鉆井技術范文
時間：2023-03-31 00:16:07
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篇1
盡管近年來我國原油產量有較大幅度的增長，但與需求相比，仍不能滿足國民生產的需要。因此，除大力發展我國中西部油區及海外油氣資源的勘探開發力度外，加快海洋尤其是深海油氣資源的勘探開發、大力發展海洋石油裝備與技術產業已成為一項重要舉措。目前，我國已經掌握300 m水深的油氣勘探開發成套技術體系，深水鉆井技術的研究與應用尚處于起步階段。要想在全球深海油氣勘探開發的國際競爭中處于有利地位，必須研制、開發適合我國深水油氣鉆井的自主裝備和技術。
1 常規深水鉆井存在的問題
與陸地和淺海鉆井相比，深海鉆井環境更復雜，容易出現常規鉆井裝備和鉆井方法難以克服的技術難題。由于上覆巖層壓力下降，地層孔隙壓力與破裂壓力之間的差幅變小，要同時保持井眼壓力的平衡和井眼的穩定就會引起問題，限制了鉆達目標深度的能力。如果使用常規方法，就需要用增加套管層數的方式來最大程度地減小作業風險、換取繼續鉆進的可能。地層孔隙壓力與破裂壓力之間的差幅小，給鉆井作業帶來了困難，在某些情況下，采用從常規隔水管上返鉆井液的方法難以將油氣井鉆到目標深度。深水鉆井如何控制鉆井液密度、在鉆進過程中將井下壓力維持在一個合適的范圍內，一直是困擾海上深水鉆井作業的一個難題。
圖1 Maurer注空心球雙梯度鉆井系統
2.1.2 空心球的設計及其物理性能
空心球的材質可以是玻璃、塑膠、合成材料、金屬等。Maurer最初做試驗用的是由3M公司制造的直徑10～100 μm的空心玻璃微球，其密度為0.38 g/cm3。添加體積為50%的這種空心球可以將1.68 g/cm3的鉆井液密度降至海水密度（1.02 g/cm3）。
工業用空心玻璃球的主要化學成分見表1。選用空心玻璃球作為鉆井液的輕質固體添加劑（LWSA）是基于其良好的物理性能及其在油氣井中高溫高壓條件下仍能保持其良好物理特性的能力，其中最主要的是空心玻璃球較低的球體密度和較高的破裂壓力。
2.1.3 空心球的海面分離技術
Maurer最初做試驗用的是由3M公司制造的直徑10～100 μm的空心玻璃微球。為了節約鉆井成本，到達經濟鉆井的目的，空心球需要回收再利用。但是，MTI、貝克休斯和其他公司進行的大量試驗表明，在雙梯度鉆井的高循環速度下（50.47～88.32 L/s），用常規的離心機或者水力分離器不可能100%的將空心球從鉆井液中分離出來并回收再利用。為了解決把小直徑空心球從鉆井液中分離出來比較困難的問題，Maurer進行了使用大直徑（大于100 μm）空心球的試驗，證明大直徑空心球可以用普通的振動篩從鉆井液中分離出來。
空心球的分離過程見圖2：空心球在海底混合到鉆井液并注入隔水管后，與從環空返回的、攜帶鉆屑的鉆井液混合在一起。當攜帶空心球和鉆屑的鉆井液返出井眼后先通過振動篩進行分離，分離出的空心球和鉆屑進入一個海水容器（池），因為鉆屑比較重所以沉入底部，而空心球比較輕則漂浮在水面，可以將其重新收集利用。通過振動篩后，大部分鉆井液進入循環池，小部分鉆井液與分離出的空心球重新混合形成低密度流體，泵送到海底注入隔水管內繼續循環。大直徑空心球除了具有用普通振動篩可以很容易地從鉆井液中分離出來的優點外，由它配置的鉆井液的黏度也比較低。
圖3 氣舉法雙梯度鉆井系統的組成
2.2.2 氣舉法雙梯度鉆井的優勢
氣舉法雙梯度鉆井具有如下優勢：
（1）氣舉法和欠平衡鉆井在實現機理上有一定的相似性，而欠平衡鉆井技術的研究與應用目前已經成熟，所以氣舉法在技術原理上具有較為成功的參考依據；
（2）它與傳統單梯度的隔水管鉆井相比，不需要對鉆井設備作太多的改動，只需要添加一套氮氣分離設備、一套注氣附加管線和一臺注氣泵，對于成本高昂的深水鉆井來說，這就大大節省了設備改造上的資金投入。據估計，應用隔水管氣舉法時，至少能降低9%的成本，大部分情況下可以降低17%到24%。
2.3 隔水管稀釋雙梯度鉆井技術
將低密度流體注入隔水管底部，使隔水管環空內的流體密度降低，接近海水密度，從而在隔水管環空和井眼環空形成兩個不同的流體密度，國外把采用這種方式進行的雙梯度鉆井稱為“隔水管稀釋”。
2.3.1 隔水管稀釋雙梯度鉆井系統的工作原理
在隔水管稀釋雙梯度鉆井系統中（圖4），密度“較高”的鉆井液從鉆柱被泵送到井下，通過鉆頭后從鉆柱與裸眼或鉆柱與套管之間的環空上返。在隔水管環空接近海底或海底以下的某一個點，密度“較低”的稀釋流體（即低密度流體）通過注入管線從隔水管底部或海底以下注入隔水管環空，在注入點以下的隔水管內形成“被稀釋的”的、接近海水的流體密度，而注入點以下不斷增加的總體鉆井液梯度則變得類似于或更接近于自然產生的孔隙壓力-破裂壓力梯度剖面。被稀釋的鉆井液返回海面后，要采用特制的高規格離心機連續進行分離，將其分離回原來的“鉆井液密度”和“稀釋流體密度”兩種組分。這一分離方法是隔水管稀釋雙梯度鉆井的核心技術之一。隔水管稀釋鉆井系統使用的另一個重要工具就是鉆柱斷流閥（即鉆柱閥）。該閥安裝在靠近鉆柱底部的位置，其作用是在必要的時候阻擋鉆柱內較重的鉆井液進入環空。
圖4 隔水管稀釋雙梯度鉆井的循環系統（采用海底防噴器組時）
2.3.2 鉆井液與低密度流體的類型與配方
為了使隔水管稀釋雙梯度鉆井系統正常工作，要求鉆井液在井眼內和在隔水管內都能懸浮固相并能有效地攜帶巖屑，鉆井液即使被未加重流體高度稀釋后也應能發揮這些功能。
因為合成基鉆井液在墨西哥灣深水鉆井中應用較多，所以將其選為隔水管稀釋鉆井中最具代表性的鉆井液類型。貝克休斯和Baroid公司各自提出用于墨西哥灣深水鉆井作業的合成基鉆井液性能要求（見表2 和表3）。
靜切力分別取自10 s，10 min和30 min。2.3.3 隔水管稀釋雙梯度鉆井技術的優勢
（1）隔水管稀釋通過調整鉆井液的各種性能，提供一種穩定而又容易控制的工藝過程，不必安裝大型、昂貴、復雜而又難以處置的海底組件。
（2）隔水管稀釋雙梯度鉆井系統適合在現有的許多鉆井平臺（船）上使用，不必對平臺進行大的改造。如果該技術與小井眼鉆井配合，則非常適于在早期的移動式鉆井平臺上使用，因為與現代深水鉆井平臺相比，這些平臺的鉆井液泵送和處理能力更適合實施這項技術。
（3）通過對實例井的研究表明，與常規作業相比，隔水管稀釋雙梯度鉆井至少可降低鉆井成本7%，如果加上采用較小直徑隔水管和小型鉆井平臺節省的費用，隔水管稀釋法降低的作業成本還要多。
（4）對于地層壓力剖面類似于深井的大陸架地區（如墨西哥灣）來說，尤其是在需要鉆過鹽丘的情況下，采用隔水管稀釋雙梯度鉆井技術也許是最適宜的選擇。
（5）由于其獨特的雙密度特性，該技術還非常適合鉆進衰竭油藏，在鉆進水平井的水平段時也具有一定優勢。
3 我國雙梯度鉆井技術的研發現狀
雙梯度鉆井技術的研究在我國還處于起步階段，前期工作主要是跟蹤國外雙梯度鉆井各種方案的最新進展，研究其技術原理和相關配套技術，以期能提出適合我國深水油氣開發的雙梯度鉆井技術方案以及裝備方案，研發一套具有自主知識產權的深水雙梯度鉆井技術和裝備，為雙梯度鉆井技術在我國深水油氣田的應用提供必要的技術支持。
最近幾年，中國海洋石油總公司、中海石油研究中心、中國石油大學（華東）等單位的科研人員，對雙梯度鉆井的原理、水力學計算及實施方案等進行了研究，并申請了一些國家專利，其中包括以注空心球為手段的“一種實現雙梯度鉆井的方法及裝置”、以注低密度流體為手段的“一種基于雙梯度的控制壓力鉆井方法及裝置”等。
4 對我國開展深水雙梯度鉆井試驗研究的分析與建議
4.1 注空心球法是適宜于南中國海深水作業的雙梯度鉆井方案
注空心球雙梯度鉆井分離工藝簡單，成本低廉，在中等深度的深水（600～1 500 m）中有較好的應用前景。綜合考慮我國海洋油氣開發工程裝備能力、南海復雜的氣候環境和油氣藏特性，我國有關科研單位開展了適宜于南海深水的雙梯度鉆井方案的優選，優選結果表明，注空心球系統是最適宜于南海深水作業的雙梯度鉆井方案，有可能成為解決制約我國深水鉆井技術發展的一個突破口，具有潛在的應用價值。但是為了實現注空心球雙梯度鉆井系統在我國深水油氣開發中的應用，還需要對空心球注入方式、分離技術、分離設備等相關技術進行全面研究，并按照計劃有針對性地進行探索型應用，形成一套適合我國深水油氣開發特點的雙梯度鉆井技術體系，為我國深水油氣勘探開發提供技術支撐。
4.2 隔水管稀釋雙梯度鉆井系統相對簡單但降低作業費用效果不明顯
隔水管稀釋系統主要依賴于對現有技術的擴展和延伸來獲取雙梯度鉆井的經濟效益。該方法通過調整鉆井液的各種性能，提供一種穩定而又容易控制的工藝過程，不必安裝大型、昂貴、復雜而又難以處置的海底組件。隔水管稀釋雙梯度鉆井系統適合在現有的許多鉆井平臺（船）上使用，不必對平臺進行大的改造，實施起來也較為簡單，安全性較強。但應當指出的是，隔水管稀釋方案降低作業費用的效果不是很明顯，試驗證明與常規系統相比大約可節省7%（不包括采用較小直徑隔水管等節省的費用）。
4.3 隔水管氣舉方案降低費用效果明顯但安全風險問題需要考慮
隔水管氣舉雙梯度鉆井方案主要利用現有的工藝設備，但要增添壓縮機、現場制氮設備或氮氣供應等，與常規工藝（假設沒有事故處理費用）相比，至少能降低9%的作業成本，大部分情況下可以降低17%到24%，如果加上使用小直徑隔水管和小型鉆井平臺節約的費用，總成本有可能降低50%左右（估算的無故障成本）。但該技術遇到的主要問題是較高的壓縮機費用、氮氣費用、腐蝕問題、氣體的可壓縮性導致的壓力梯度的非線性、難以將氮氣從鉆井液中重新分離出來等。而且，由于井控等安全風險問題同時存在，所以在決定采用該方案時應當慎重，應當根據作業環境、鉆井裝置的類型、設備條件等諸多因素認真進行特定環境條件下的可行性研究。
4.4 加強對國外雙梯度鉆井技術最新發展的跟蹤、研究與借鑒
雙梯度鉆井是一項正處于發展中的新技術，隨著理論研究與模擬實驗的不斷深入、水下與海底設備的不斷改進、操作參數的不斷優化、工藝流程的不斷完善、局限性的不斷克服、深水鉆井裝置及其配套設施的不斷升級與改造，雙梯度鉆井的各項技術方案將更加成熟，優勢將更加突出，推廣應用效果將更加明顯。為加快我國深水油氣資源的勘探開發步伐，有必要針對我國海深水區塊的實際情況，及時跟蹤和研究國外雙梯度鉆井技術的最新發展，借鑒其成功經驗，開發適合我國國情且具有自主知識產權的深水雙梯度鉆井技術，形成一套能指導我國深水油氣開發的鉆井技術體系。這不但能為我國深海油氣勘探開發提供技術支撐，而且對于全面提升我國深水鉆井技術水平、使我國在全球深海油氣勘探開發的國際競爭中處于有利地位，具有重要的戰略意義。
參考文獻
[1] 殷志明，陳國明，許亮斌，等.采用雙梯度鉆井優化深水井井身結構[J]. 天然氣工業，2006，26（12）：112-114
篇2
【關鍵詞】鉆井技術 統籌建議 發展趨勢
國內鉆井發展的大趨勢，淺井，裸眼井基本絕跡。現在大部分油田區塊已經進入了后期開發，新區塊的發現越來越困難，鉆井工作量問題也是一個大問題，很多的油田鉆探隊伍已經需要去外部油田進行鉆探，鉆井隊伍的生存問題，尤其是小鉆，也已經漸漸凸顯出來，以前的鐵人攪泥漿抬儀器的時代已經成為歷史，對于鉆井技術的發展，要求也已經越來越急切。當現有的區塊工作量明顯降低后，中小井隊的低標準鉆井也必將被淘汰，取而代之的是高技術井，深井。因此，如何提高鉆井技術，增加競爭力是核心要求。對于現狀我研究了我國定向鉆井，空氣鉆井和控壓鉆井的新形勢。
1 國內鉆井關鍵技術現狀
1.1 定向鉆井完井技術
隨著我國社會經濟的進一步發展和油田開采數量的不斷增加，定向鉆井技術的重要性越開越受到人們的重視。目前定向鉆井技術已在國內外石油開采行業得到了廣泛的應用，并在石油行業中占據了較高的地位。它類型多樣，有低斜度定向井、中斜度定向井、大斜度定向井，使用方便靈活。但在使用灌溉技術的過程中又不可避免的存在許多問題，包括定向儀問題、
軌跡控制問題、氣體鉆井井斜問題、井眼清潔問題等各個方面。隨著我國越來越多的海洋、陸地的大型油田的開發，定向鉆井技術更得到了長足的發展和提高，該項技術的重要性十分顯著，在實際油田開采中應通過科學合理的措施加以克服和解決這些問題，以推動我國定向鉆井技術、油田事業的發展，促進我國經濟的繁榮。
1.2 空氣鉆井完井技術
空氣鉆井技術作為近年來快速發展起來的一種鉆井新工藝，在大幅度提高鉆井效率、提高鉆井施工隊伍經濟效益的同時，也存在著井斜控制難度大、地層出水、地層坍塌、井下爆炸等諸多問題。本文主要針對這些現狀提出一系列改進措施，以期在實際操作中盡量避免。
空氣鉆井技術能夠避免產油層受到鉆井液的污染，有助于提高油井生產能力，并杜絕由于鉆井液的大量漏失而造成的不必要的浪費。對于高滲、裂縫性地層以及對入侵液體高度敏感的地層，空氣鉆井技術是降低鉆井液、濾液及固相侵入，防止損害儲層的一種有效方法。然而，作為一門新的應用技術，在我國，空氣鉆井技術存在著井斜控制難度大、地層出水、地層坍塌、井下爆炸等諸多問題。
1.3 控壓鉆井完井技術
控制壓力鉆井（MPD）是為解決復雜地層鉆井中出現的復雜問題，提高鉆井效率，降低鉆井成本的而發展的一種先進鉆井技術，已在國外得到廣泛應用。而我國由于許多油田存在較多老井，為避免不必要的損失和對油藏的損害導致開采剩余油層不得不用欠平衡鉆井技術（UBD），據調查，我國許多大型企業的油田都需要欠平衡鉆井技術來解決嚴重的漏失問題。同時，由于在新疆油田、中國西部地區有的油井鉆井密度較大，難以控制泵沖次，極易導致漏井，井涌等問題。這種情況更需要采用MPD技術來精確控制井眼的壓力。由于海上鉆井平臺日費用很高，出現井漏或鉆井中產生氣體的井用常規的壓力控制很難連續、安全地鉆井。我國UBD和欠平衡完井的技術和裝備正在逐漸完善，應該相信，從UBD發展起來的MPD、CMC技術在我國也一定會有廣闊的應用前景。 2 國內鉆井技術發展建議
與國外先進技術相比，國內鉆井關鍵技術仍存在許多差距，主要表現為：
（1）鉆井裝備技術仍有差距；
（2）鉆井隨鉆測量與控制高新技術差距明顯；
（3）復雜地質條件深井超深井安全高效鉆井手段少、技術水平低；
（4）提高油氣井產量、剩余油采收率方面的鉆井技術儲備不足，差距較大；
（5）套管 / 尾管鉆井和連續管 / 膨脹管鉆井等特殊鉆井工藝還有差距。
為解決鉆井關鍵技術瓶頸，滿足國內日趨復雜和低滲透油氣勘探開發生產需要，縮短與國外技術差距，建議加強鉆井高端儀器裝備和關鍵技術研發。未來應重點圍繞提高油氣井產量和油氣采收率的鉆完井、井下信息測傳與控制、復雜地質條件下安全高效鉆完井、深水鉆井完井等 4 個領域的關鍵技術與裝備開展攻關。進一步發展新型高效破巖工具、低成本的地質導向、自動垂直鉆井、多參數 LWD、多分支井、徑向鉆井、MRC鉆井和精細控壓鉆井等高新技術，深化氣體鉆井和水平井，攻克旋轉導向鉆井、井下數據大容量快速測傳、隨鉆導航、隨鉆地震和NDS 鉆井等技術，推進鉆井技術步入自動化鉆井階段；研發連續管鉆井、膨脹管鉆完井、微小井眼鉆井和智能完井等一批核心技術和特色技術。提高低滲特低滲透油氣藏、稠油和老油田剩余油開發效果，明顯減少深井超深井復雜事故，大幅度提高鉆井速度，
降低“噸油”鉆井成本，實現效益最大化。
3 鉆井技術的發展趨勢
進入21世紀，我國鉆井技術得到快速發展，常規鉆井技術得到進一步強化，特色鉆井技術優勢明顯，鉆井裝備與工具發展迅速；深井鉆井、欠平衡和氣體鉆井、水平井等方面取得了技術突破，整體技術水平得到很大的提升，與國外差距不斷縮小。自20世紀90年代初開始，世界鉆井技術進入快速發展期，隨著鉆井技術新時期的到來，鉆井技術已經成為打開和建立油氣通道，已經成為提高油氣井產量、提高采收率等增儲上產的新途徑和主要手段。成縱觀世界鉆井技術發展，總體來講呈現出以下發展趨勢：
（1）鉆機設備呈現新特點，表現為專業化鉆機得到快速發展；規模向兩極化方向發展；鉆機控制實現自動化、智能化；大力發展新型石油鉆機，采用人性化設計。
（2）實現技術創新，不斷研發高新技術，實現優快鉆井，達到降低鉆井成本，及時發現和保護油氣層。
（3）提高儀器精準度，井下隨鉆測量和控制儀器與工具朝信息傳輸多通道、大容量、精確快速、智能化和自動化方向進一步發展；
（4）探索新型鉆井方式，例如新型桿管鉆井呈現多樣化、技術逐步配套完善、應用快速增長態勢。
（5）注重鉆井實效，用鉆井方式提高單井產量、油氣采收率和開發效益已成為鉆井發展的主導趨勢。
4 結論
綜上所述，鉆井技術的重要性決定了它的價值將不斷提高，未來可能向著高壓高溫、深井、超深井和復雜井等方向發展，去解決更多生產實踐中的問題，更有望向著三維可控與可視化鉆井技術方向大力發展，實現鉆井生產實時監測系統的廣泛應用，運用結構化和模塊化對應用軟件進行設計、編程、調試及維護，使應用軟件具有良好的維護性、容性和友好界面。在測井、固井、完井等作業中更有利于實現誤操作現象，亦可由相應的儀器來采集各作業的油氣鉆井數據，實現鉆井技術的更有效控制和改善。
參考文獻
[1] 沈忠厚，黃洪春，高德利.世界鉆井技術新進展及發展趨勢分析[J].中國石油大學學報（自然科學版）. 2009（04）
篇3
小井眼;側鉆井;壽命;工藝
遼河油田各老區塊經過較長時間的開發生產,由于套管變形或損壞以及井下落物事故不易處理等多種原因的影響,陸續有部分油水井不能維持正常生產,造成原油及天然氣產量逐年下降,嚴重威脅到油田正常生產。為了降低鉆井綜合成本,挖掘老井產能,遼河油田正在開展小井眼開窗側鉆技術的研究與應用。小井眼開窗側鉆技術就是利用老井井身對油藏開發再挖潛,并充分利用老井原有的一些設備,使老井的的生產潛力得以充分發揮的新技術新工藝,從而延長老井的使用壽命,提高原油產量,同時還可以利用老井的井身大幅度降低鉆井成本,縮短鉆井周期,提高綜合經濟效益。因此,開窗側鉆二次開發老井的油氣資源,在今后具有廣闊的應用前景。
1.套管開窗技術
開窗點的選擇。在選擇開窗點以前,要收集原井眼的鉆井資料和固井資料,然后根據收集的資料綜合考慮,確定最佳開窗點。開窗點選擇主要遵循如下原則:
盡量利用原井眼的有用套管,縮短鉆井周期,節約鉆井成本,充分體現開窗側鉆的優越性;通徑、試壓,保證開窗點以上套管完好,無變形、破損和漏失;開窗井段水泥封固好,井眼規則,井徑擴大率小;根據工具及地層造斜能力,使井眼軌跡符合地質要求;盡量避開套管接箍3m以上,力求少銑套管接箍;開窗井段地層相對穩定,無復雜及堅硬地層。
開窗前準備工作。擠灰封堵窗口以下原井段或者原射孔井段;通徑至窗口以下5m,試壓15Mpa穩壓30min壓降不超過0.5MPa確定封井器和水泥封固合格。
開窗側鉆工藝技術。目前,應用比較廣泛的套管開窗側鉆方法主要有導向器開窗側鉆和段銑開窗側鉆兩套方法。
式中:—井眼方位角增量;—導向器導斜角(導向器斜面與井眼軸線之間夾角);—導向器裝置角;—第一測點或原井眼井斜;—第二測點或待鉆井眼井斜角。
導向器送入與固定技術。在不考慮開窗窗口方向的側鉆作業中,一般采用直接投入的方法投“導向器”,并注水泥固定。在考慮窗口方向的側鉆作業中,需用地面直讀式陀螺儀定向,確定導向器斜面的實際方位值,然后注水泥固定。
開窗過程的鉆具組合與參數配合。套管開窗側鉆工藝過程分為三個井段,其鉆具組合與技術參數配合如下:
第一階段:起始磨銑階段。從銑錐導向器頂部上方某一點到磨銑底部直徑圓周與套管內壁接觸段。在施工中啟始銑鞋均應采用較大剛度的鉆具組合。注意輕壓、慢轉,鉆壓5~10kN,轉速60~65r.p.m,使銑錐先銑出一個均勻接觸面。
開窗方式優選原則。開窗方式的選擇應綜合考慮甲方地質要求、老井眼狀況、地層特點以及側鉆工具的側鉆造斜能力等各方面的因素。
優選原則:如果側鉆地層硬。固井質量較差,老井井眼井下情況復雜、井斜角較大、套管及套管扶正器不易鍛銑,開窗點可選擇范圍有限時,一般選用導向器開窗方式。目前遼河使用的基本都是導向器開窗方式。
3.現場應用
套管開窗側鉆技術并結合延長側鉆井壽命技術在遼河油田應用取的了良好的效果。每年應用300多井次,取得了巨大的經濟效益。洼10-24C井在1000多m利用導向器開窗并在1300~1530m擴孔,充分利用老井生產套管,可以節省鉆井投資達40%。而且該井投產后產量穩定,生產狀況良好,沒有出現異常情況。
4.結論
小井眼套管開窗側鉆是提高老油田中后期產能的一項重要措施,應用也將更加廣泛。
能使老井復活,保持和完善原有的井網結構;延長油藏開采年限,提高最終原油采收率;可以大幅度降低鉆井成本;導向器的固定是導向器開窗側鉆的關鍵;小井眼固井技術是延長側鉆井壽命的關鍵;側鉆井開窗技術和延長側鉆井技術還需要進一步深入研究。
[1]張云連.鉆井新技術[M].北京.石油大學出版社,1999.12
[2]李斌文.TK602井套管打撈及側鉆施工[J].石油鉆探技術,2001.08
篇4
關鍵詞：定向深，，裸眼段長，高、低壓同層，高溫，高壓鹽水層，
中圖分類號：TE242
利72-斜1井是一口設計垂深4020.00米、斜深4111.77米的深定向評價井。該井設計Φ244.5mm技術套管下深2650米，大直徑鉆頭鉆進影響進度。三開裸眼段較長，同一裸眼井段存在著不同的壓力層系和鹽水層；沙三、沙四段易發生塌、漏、噴、卡等各種復雜或事；深部高溫對鉆井液的影響容易使性能變差導致復雜的發生等重重風險。通過調查鄰井資料，周圍鄰井有多口井發生過各種不同的工程復雜和事故，加之井較深巖石可鉆性差等，使鉆井施工周期長成本高。
1 鉆井液方面影響鉆速分析
通過調研收集鄰井復雜與事故及施工周期等資料，周密詳細和認真細致的分析影響鉆井速度的原因，找出每一個施工工序的風險因素和影響鉆速的鉆井液方面的根本原因，根據本井鉆井設計分析每一井段風險要素和施工難點。
1.1 二開Φ311.1mm井眼且井較深段長，明化鎮組、館陶組地層蒙脫石含量高，鉆進中容易造漿則機械鉆速受到很大的影響；東營組地層砂泥巖互層多，應控制好般土含量、放開濾失量、采用盡量低的粘度，否則鉆速可受到較大影響；沙二段地層有較高壓水層，鉆井液易受到污染性能變差，使井壁不穩定發生坍塌掉塊，導致井眼不暢通、劃眼等阻礙了鉆井進度和技套的順利下入。
1.2 三開井段裸眼段較長，沙三上、中部壓力系數相對低，而沙四段存有高壓鹽水層和高壓油氣層，易出現上漏下噴甚至卡鉆的復雜或事故。
1.3 該井地質設計深部有高壓鹽水層，高壓鹽水對鉆井液性能的污染，鉆井液易受到破壞，性能變差，導致井下復雜或事故影響鉆速。
1.4 井深地溫梯度高，對鉆井液的高溫穩定性有更高的要求，否則，鉆井液性能不穩定，導致井壁不穩定，延長施工周期。
1.5 由于該井深部高壓鹽水與高壓油氣層的存在，鉆井液密度需達1.80以上，才能平衡此壓力，定向點較深地層硬進尺慢，加之是一口評價井，不允許使用有熒光的處理劑，對鉆井液的防粘卡有更高的要求，否則，鉆速將受到較大影響。
2 鉆井提速鉆井液技術措施優化及實施
針對以上風險要素和施工難點采取相應的技術措施，預防復雜和事故的發生，提高鉆井速度。
2.1 二開井段鉆井液技術措施與應用。（1）二開館陶組以上井段選用抑制性強的無固相鉆井液體系，控制過早造漿，使般土含量控制在10g/ L以下，鉆進泵排量在55L/S以上，單泵不允許打鉆，使這一井段的機械鉆速有效提高，而且形成的井眼有一定的開放擴大性，也是預防“卡脖子”復雜情況的重要措施之一。（2）東營組井段含有砂泥巖交替互層，相對防塌不是重點，鉆井液以控制般含在45～70g/ L之間，鉆井液濾失量適當放開，足量加入高分子聚合物和鋁胺基抑制劑，抑制粘土顆粒水化分散，控制亞微米和小于1um的膠體顆粒對機械鉆速的影響等。（3）鉆進入沙一底部改造體系為抑制性防塌鉆井液，足量加入褐煤類降失水劑和具有抑制、封堵性的低熒光瀝青類防塌劑，加量在3%-4%之間，形成良好的濾餅使井壁穩固暢滑，鉆井液密度逐步提高至1.25g/cm3以上，預防沙二段水層侵污鉆井液，保持性能穩定良好，避免了鄰井因水侵使井壁坍塌導致劃眼復雜情況。該井二開僅用12天時間就順利的完成了2650米技術套管的施工工序。
2.2 針對三開井段，同一裸眼內不同的壓力層系共存，為防止出現漏、塌、卡、噴等復雜或事故的發生，要求鉆井液具有強的封堵性，有效封堵地層層理和微裂隙阻止鉆井液及其濾液進入地層，達到穩定井壁、提高地層承壓能力防止井漏的目的[2]。施工中采用了多元隨鉆封堵承壓防塌防漏技術，在鉆井液密度達到1.70 g/cm3時，為達到更好的防漏效果，又加入了3%的酸性膨脹堵漏劑，強化封堵隔層的承壓能力提高漏失壓力和破裂壓力梯度，擴大安全生產的鉆井液密度窗口，該井在鉆開高壓層時發生了溢流，在壓井作業中鉆井液密度最高達到1.87 g/cm3沒有造成井漏，同時在后期的鉆進、電測、固井等施工作業中沒有發生漏失、井壁失穩現象，杜絕了復雜和事故的發生。
2.3 因沙三下以下地層含有高壓鹽水層，為解決鉆井液的抗污染問題，優選抗鹽、抗鈣性強的聚硅氟醇防塌鉆井液體系，采取了以下技術措施。（1）足量使用優質的聚合物和鋁胺基抑制劑，強化鉆井液的抑制性，嚴格控制膨潤土含量，防止黏土顆粒細分散，保持有效般土含量控制在50-70g/l之間，鉆井液中般土粒徑中值在3-5um范圍內。（2）三開后所使用的處理劑全部選用抗溫、抗鹽、抗鈣性強的處理劑，如：SF降粘劑加量1%左右，SF穩定劑保持在2%以上，SMP-2 、抗鹽鈣聚合物降失水劑，抗鹽抗鈣能力強，能有效降低鉆井液的高溫高壓失水，明顯改善濾餅質量，增強鉆井液的防塌和熱穩定性，加量達到3%以上，KFT加量3～4%等處理劑，表現出良好抗無機鹽和降粘的穩定性，并且具有超強的抗高溫、高固相的能力。（3）保持衡鉆進，根據井下實際適時調整鉆井液密度，確保井眼內液柱壓力能夠平衡高壓鹽水、油氣層壓力。通過實際應用，該井鉆開鹽水層后，鉆井液高溫高壓濾失量小于11mL，并且有良好的流動性和穩定性。
2.4 由于深井高溫的影響要求鉆井液有良好的抑制性，良好的流變性和熱穩定性能夠有效防止鉆井液高溫后稠化或高溫降解和高溫減稠。三開后所選用的處理劑必須是：高溫穩定性好，在高溫條件下不易降解，對粘土顆粒有較強的吸附能力，有較強的水化基團，在高溫下有良好的親水性，能有效地抑制粘土的高溫分散作用的處理劑如：SF-1、SF-4 SMP-1、SMP-2 、KFT、ZX-8、表面活性劑等。在該井長達50余小時的測井作業中，鉆井液表現處理良好的穩定性，確保了井眼穩定暢通。
2.5 由于該井是一口高密度評價井，定向段在2900米相對地層較硬，在高壓下鉆深井泥頁巖時，鉆屑顆粒吸附鉆頭對機械鉆速的影響更大[3]，所以搞好鉆井液的性尤為重要。首先優選抑制性強的高分子聚合物，使用好固控設備控制好有效的般土含量，努力清除劣質固相，在多元屏蔽承壓防塌防漏技術和足量的優質鉆井液處理劑的情況下，井壁能形成良好的優質濾餅，鉆井液性能本身就具有較好的性，在此基礎上根據濾餅磨阻系數適時加入聚醚多元醇防塌劑。聚醚多元醇防塌劑是由聚乙二醇、聚乙烯醇、聚醚、表面活性劑等多種成分組成，它的強抑制性與濁點效應具有良好的抑制泥頁巖穩定井壁及性能。該井加量在5-7%，效果明顯，在鉆井液密度1.80 g/cm3以上時起下鉆磨阻都小于100KN。電測和下套管作業中，為提高性在裸眼內封入2%+3%的塑料小球與玻璃微珠漿，由滑動摩擦變滾動摩擦進一步加強了鉆井液的性，確保了各個施工工序的順利進行。
3 應用情況與效果
該井總結和吸取了鄰井施工中發生的各種井下復雜和事故的經驗教訓。根據地質、工程設計，優選出了適合各井段的鉆井液體系和技術措施，有效預防了鉆井施工中復雜和事故的發生，使得該井以鉆井周期45天、建井周期55天的速度，快速優質順利的完成了該井的施工任務，該井在井深比周圍多口鄰井深200多米的情況下建井周期提前28天完井，井眼暢通順利，安全無事故減少了對儲層的浸泡很好的保護了油氣層，控制了復雜和事故的發生等降低了相應的成本降低了綜合鉆井成本獲得了可觀的經濟和社會效益。
4 認識與建議
1） 由于對鄰井鉆井施工出現的復雜與事故的認識和分析，對該井每一井段鉆井液技術措施認真周密細致的策劃，并在鉆井施工中認真落實方案，達到了良好的預期。2） 施工中對上井鉆井液處理劑嚴格驗收，做好小型試驗，確保鉆井液性能達到要求，即節約人力、物力和財力，又使得井下安全暢通，是提速的一重要因素。3） 建議在鉆井提速施工中，鉆井液濾失量要以井段或地層分層、巖性礦物來控制其大小，以井壁穩定、井下安全為衡量標準，要有的放矢，對不易垮塌的地層應放開，易垮塌的地層不能因為機械鉆速的降低而不嚴格控制，否則井壁失穩造成的復雜或事故將大大的影響建井周期，不但得不到提速效果，而且將要投入大量的處理復雜的成本，得不償失。
作者簡介 郭良，1967年生，石油大學石油工程專科畢業。現任勝利油田鉆井液工技能大師，高級技師。
參考文獻
[1]屈沅治，孫金聲，蘇義腦.快速鉆井液技術新進展[J].鉆井液與完井液，2006，23（3）：68-70
篇5
關鍵詞：鉆具組合 鉆頭選型 鉆井參數 鉆井液
一、地質資料
油藏類型構造-巖性油藏，油藏中深3000m，地層壓力29Mpa，飽和壓力16Mpa，孔隙度13%，滲透率11.2*10-3um2，原油粘度8.74mPa.s儲層為無-弱帶敏、弱堿敏、弱水敏、弱鹽敏、無酸敏，滲透率小等特點。
二、井身結構
三、一開施工
四、二開施工
分析：由于二開直井段上部地層較軟，巖性為棕黃色泥巖和砂質泥巖互層。故選用HAT127鉆頭，這樣可以大大提高機械鉆速，一般能保證50m/h。鉆壓前期控制在80-120KN，后期可控制在120-160KN。通過對地震剖面和區塊鉆井分析，上部地層地層傾角小，不易井斜的特點，采用鋼齒牙輪鉆頭。由于該鉆頭軸承壽命短，于是采用低鉆速鉆進，近而可以延長鉆頭使用壽命，保證純鉆時間70h以上，從而保證單只鉆頭鉆至1900m，鉆至沙三組地層，順利通過井深1750m處的礫石層，為下一步使用PDC鉆頭打好基礎。
1.3鉆井液體系
331-1200m使用清水，采用大循環鉆進，加足干粉量，保證砂子絮凝沉淀于大循環。長桿泵時刻抽清水，防止抽砂子進循環罐，造成含砂量大，井眼里進行惡性循環，從而出現卡鉆等復雜情況。清水鉆進能保證上部地層井眼稍大一些，防止后期糊井眼，起下鉆困難。改完小循環后，在未進入沙一段時，鉆井液失水不用降的太低，一般在10ml足夠，并且不用大幅度調整泥漿性，利用地層原始造漿來攜帶巖屑，保證井眼平滑。在很大程度上可以既保證井下安全又提高機械鉆速，并且為后期施工提供保障。
2.二開定向段
2.1鉆具組合
2.2鉆井參數
鉆壓：30-40KN，轉盤轉速：60r/min，排量：1.8 m3/min，水眼直徑：11mm*3 泵壓：18Mpa
分析：沙三組地層以湖相沉積的暗色砂泥巖為特征。巖性主要以灰色及深灰色泥巖平砂巖、油頁巖及炭質泥巖。坨128區塊定向點一般為2300m左右，為了節省起下鉆次數，本趟鉆提前下入動力鉆具，一方面由于沙三組地層傾角大，用常規鉆具易斜。提前下入動力鉆具帶儀器可以隨鉆檢測，隨時調整井斜，保證直井段打井。另一方面上個牙輪鉆頭順利穿過礫石巖地層，下入4FPDC鉆頭為最佳選擇，由于該類型鉆頭刀翼長，金鋼石顆粒大，可大大提高機械鉆速。另一方面使用4FPDC鉆頭定向時不易托壓，壽命長，可以避免牙輪鉆頭使用壽命短的缺點，減少起下鉆次數，保證機械鉆速。從而有效地縮短鉆井周期，達到快速高效地打好每一口井。
2.3鉆井液體系
進入定向段采用聚合物鉆井液體系，將失水控制在5ml左右，確保井眼穩定性。同時前期定向鉆進一般至井斜10度左右摩阻開始出現，此時一般不加入材料，主要靠泥漿性能，一方面保證泥漿流動性，另一方面保證泥漿粘度，在攜巖保證的情況下采用低粘度鉆井。
3.二開穩斜段
3.1鉆具組合
3.2鉆井參數
3.3鉆井液體系
聚合物鉆井液，進入穩斜段后摩阻較大，需加入劑，一般為原油，保證泥漿原油含量在10%-15%。失水控制在4ml左右，加足防塌劑，泥漿性能各指標必須達到設計要求，保證井下安全。油層前100-200m加好油層保護劑，保護好油層不被泥漿污染和長時間浸泡，為后期提高采收率做好準備
五、防碰工作
由于坨128區塊為老油區，井網布置比較密集，防碰工作特別重要。首先要落實好周邊井井身軌跡，特別是新井，正鉆井的井身軌跡，做好防碰掃描。在具體施工過程中，特別是距離較近的點要觀察好扭矩變化情況，有無蹩跳情況出現，磁場變化情況以及砂樣變化情況等，保證萬無一失。
六、總結
1.坨128區塊主要施工難點為查找好礫石地層的井深，這為合理選擇鉆具結構，鉆頭等至關重要。
2.坨128區塊一般設計密度為1.25g/cm3，在實際鉆井過程中用該密度平衡不了地層壓力，會出現CO2侵和油水侵的情況，需將鉆井液密度提高至1.28-1.30g/cm3才能保證安全鉆進。
3.坨128區塊由于井網密集，一定要做好防碰工作。
4.坨128區塊一般為臺子井，直井段防斜打井是關鍵，千萬不能自斷后路。
參考文獻
[1]《鉆井工藝原理》（上、中、下），石油工業出版社，劉希圣主編.
篇6
【關鍵詞】 鉆井液 鉀鹽共聚物 技套施工
達深14井位于徐家圍子斷陷安達凹陷北部。達深14井由于采取了鉀鹽共聚物鉆井液技術，施工安全順利。
1 地質工程概況
1.1 地質概況
上部地層泥質膠結，較疏松。青山口組巖性主要為深灰色泥巖為主，大段泥巖段地層要防止井壁坍塌、防止井漏。泉頭組中為灰綠、紫紅色泥巖為主。登婁庫組為深灰色泥巖、粉砂質泥巖夾灰色泥質粉砂巖為主。
1.2 工程概況
達深14井一開使用444.5mm鉆頭鉆至井深351m，下入339.7mm套管至井深350m；二開用311.2mm鉆頭鉆至井深2802m，下入244.5mm套管至井深2802m。
在1368m、1720m、1920m、2300m、2730m進行短起下鉆都較為順利，在姚一段縮徑現象較為突出的層位，短起下鉆也沒有明顯阻卡現象。在青山口硬脆性泥頁巖地層沒有明顯剝落掉塊，井壁穩定。
2 鉆井液技術難點
（1）該井二開裸眼井段長達2452m，井壁在鉆井液的浸泡和頻繁起下鉆過程中鉆具對井壁的撞擊下，掉快剝落甚至發生井塌、卡鉆等惡性事故。（2）大段泥巖發育，易水化膨脹，影響井壁穩定，鉆井液流變性能控制難度加大。（3）青山口黑色硬脆泥巖黑褐色油頁巖，大段泥巖段地層要預防井壁坍塌、井漏難度較高。
3 現場鉆井液技術
3.1 一開（0～351m）
防止井口垮塌、井漏是該井段重點。為保證大井眼鉆井液的攜巖性和井壁穩定性，用預水化膨潤土漿（200m3水+8t膨潤土+0.4t純堿）開鉆。鉆井液黏度為50s，密度1.05g/cm3。完鉆后大排量洗井。套管下入順利。
3.2 二開（351～2802m）
二開井段裸眼段長達2452m，重點是抑制地層造漿、保持井壁穩定、防止泥包、縮徑卡鉆要、防止井壁坍塌、防止井漏。
上部井段（351～1370m）主要為泥巖，造漿能力強，易縮徑而造成起下鉆困難。鉆井液以鉀鹽共聚物控制造漿為主，保持低密度、低黏度；鉆井工程方面保證大排量洗井，讓鉆井液在環空中成紊流狀態，以提高鉆井液對井壁的沖刷能力，使井眼更加清潔。二開鉆井液配方如下：
4.40～5.50%膨潤土+2.00～4.00%（土量）純堿+1.00～2.00%（土量）KOH+2.00～3.00%KFT+1.00～1.50%YGT+0.30～0.40%WDYZ-1+0.3%HX-D+0.80～1.00%NPAN
鉆井液密度為1.05～1.15g/cm3，黏度為40～50s，慮失量為6mL，塑性黏度13mPa.s，動切力為7Pa。在鉆進過程中，根據鉆井速度、鉆井液性能和振動篩上返出的鉆屑特征，細水長流地及時補充預水化處理劑膠液，使WDYZ-1、HX-D、NPAN的含量不低于0.3%、 0.3%、0.8%。該井段鉆速塊，本井段400米左右出現虛泥餅，在增加WDYZ-1、HX-D、NPAN至上限，增強了鉆井液的抑制性，有效的修整井壁，使在下段地層鉆進時，沒有受到影響，井壁穩定，返砂正常，起下鉆通暢，沒有發生阻卡現象。
下部井段青山口組（1580～1955m）存在大段黑褐色油頁巖，為防止掉塊井塌造成井壁不穩定，必須嚴格控制慮失量。以高濃度WDYZ-1、HX-D水溶液配制的藥液來提高鉆井液的抑制能力和防塌能力，保持鉆井液密度在1.20～1.22g/cm3，黏度為50～70s，慮失量不大于4mL。
泉頭組（1955～2770m）及登婁庫組頂端（2770～2802m）存在大段泥巖，易造漿，且存在大段硬脆性泥巖，易掉塊，需調整好鉆井液性能，減少掉塊程度。為了保證鉆井液在高溫的穩定性，加入1.00% GWJ、1.00%SF260，提高鉆井液的表面活性，阻止鉆井液在高溫和高PH值條件下的溶膠化程度。
二開鉆井液性能見（表1）。
本井電測一次成功率100%，井徑規則，平均井徑擴大率為8.82%。套管下入順利，固井質量優質。
4 結語
鉀基共聚物鉆井液性能穩定，抑制效果好，流變性能好，能滿足上部井段施工需要。提高鉆井液的防縮徑遇卡、穩定井壁能力和性是長裸眼施工的關鍵技術。鉆進過程中應充分使用固控設備，及時清除鉆井液內鉆屑和無用固相，提高泥餅質量，盡量控制密度，最好使達字號井中把密度控制在1.20g/cm3～1.22g/cm2，在控制泥餅上效果會更好些。
參考文獻：
[1]徐同臺.油氣田地層特性與鉆井液技術.北京：石油工業出版社，1998.
篇7
度的作用，在鉆探過程中發揮的作用不可忽視。本文從鉆井液的分類及特征、鉆井液選擇應
對措施和廢鉆井液處理技術三方面進行了分析。
【關鍵詞】地質；鉆探；鉆井液技術；
中圖分類號：K826文獻標識碼：A
一、鉆井液的分類及特征
對不同地質特點的鉆探施工采用不同的鉆井液進行有效的保護巖壁和提高鉆探的速度
非常重要。下面介紹幾種鉆井液的特點和適用的巖層情況。
1.1Cao―NaK粗分散鉆井液
這類鉆井液的制作是在淡水鉆井液的基礎上加上一定比例的氧化鈣和鈉化鉀配置的。這
類鉆井液的制作過程較為簡單，而且成本低廉，對軟土層的護壁效果也非常好，是在鉆探過
程中較為常用的一種鉆井液。
1.2PHP―NaK―KHm(BaSO4)高聚鉆井液
高聚鉆井液是在第一種鉆井液的基礎上增加了凝聚劑聚丙烯酞胺干粉等化學試劑煉制
而成。PHP－－NaK復配后具有較好的攜巖能力和壓涌護壁作用。這種高聚鉆井液相對而言
較為容易調整，而且制作過程也并不復雜，維護方便，能隨壓涌鉆進。
1.3PHP―NaK―CPAN低固相鉆井液
在這種低固相鉆井液中主要是利用了CPAN對失水量進行調節，CPAN還能降低塑性粘度，
具有攜巖能力和剪切稀釋作用;配加過篩鋸沫或PAM干粉，有較好的堵漏護壁效果。
1.4PHP―NaK―PAC141防塌鉆井液
這種鉆井液的防塌效果較好，護壁性能強，適合土質疏松不堅固的地質層使用，使用添
加劑PAC141作為失水量調節劑能根據鉆井液的具體情況調節稀釋的程度。
1.5LBM鉆井液
LBM鉆井液是LBM低粘增效粉直接加入清水配制而成，在使用的時候可以直接用清水按
比例勾兌充分攪拌。因此，這種鉆井液使用起來非常便利，而且性能穩定，可調性好，具有
較強的水化分散和防塌護壁作用，能有效地抑制鉆桿內壁結垢，適用于繩鉆和復雜地層鉆進。
這幾種類型鉆井液的加入可以調節鉆探地質的粘度和流變性能，大大減少鉆探的阻力和對巖
壁的破壞作用，起到固定巖壁和保護巖壁的作用。鉆井液的和稀釋作用也可使泵的壓力
減少，有利于提高泵的使用壽命。
二、鉆井液選擇應對措施
2.1初始鉆井液的選擇
鉆探施工選擇的鉆井液粘度較高時，對時效的影響較大，可以采取粘度稍微低點同時固
相也相對較低的鉆井液進行操作，即盡量選擇低粘度、低固相且不易分散的鉆井液。在配制
初始鉆井液的時候要盡量選用質量優良的膨潤土，控制好固相含量，而且質量優良的膨潤土
在初次配制的過程中可以稍微多些。因為優質的膨潤土對鉆井液的抗污染能力有很大的作
用，如果膨潤土夠多，在失水量較低的情況下，鉆井液抗劣質造漿成分污染能力還是較好，
相反，膨潤土的含量較低，在失水量較低的情況下，容易造成劣質鉆井液的入侵[1]。而且
在整個鉆探的過程中要始終注意保持鉆井液低固相。
鉆井液的失水量可以適當控制得稍高，現階段一般都采用強抑制的鉆井液，在選用繩索
取芯鉆探的時候可以適當將失水量降低來滿足鉆探的具體要求。為防止巖壁的坍塌可提前采
取樣本進行濾液浸泡試驗，選取優質的鉆井液濾液。在進行這些實驗的基礎上，選擇出合適
的鉆井液配方再測試其抗污染成分的能力如何。鉆井液抗污染能力成分的測定主要包括泥皮
的測定和沉降測定。鉆井液在大量劣質造漿成分污染后泥皮會增厚，鉆井液抑制泥質成分水
化分散能力強，巖粉水化分散作用小，處于游離狀態，一旦從孔內返出很容易機械清除，或
采用絮凝劑將許多小顆粒巖粉絮凝成團塊再被機械清除。在實驗中盡量選取實驗后沉降物越
多的鉆井液配方。
2.2鉆井液被污染后的維護
在鉆探的過程中，鉆井液的性質會隨著地質層中雜質成分的入侵而逐漸發生改變，鉆井
液的粘度會增高，固相含量增加，如果不采取一定的措施進行處理就會阻礙整個鉆探的順利
進行。在這個過程中可以采用機械清除和稀釋等方法進行改善鉆井液的狀況。機械方法主要
是用物理的操作方法將大部分的巖土砂石等雜質成分進行清除，通過這種方法絕大部分的泥
質成分都能被消除。鉆井液的抗污染成分能力越強就能更好的促進機械清除的進行，機械清
除得越徹底反過來也會促進鉆井液的抗劣質鉆井液造漿污染能力的增強[2]。
機械清除的方法主要適用于砂石等固態的雜質成分，對于在鉆探過程中由于水化分散混
入鉆井液的其他成分并不能很好的清除。這些有雜質成分以液態或者粉塵的形式組成鉆井液
的一部分會造成鉆井液粘度的增大，固相含量增高。這時候可以采用稀釋或絮凝劑的方法來
維持鉆井液的基本性能。鉆井液在通過劣質的地層以后，其粘度和固相含量等指標性能都會
發生改變，而且泥皮也會出現不同的程度的增幅。從泥皮的變化情況也能較為準確的反應鉆
井液的維護是否合理，對維護好鉆井液的各種性能從而延長鉆井液的使用壽命具有非常重要
的意義。
2.3全孔更換鉆井液
采用鉆井液處理劑雖然可以控制鉆井液的粘度，固相含量，延緩泥皮增厚速度，但卻無
法阻止泥皮增厚的趨勢。因此，當泥皮增加到一定程度后，只能全孔更換鉆井液。這樣做雖
然浪費了許多鉆井液，但從定向經濟效益測算，仍然是合理的方案。
三、廢鉆井液處理技術
3.1固化處理方法
固化處理是目前國內應用較為廣泛的處理方法。具體做法是在廢棄鉆井液中投入固化材
料，使其轉化為土壤或膠結強度較大的固化體，然后就地填埋或用作建筑材料。原理是鉆井
液中的固相與固化劑發生物理化學反應，其中的有害成分如重金屬、高聚物、油類等被包裹
起來，其它的污染物也因為遷移通道的縮小而減小了向周圍土地的遷移擴散。適用于油含量
＜50000mg/L，鹽含量＜20000mg/L的廢棄鉆井液。該方法不僅可以明顯減少重金屬離子和
有機質對土壤、水體和環境的污染和破壞，還可以有效回填還耕，提高土壤的肥力。
3.2固液分離技術
固液分離技術是固化前的預處理，工藝流程簡便，主要內容包括脫穩和絮凝。
（1）脫穩。化學破膠法可有效打破廢棄物體的穩定狀態，達到脫穩的目的。原理是通
過消除膠體的穩定因素，利用不穩定因素，再通過微粒之間的范德華引力及布朗運動，使膠
體微粒不斷長大形成沉淀。
（2）絮凝。在廢棄鉆井液中加入適當的混凝劑(絮凝劑和凝聚劑的混合液)，改變鉆井
液體系的物理化學性質，破壞其膠體體系，改變其中粘土顆粒的表面性質，讓更細的顆粒產
生聚結，使其在機械輔助分離條件下實現固液分離。分離出的液體，經過二級絮凝過濾處理
后達標就可外排，固相進行掩埋或固化處理。
3.3再循環使用
當井距較近時，可在完井排放的鉆井液中加入一定的處理劑改良其性質，然后運用到新
井。既可以降低鉆井液的排放，保護環境，又可以減少鉆井液的使用成本。一般用于大規模
的井位比較集中的礦區。
四、結語
隨著科技的發展，這種復雜地層給鉆探技術帶來的難題將逐步得到解決。相信隨著新的
鉆井液試劑的出現，以及鉆探工藝的不斷提高將會促進鉆探技術的不斷提高，勞動效率得到
不斷的提高。鉆井液的無害化處理越來越得到重視。固化處理方法目前在廣泛使用，同時應
用粉煤灰和微生物處理等新方法也在不斷發展。綠色文明施工和可持續發展的思想將引領鉆
探工程朝著清潔綠色的方向發展。
【參考文獻】
篇8
（中石化西南石油工程有限公司臨盤鉆井分公司，山東 臨邑 251500）
【摘 要】旋轉鉆井的發展可分為初期階段、發展階段、科學化鉆井3個階段。科學化鉆井后期階段成果主要有3大項：實現了井下信息關時檢測、傳輸、處理、分析；開發了井下導向和井下閉環鉆井系統；發展了新鉆井技術。現代鉆井技術發展趨勢是：向信息化、智能化方向發展；向多學科緊密結合、提高油井產量和油田采收率方向發展；向有效開采特殊油氣藏方向發展。建議：能引進的采取引進一消化一創新的技術路線來跟蹤前沿，不能引進的國內自主開發；在水平井鉆井技術、多分支鉆井技術和欠平衡壓力鉆井技術三大新鉆井技術方面，我國目前還有許多基礎工作要做，建議有計劃地組織攻關；鉆井科研工作者在觀念上應有新的轉變。目前石油工程技術的發展要求鉆井工程不僅要建油流通道，而且要擔負提高單井產量和油田采收率部分任務以及開發開采特殊油氣藏的任務，因此鉆井科技人員應熟悉和了解采油工程和油藏工程有關理論和技術。
關鍵詞 鉆井技術；趨勢；進展
1 鉆井技術發展回顧
旋轉鉆井的發展可分為初期階段、發展階段、科學化鉆井3個階段。初期階段（萌芽階段）從1900年至1920年，發展階段（經驗鉆井階段）從1920年至1950年，科學化鉆井階段年代從1950至現在。科學化鉆井階段又可分為前期階段（1950年到1980年）和后期階段（現代鉆井階段）。前期階段出現了9項單項技術：噴射鉆井技術、優選參數鉆井技術、平衡壓力鉆井技術、保護油氣層技術、深井鉆井技術、叢式鉆井技術、高效鉆井技術、井控技術、洗井液技術。后期階段成果主要有3大項：（1）實現了井下信息實時檢測、傳輸、處理、分析。該項成果使用隨鉆測量（MWD）、隨鉆測井（LWD）、隨鉆地震（SWD）、隨鉆井下鉆井動態數據實時檢測和處理技術（DDS）、地質導向技術（GST）及隨鉆地層評價（FEWD）等隨鉆測量技術，對地層參數、鉆井參數、井眼參數進行實時檢測、傳輸、處理、分析。（2）開發了井下導向和井下閉環鉆井系統。（3）發展了新鉆井技術（水平井鉆井技術、多分支井鉆井技術、欠平衡壓力鉆井技術），在此基礎上發展了新的小井眼鉆井技術、連續油管鉆井技術。
2 現代鉆井技術發展趨勢
2．1 向信息化、智能化方向發展信息化鉆井技術以MWDE、LWD、SWD、FEWD、GST、DDS為主要特征
智能化鉆井技術是由井下導向工具、測試工具、作業控制三者組成的閉環鉆井系統。l990年由數家大石油公司合作，歷時5a，耗資1000萬美元，成功開發了集成鉆井系統（IDS）和集成鉆井作業系統（IDO）。井下閉環鉆井發展階段分為井下開環、井下半閉環、井下全閉環、地面井下全閉環4個階段。
目前已投入商業運作的鉆井系統有垂直鉆井系統（VDS）、自動定向鉆井系統（ADD）、自動導向鉆井系統（AGS）、旋轉導向鉆井系統（SRD）、旋轉閉環鉆井系統。
2．2 向多學科緊密結合提高油井產量和油田采收率方向發展以水平井為例
2．2．1 水平井設計程序
水平井設計程序是1992年11月由美國石油工程協會、地質家協會、地球物理家協會和測井分析家協會共同開會約定的。該設計內容由地質、鉆井、采油、成本核算4部分人員共同合作完成。
設計步驟：（1）提出候選目標油氣藏。由作業公司提出候選目標油氣藏。（2）地質評價。審查油氣藏條件是否適合鉆水平井，是否有法律爭議，是否符合公司經營戰略。（3）初步篩選油氣藏。初步進行產量遞減和現值研究、儲量分析。（4）經濟效益分析。初步經濟分析和初步成本預測，是否受土地租賃和規劃條例限制。（5）詳細油氣藏分析。用分析模型或大型計算機數值模擬程序進行詳細的油氣藏分析。（6）生產戰略。與詳細油氣藏分析相結合，進行油氣藏生產特性的分析，確定水平段長度，距流體接觸面距離。（7）增產措施及完井對策。是否需要下套管、固井、射孔和壓裂，這些環節將耗費作業費用，需要認真進行投入與產出預算，作出經濟預測評價，再作出完井方法及相關設計。（8）詳細設計（油井設計）。由石油公司鉆井部設計，包括井眼剖面、水平段長度、井徑、套管程序、套管柱設計、注水泥設計、井控、保護儲集層設計及鉆井液密度設計。（9）鉆井施工設計。包括鉆頭類型、鉆井液設計、鉆井參數設計、鉆柱設計、鉆柱下部結構設計、鉆井設備選擇。在以上基礎上，進行詳細成本預測和費用核算，重做經濟分析，以確定水平井是否經濟有效。（10）完井試油后評價。進行回顧總結，以便總結經驗和教訓。以上設計程序稱為水平井綜合設計平臺。國外各石油公司都有自己的綜合設計平臺和軟件。軟件可融合地質模型、鉆井模型、采油油藏模型、成本和費用核算模型，以便考證水平井的有效性和經濟性。我國現在缺少此類模型。
2．2．2 水平井效益問題
水平井鉆井技術從20世紀80年代初開始研究，90年代大規模推廣應用，目前已作為常規鉆井技術應用于各類油藏。水平井鉆井成本已降至直井的1．5～2．0倍，甚至有的水平井鉆井成本只是直井的1．2倍。水平井產量則是直井的4～8倍。應用水平井技術開發整裝油氣田，是20世紀90年代水平井應用發展的主要趨勢之一，它不僅可顯著提高油田產量，更可以有效地提高油田采收率。
2．3 向有效開采特殊油氣藏方向發展
以低滲透油氣藏為例，我國已探明儲量中，低滲透油氣藏占總探明儲量25，預計近3～4a約60的新增儲量來自低滲透油氣藏。鉆井技術。美國20世紀90年代以前用水基鉆井液+常規保護油氣層技術鉆直井和用油基鉆井液鉆井（成本高）；90年代以后普遍用欠平衡技術鉆水平井，包括氣體鉆井、霧化鉆井、泡沫鉆井、充氣鉆井等，方法選擇需根據儲集層特性進行選配。某致密氣藏用常規鉆井液鉆直井，平均日產量為30萬m3。如用空氣鉆井，直井產量提高3倍，水平井產量提高10倍。
近2O年來鉆井技術的發展進程以信息化和智能化鉆井為核心，全面提高了鉆井技術水平，使鉆井技術由部分定量分析研究進入全面定量分析研究，從而發展了水平井鉆井技術、多分支井鉆井技術和欠平衡壓力鉆井技術，使鉆井手段、鉆井任務、鉆井類型和鉆井對象等方面都發生了巨大變化。鉆井工程在石油工程中的作用和地位比過去更為重要。
3 參考建議
1）信息化、智能化鉆井的有關設備和技術，能引進的采取引進消化一創新的技術路線來跟蹤前沿，不能引進的國內自主開發。國內三大石油公司也可以采取聯合開發的方法盡快縮短差距。
2）近10年來國外開發的三大新鉆井技術（水平井鉆井技術、多分支鉆井技術和欠平衡壓力鉆井技術）對世界石油的開采有重大影響。我國水平井鉆井技術近年來發展較快，水平井數量增多。水平井軌道控制技術比較成熟，但水平井井控技術、水平井井壁穩定技術、水平井完井技術、水平井攜帶巖屑技術（巖屑床問題）、水平井壓裂技術等還有許多工作要做。另外我國目前所鉆水平井基本為單一水平井和雙臺階水平井，而分支水平井和多分支水平井尚未廣泛應用，影響了水平井的經濟效益。
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關鍵詞：深水鉆井；溢流；早期監測；技術研究
溢流監測技術主要包括：井口導管液面監測、泥漿池液面法、隔水管超聲波法、井下流量測量法等，這些方法的應用，是基于深水鉆井與和溢流監測工作的特點，實現井下溢流監測，以及綜合監控壓井的壓力。
1深水鉆井溢流早期監測技術種類
深水鉆井和淺水鉆井以及陸地鉆井不同，其中深水井的控防噴器被放置在低溫、高壓的環境下，使得早期溢流監測工作，變得更加的復雜，增加了深水鉆井的風險性，基于深水鉆井的特性與特點，以及傳感器安裝的位置，將早期監測技術分為海水段監測、井口監測、井下監測。
2深水鉆井溢流早期監測技術研究現狀
2.1海水段溢流監測方法現狀
在海水段監測溢流，是海洋深水鉆井獨有的監測技術，其應用原理是海水深度大，將監測點設置在此，要比在井口處監測更早的發現溢流情況，其最佳的監測位置是海底泥線位置。深水鉆井早期發現溢流情況，對于開展井控工作，有著重要的作用，而海水段監測方法對于發現氣侵情況，具有一定的優勢，在該技術的基礎上，延伸出來的技術，主要包括：聲波監測法、超聲波監測法、機器人觀察法以及壓差監測法。不同的監測法，其監測的原理不同，并且具有的優勢也都不同，因此在應用前需要根據實際情況，選擇最佳的監測方法。譬如:聲波監測是在隔水管的伸縮接頭上，在其下端位置處，安裝聲波發射器，同時將傳感器安裝在隔水管上，以垂直等間距的方式，其間距是聲波的一半，即λ/2。該種方式主要是利用聲波的傳遞，聲波和反射波是利用鉆柱和隔水管，來實現傳播的，監測溢流主要是靠反射波能量來反映，進而反應流體性質，分析出是鉆井液或者溢流流體，達到監測的目的。
2.2井口監測法研究的基本現狀
2.2.1井口監測法概述井口監測法指的是基于井口返出情況，以及井口監測參數等，實現溢流監測，該種檢測法又分為以下三種，包括：常規與非常規監測法、井口監測法。2.2.2常規檢測法常規監測法是通過觀測法，在井口監測預兆與井涌情況，通常情況下溢流發生的前兆表現如下：出井口的流量增加；泥漿池鉆井液體發生變化，表現為體積增加；水泵停止運行后，井液會出現外溢情況；泵壓下降或者泵沖增加；當起鉆時，鉆井液外溢。該種方法可以采取人工觀測法，或者裝置監測法。2.2.3非常規監測法非常規監測法指的是利用機械波，包括聲波與壓力波、回波等，來監測井筒內部鉆井液性能變化情況，主要被應用于監測氣侵，主要應用的方法包括壓力波氣侵監測與流速法。壓力氣侵入監測通過監測聲波傳播的速度，以及含氣量來實現溢流監測的，需要在立管入口處，安裝一個用來發射是信號的傳感器，并且需要在井口，安裝可以接收信號的傳感器，使得聲波可以在立管處返回。判斷溢流的主要依據為：當環空鉆井液氣侵，則聲波的傳播速度會變低，同時發射波和反射波之間會出現相位差，或者出現接波紊亂和漂移等現象，根據反射波的振幅或者相位，最終可以辨別出是否發生氣侵。2.2.4井口綜合監測法井口綜合監測法指的是：井口各種參數溢流監測的總稱，是得和主要監測依據是：錄井記錄數據，以及流量監測數據、液位監測數據。這類方法主要包括：綜合門限法、綜合概率、網絡監測法。該種方法主要是通過監測常規數據，綜合分析并排出干擾因素，其監測的數據準確性較高，并且應用性強。其劣勢是：噪聲大、傳感器的精度相對較低，并且當開展鉆井作業時，會給監測設備造成極大的干擾。
2.3井下監測法
井下隨鉆監測是將傳感器，布設在鉆柱上，實現隨鉆監測目的，該種監測方法主要包括：APWD（環空壓力測量）、LWD（隨鉆測井）、FTWD（隨鉆地層測試）、井下微流量測量、RAT（環空溫度測量）、超聲波測量、聲波干擾儀法等。不同技術安裝傳感器的位置不同，并且安裝方式也都不同，因此需要技術人員根據實際情況，以及技術應用的具體要求，做好相關安裝與維護工作。譬如：LWD技術監測溢流，主要是和鉆井液接觸后，通過地層流體，再進入到井筒，以此改變是鉆井性能，包括電阻率、礦化度等，并且要輔助電阻率與聲波輔助等，實現溢流監測，隨鉆電阻率測井儀器，根據測試深度劃分，其紐扣電極主要分為深、中、淺，在井筒內，鉆井液通常采用淺側向電阻率，以此監測導電特性的基本變化模式，并且隨鉆聲波測井具有識別氣層功能，通過分析其他資料，還可以監測地層孔隙度，并且判斷流體性質，以及預測高壓層等，該種方法可以實現早期預測以及監測溢流。
3結語
綜上所述，可以根據深水鉆井環境特點，進而將溢流監測方法綜合劃分為海水段監測、平臺監測以及井下監測法，其中井口監測法的精準性較高，使用域陸地低壓鉆井溢流監測，而海水段監測法語井下鉆井監測法，則更適合深水鉆井溢流監測。其中主要用于深水監測技術包括：井口流量法、超聲波法、井下流量監測法、LWD監測等。
參考文獻：
[1]陳平,馬天壽.深水鉆井溢流早期監測技術研究現狀[J].石油學報,2014（03）.
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【關鍵詞】大慶油田，鉆井設備；鉆井液；鉆井新技術
1.鉆井設備
1.1 提升系統設備
鉆井提升設備是一套大功率的起重設備。主要由鉆井絞車、游動系（鋼絲繩、天車、游動滑車及大鉤）、懸掛游動系統的井架及起升操作用的工具（如：吊鉗、吊環、吊卡、卡瓦及上扣器等）組成。它的主要作用是起下鉆、換鉆頭、均勻送鉆、下套管及進行井下特殊作業等。
1.2 泥漿循環系統設備
泥漿循環系統設備主要由泥漿泵、地面高壓循環管匯、水龍帶、水龍頭、鉆柱、泥漿凈化及調配設備等組成。它的主要作用是清洗井底、攜帶巖屑、在噴射鉆井及井下動力鉆具鉆井頂部驅動鉆井中，還起到傳遞動力的作用。
1.3 地面旋轉鉆進設備
地面旋轉鉆進設備主要由轉盤、水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌及鉆頭等組成。它的主要作用是不斷地破碎巖石,加深井眼及處理井下的復雜情況等。
1.4 動力驅動設備
動力驅動設備屬于鉆機的動力機組,是驅動起升、旋轉和循環等三大工作機組的動力設備。鉆機用的動力設備主要是柴油機,其次是交流或直流電動機。
1.5 傳動系統設備
傳動系統設備屬示鉆機的傳動機組。其主要作用是聯結動力機與工作機組,并將動力傳遞到各工作機組。傳動系統設備主要由減速箱、離合器、傳動皮帶輪、傳動鏈輪及并車、倒車機構等組成。根據能量傳遞的方式不同,可分為機械、液壓及液力傳動。
1.6 控制系統設備
控制系統設備屬于鉆機的控制機組。控制的內容包括發動機的啟動、停車、變速和并車等, 絞車、轉盤、泥漿泵等工作機組的啟動、停車、調速和換向等。控制的方式有機械、氣動、液壓和電力控制等, 隨鉆機的類型不同而異。控制系統的主要作用是遠距離操作指揮和協調各機組正常工作。
1.7 鉆機底座
鉆機底座屬于鉆機的輔助機組,包括井架、鉆臺動力機、傳動系統和泥漿泵等的底座。它主要用于安裝鉆機的各機組,是鉆機不可缺少的組成部分。
1.8 輔助設備
輔助設備屬于鉆機的輔助機組,包括供氣設備、供水設備、供電設備、鉆鼠洞設備、防噴設備、防火設備、輔助起重設備及保溫設備等。它是為整套鉆機服務的,是鉆機不可分割的部分。
2.鉆井工藝技術及流程
鉆井是一項復雜的系統工程，包括鉆前工程、鉆井工程和固井工程三個階段，其主要施工工序一般包括：定井位、井場及道路勘測、基礎施工、安裝井架、搬家、安裝設備、一次開鉆、二次開鉆、鉆進、起鉆、換鉆頭、下鉆、中途測試、完井、電測、下套管、固井施工等。
2.1 鉆井工程
一開鉆進的工作內容及要求：
（1)進尺工作：是指井眼不斷加深的工作，包括純鉆進、接單根、劃眼、起下鉆、循環鉆井液等工序；（2)輔助工作，處理鉆井液，檢查保養設備等工作；（3)下表層套管，鉆完表層后，按工程設計要求下表層套管；（4）注水泥固井，表層套管下完后，進行注水泥固井作業，通過固井設備，注入到套管與地層的環形空間去，把套管和地層固結在一起；（5）候凝。
二開鉆井，二開鉆進是指從表層套管內下入小一級的鉆頭往下鉆進的過程。根據地質設計和地下情況，可以一直鉆進到完鉆井深，然后下入油層套管完井。
（1）二開前的準備工作，安裝井控設備，放噴管線，試壓，組合鉆具。鉆水泥塞，磨阻流環式浮箍、浮鞋；洗井到開鉆水平。二開鉆進需要鉆開地層、油層，在油氣層中鉆井要放噴、防漏、防塌、防斜等，預防井下復雜情況，保護好油氣層。
（2)井口放噴器和配套的井控系統應符合鉆井設計要求，壓力等級應和地層壓力匹配，放噴器芯子尺寸必須與井內鉆具一致。
（3）井控設備的安裝質量必須滿足油氣層安全鉆進需要。
（4）鉆具組合：鐘擺鉆具，鉆頭：PDC。
（5）鉆進施工嚴格按照鉆進設計執行，鉆井參數主要包括：鉆頭類型及參數、鉆井性能、鉆進參數、水力參數；鉆進參數主要包括：鉆壓、轉速、排量、立管泵壓；水力參數主要包括：上返速度、噴射速度、鉆頭壓降、環空壓耗、鉆頭水功率等。
（6）輔助工作：定點側斜，處理鉆井液，修理設備。
（7）鉆進中應進行油氣層壓力監測工作，遇到鉆速突然加快、防空、憋鉆、跳鉆、油氣水顯示等情況，應立即停鉆循環觀察，有外溢現象要關井觀察。
（8）鉆開油氣層前，要提高鉆井液密度至設計上限（加重泥漿）。
（9）鉆開油氣層要保護好油層，處理好鉆井液，下鉆速度要慢，防止壓力激動導致井漏，上提鉆柱不要過快，防止抽噴。
（10）鉆開油氣層要做好放噴演習，設專人觀察溢流。
2.2 固井施工
（1）固井前準備
A.下套管就是為了使井內油氣能夠得到有效的開采，在鉆完一口井后，用管線封隔地層并將油氣層深處引導至地面的施工工程。
B.處理鉆井液至固井要求。
（2）固井
固井就是向井內下入套管管柱，在套管柱與井壁的環形空間注入水泥漿進行封固，以在套管外壁和井壁之間形成堅固的水泥環，防止井壁垮塌；同時在套管內形成一個從地面至井下由鋼管做成的油氣通道的過程。
（3）常規注水泥方法工藝流程
循環洗井――停泵――卸循環接頭――裝水泥頭――注隔離液――下膠塞入井――注水泥漿――上膠塞入井――注隔離液――碰壓――試壓――施工結束。
3.保護油氣層的鉆井工藝技術
鉆開油氣層鉆井液不僅要滿足安全、快速、優質、高效的鉆井施工需要，而且要滿足保護油氣層的技術要求。通過多年的研究，可歸納以下幾個方面：
（1）采取衡或欠平衡壓力鉆井。
（2）合理降低鉆井液密度，滿足不同壓力油氣層鉆井。
（3）采用優質鉆井液體系，降低鉆井液中固相顆粒對油氣層的損害。
（4）降低油氣層裸眼浸泡時間。
