文档介绍：深井、超深井钻井技术
(一)90年代以来,国内外深井、超深井钻井技术的发展方向和趋势
深井、超深井钻井技术是一个国家综合钻井技术水平高低的标志之一。深井钻井技术发展方向是围绕加快钻井速度这一目标,进行深井配套技术、工具的研究,主要包括:钻机、钻头、井下工具、钻井泥浆等方面。深井钻井技术将向深水平井钻井技术发展。
在国外已完成的深井中,大约有一半的井是探井。井深已从4500m提高到现在的12000m,世界纪录是苏联科拉半岛上的SG-3井,井深为12200m。目前,美国、前苏联、德国的超深井钻井技术装备和综合技术处于国际领先地位,其中美国是世界上钻深井历史最长、工作量最大和技术水平最高的国家。
近年来,国外深井钻井技术发展主要集中在钻机、钻头、井下工具、钻井泥浆等方面。深井钻机功率大、性能好、自动化程度高、配套设备性能可靠,从而在装备上为快速打好深井提供了物质上的准备。钻头质量好,品种全,选型合理,可获得钻头耗用数少、钻井进尺多、钻井速度快的好效果。钻井液具有良好的热稳定性、润滑性和剪切稀释特性、固相含量低、高压失水量低、可抗各种可溶性盐类和酸性气的污染。另外,运用井下动力钻具提高钻速、井身结构设计灵活、高强度钻杆等工具配套齐全,使得国外深井钻井速度快、事故少、成本低。90年代,美国在复杂地质条件下所钻成的5口7500m左右的深探井,其完井周期最短的不到1年,最长的不超过2年。目前,北海地区测量井深8000m左右的大位移井,其钻井周期一般只是90d左右。如钻一口5000m的井,平均使用钻头15~20只,钻井周期约需45~70d:6000m的井用45~70只钻头,约125~150d;7000m的井用60~70只钻头,约175~200d。美国的深井平均单井成本要比世界其他地区的少40%~50%,其钻井技术特点如表4-1所示。
转速高
钻压大
泵压比水功率
功率大
钻头少进尺多
250~400r/min
12¼″40~50t;
8½″25~30t
一般泵压
~28MPa
5000~6000 m 4000~4500 hp,2台1600 hp的泥浆泵,1台1200 hp的泥浆泵
纯钻占总时间的60%~70%
表4-1 美国钻井主要技术数据
归纳起来说,深井快速钻井技术国外一般从三个方面考虑:选择大功率、高性能、自动化程度高的钻机,选用先进的钻头,采用其他先进设备和井下工具,装备上要有优势;在工艺上实施实时监控,优化钻井参数,用优质钻井液进行平衡或***衡钻井,实现科学化钻井作业;加强管理,尽量减少钻井事故。
近些年来随着我国东西部向深层勘探开发步伐的加快,深井钻井数量日趋增多,深井钻井已成为我国油气勘探开发的重要组成部分。截止到目前为止,我国已累计完成深井930多口,超深井50多口。其中1991~1997年,共完成深井825口,,平均钻井周期188d,,。
通过大量的深井钻井实践,我国深井钻井技术水平有了较大的提高,主要围绕提高深井机械钻速进行研究,如合理优选PDC钻头;实施***衡钻井;优选水力参数及机械参数等,取得很好的成效。其中塔里木盆地的深井钻井速度提高最快,表明我国一些深井技术指标已接近国际先进水平,这是因为研究解决了一些主要问题,如