七种钻井技术综述

2022-01-23王秋然王迎春

西部探矿工程 2021年12期

王秋然，王迎春，王能

（1.大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院钻井仪器研究所，黑龙江大庆 163000；2.大庆钻探工程公司钻井二公司，黑龙江大庆 163000；3.大庆钻探工程公司工程技术研究院定向井分公司，黑龙江大庆 163000）

当今国际局势及能源使用结构要求石油勘探及采收技术不断进步，面对新世纪，石油技术需要战胜的困难主要为：新储层寻找的困难；已开发储层产量减少迅速；含硫井、深井及复杂地形条件下钻井技术的困难；各地区块已勘探开发程度都已经很高；勘探及采收市场竞争激烈；日益增长的能源需求；环保标准的提高[1]。想要战胜这些困难，石油技术需要做到：勘探水平的全面提升、成本的全面下降及效率的大幅提高、探寻新的储层及深层油层、提高采收率、环保水平上升。

未来可见的十年以内，钻井的主要方式仍然是旋进式钻井，而且旋转钻进的仪器的研发，涉及到了电子、机械等多个领域的学科联合应用[2]。同时钻井技术也会随着社会各方面科学技术的进步同步发展，目标就是降低每吨油的采收成本，提高经济效益，尤其在特殊工艺井钻井技术方面会发展的非常迅速。最终的钻井技术，需要以信息论、系统论、控制论为指导，形成地面终端模块化、联网化，井下仪器智能化。通过钻井技术、工艺以及各种仪器的研发，逐渐将钻井、录井、测井整合为一个一套工艺体系，提高效率同时也解决了测量数据互补问题。最终在勘探上提高发现油气层的效率，在钻井上缩短时间、提升速度，在采油上提高单井产量和采收率，从而达到低成本高效率的目的。目前世界钻井技术的发展大致经历了3个阶段，如图1所示。

图1 世界钻井技术发展经历

为了实现低成本高效率这个目标，目前已经有很多先进的钻井工艺技术，其主要方向有以下几个方面。

1 水平井钻井技术

水平井在未来将逐步取代很多直井，是代表了更先进的钻井技术的发展方向，同时也是多项钻井技术综合运用的成果。水平井钻井技术又包含欠平衡及气体水平井、大位移水平井、小井眼水平井等，通过水平井技术，可以大幅提高单井产量以及采收的效果。

2 欠平衡钻井技术

欠平衡钻井技术或气体钻井技术也是近年来新兴的一种钻井技术，其钻井速度较常规钻井技术有大幅度的提高，用于保护油层以及低压渗油油层上具有良好的效果，尤其在老油田应用广泛。

3 多分支井钻井技术

随着完井技术的发展，多分支井技术也得到了开发以及广泛的应用。在海上油田以及老油田上，多分支井技术相对于常规钻井技术可以减少压裂的需求，能替代常规的射孔技术。

4 大位移井技术

对于海上油田以及地面存在无法避开的障碍物的地质区块，大位移井技术是最好的选择，其成本更低，效率及成功率更高，同时也降低了风险。

5 多地质参数技术

多地质参数技术是近年迅速发展的一项综合技术，其包含了随钻测量、随钻测井、随钻井眼轨迹检测等技术。通过在钻井仪器上增加的电阻率测量短节、方位井斜测量短节以及伽马测量短节等传感器，可以实时地在钻井过程中得到井下的各项地质数据。这些传感器都加装在钻头附近，能及时探测到钻头附近的地质信息，通过地面和井下的双向通讯技术，传输到地面，形成地质模型，实现随钻地质导向钻井，为钻井效率及钻井质量提供保障。

6 深井及超深井钻井技术

随着浅层油藏的被开发利用，深井及超深井钻井技术也日渐迫切地成为钻井技术发展的前沿方向。目前已经应用在深井钻井中的技术有：旋转导向钻井技术、自动垂直钻井技术、抗高温钻井液体系、随钻地层评价系统以及随钻测井系统。但随着地层的加深，环境也更加复杂，目前现有的技术也无法满足所有工况，所以目前行业内正在研发更先进的适应深井工况及地层的新型灵巧井系统（Smartwell），如图2所示。