆井技術(shù)裝備現(xiàn)狀及發(fā)展瓶頸（ 1）超深井提速鉆井技術(shù)（ 2）超深復(fù)雜結(jié)構(gòu)井技術(shù)（ 3）超深小井眼技術(shù)（ 4）超深欠平衡鉆井及控壓鉆井技術(shù) （ 5）超深井鉆井液及固相控制技術(shù) 現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外提速技術(shù)和裝備的研究熱點(diǎn)螺桿鉆具 +高效 PDC鉆頭旋沖鉆井技術(shù)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)空化射流技術(shù)渦輪鉆具 +金剛石鉆頭欠平衡鉆井和氣體鉆井技術(shù)井底增壓技術(shù)（ 1）超深井提速鉆井技術(shù)裝備現(xiàn)狀及發(fā)展瓶頸216。由于螺桿耐溫不足，在深部提速應(yīng)用方面受到一定的限制；216。國(guó)外的渦輪鉆具比較成熟，而國(guó)內(nèi)還處在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)階段；216。井底增壓器國(guó)外應(yīng)用較多，我國(guó)的井下增壓泵輸出壓力為 150MPa；但目前還不能進(jìn)行大范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用。 提高機(jī)械鉆速瓶頸現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)技術(shù)和裝備 國(guó)外技術(shù)和裝備光鉆鋌大鉆壓防斜技術(shù)偏軸鉆具組合防斜打快技術(shù)剛?cè)徙@具組合防斜打快技術(shù)井下動(dòng)力鉆具防斜打快技術(shù) PowerV 自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng) VertiTak 自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng) VDS自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng) SDD自動(dòng)直井鉆井系統(tǒng)ADD自動(dòng)定向鉆井系統(tǒng) 防斜打直216。 在井身質(zhì)量控制方面，動(dòng)力學(xué)防斜工具在高陡地層中 應(yīng)用效果不理想。216。 自動(dòng)垂直鉆井工具防斜效果好，但費(fèi)用較高。216。儀器受深部地層高溫高壓限制，超深復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的井眼軌跡精 細(xì)控制較為困難。瓶頸216。對(duì)于井壁失穩(wěn)等復(fù)雜情況，工藝技術(shù)與設(shè)備工具方面比較薄弱。216。 在利用新技術(shù)和設(shè)備（反循環(huán)鉆井、控壓鉆井技術(shù)和膨脹管技術(shù)等）處理井下復(fù)雜尚處于探索階段。減少井下復(fù)雜216。 國(guó)內(nèi)鉆井技術(shù)服務(wù)市場(chǎng)上國(guó)外儀器占的比例比較大。216。 國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的 MWD 儀器，大多處于初級(jí)階段，且技術(shù)指標(biāo)與先進(jìn)水平差距甚遠(yuǎn)，標(biāo)稱(chēng)耐溫 125℃ 、耐壓 18000psi。216。 高溫、高壓、腐蝕給測(cè)量工具、螺桿和井控裝置的優(yōu)選帶來(lái)很大困難。（ 2）超深復(fù)雜結(jié)構(gòu)井技術(shù)裝備現(xiàn)狀及發(fā)展瓶頸現(xiàn)狀252。近幾年，超深復(fù)雜結(jié)構(gòu)井開(kāi)始用于開(kāi)發(fā)超深油氣藏252。利用 “單彎螺桿 +HTHP MWD+PDC 鉆頭 ” 技術(shù)、地層自然造斜規(guī)律優(yōu)選井位技術(shù)，有效控制了井身軌跡。252。關(guān)鍵裝備是高溫高壓隨鉆測(cè)量?jī)x器， HALLIBURTON和BAKER HUGHES等生產(chǎn)的 MWD 儀器代表了國(guó)外隨鉆測(cè)量?jī)x器水平，其中部分儀器抗溫達(dá)到 175℃ ，耐壓到達(dá) 20230Psi。瓶頸252。 川東北和新疆地區(qū)的超深井普遍存在小井眼，平均段長(zhǎng)在 700m左右 。252。在提速方面，超深小井眼一般采用螺桿 +PDC鉆頭，要求螺桿抗溫超過(guò) 120℃ ，連續(xù)作業(yè)時(shí)間超 200h；252。 φ127mm渦輪鉆具在國(guó)外使用較多，國(guó)內(nèi)目前還處在試驗(yàn)應(yīng)用階段。 252。 在防斜打直方面，現(xiàn)場(chǎng)采用常規(guī)鐘擺鉆具 +機(jī)械式無(wú)線(xiàn)隨鉆測(cè)斜儀，最高工作溫度： 260℃ ，最大適用井深： 7000m。252。 國(guó)外已將連續(xù)油管用于鉆超深小井眼，國(guó)內(nèi)將其用于鉆井的很少。 （ 3）超深小井眼技術(shù)裝備現(xiàn)狀及發(fā)展瓶頸現(xiàn) 狀216。 常規(guī)螺桿已經(jīng)不適合超深小井眼鉆進(jìn)，且鉆頭選型困難；216。 井下測(cè)斜儀器還很難滿(mǎn)足小井眼高溫高壓的要求；216。 超深小井眼鉆柱受力復(fù)雜，對(duì)所用小尺寸鉆具的要求高；216。 小井眼對(duì)流體侵入比較敏感，目前手動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)快速壓井比較困難；216。 鉆井液易受高溫及粘土、膏鹽等污染的影響，
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