发布时间 : 星期二 文章钻井新技术及发展方向分析更新完毕开始阅读c39c885f091c59eef8c75fbfc77da26925c596bf
鱼骨井属于多分支井的范畴，已经成为高效开发油气藏的理想井型之一，并在美国煤层气开采中成功应用。在鱼骨井的基础上提出了最大储层接触(maximum reservoir contact，MRC) 钻井技术，MRC 井是指一口井在储层中的累积长度(单井筒或多分支井筒) 超过5 km 的井。目前已经完成100多口MRC 井，其中进尺最长的是位于沙特阿拉伯Shaybah 油田的shyb2220 井，8 个分支井筒储层段累积进尺达到12.3 km，投产后日产原油1907.7m3。目前世界上多家公司正在探索该技术在低渗透气藏开发中的应用。
1.3.3 大位移井技术
大位移井是定向井、水平井技术的延伸，主要应用于海上油田的开发和海油陆采。国外已成功地钻成数百口大位移井，其中英国Wytch Farm 油田的M16 井的水平位移达10.728 4 km，水平垂深比达6.55。最近，BP 公司把大位移井和多分支井有机结合在一起；埃克森美孚公司定量研究了大位移井眼轨迹方向与井壁稳定性；;斯伦贝谢公司提出大位移定向难度指数法理论，哈里伯顿公司用膨胀管技术封隔复杂地层,确保钻达大位移井的靶位。大位移井的水平位移和“水垂比”越来越大，钻井风险减小，钻井成功率大幅度提高。
1.4 特殊工艺钻井技术
1.4.1 欠平衡和气体钻井技术
各种循环介质的欠平衡和气体钻井技术已在世界范围内得到了广泛应用，并将欠平衡、气体钻井与水平井和套管钻井等技术结合起来，
取得显著效果。欠平衡钻井装备已逐步完善配套了包括旋转防喷器、制氮设备、可循环泡沫、可循环气体、套管控制阀和不压井起下钻作业装置等，形成了一套适合欠平衡和气体钻井地层筛选与评价技术。据最新资料统计，2007 年美国欠平衡和气体钻井数约占当年总井数的28 % ，美国75 %的井在钻井过程中都安装了旋转控制头，90 %的煤层气井采用空气钻井。欠平衡和气体钻井已用于探井、开发井、水平井和特殊工艺井等，有效发挥了发现和保护油气层、减少工程复杂程度和提高钻井速度的作用。
1.4.2 套管钻井技术
除表层套管和技术套管钻井外，国外又发展了尾管钻井技术，如贝克休斯公司的EZCase 套管/衬管钻井系统，它通过钻杆丢手工具连接尾管悬挂器，用尾管部分代替钻柱进行钻进，钻达设计井深后不起钻直接将尾管与钻杆脱开留在井内完井。还发展了套管钻井的取心作业、钢丝绳换钻头和套管欠平衡钻井等技术。目前，套管钻井工艺可用于直井、定向井、水平井和开窗侧钻井中。Tesco 公司套管钻井节约钻井时间30 %以上。
1.4.3 控制压力钻井技术
美国研究人员于20 世纪90 年代起开始研发控制压力钻井技术，主要用于解决裂缝性、岩溶性碳酸盐岩等地层钻井过程中的恶性井漏及当量循环密度( ECD) 引发的钻井问题，如在大位移井中ECD 过高引发的井漏和窄密度安全窗口问题等。2007 年，美国陆上有四分之一的井是利用密闭循环系统进行欠平衡钻井，其中又有四分之一的井是采用
控制压力钻井理念进行钻井的。最近威德福公司研制出降低当量循环密度工具，斯伦贝谢公司发展了随钻测量地层压力的Stetho Scope 技术，这些技术的发展为控制压力钻井技术注入了新的活力。
1.5 深井超深井钻井技术
深井超深井钻井技术是勘探开发深部油气资源必不可少的关键技术，也是衡量一个国家或公司钻井技术水平的重要标志之一。近年来，,国外对深井钻井技术研究的投入力度很大，技术发展迅速；先后发展并逐步完善了垂直钻井、无风险钻井、气体钻井、高效钻头、膨胀管和波纹管等高新技术，有效地解决了深井超深井易斜地层的快速钻进、复杂地层的漏失、窄密窗口安全钻进和深层高研磨性地层提速等技术难题；大量采用非常规井身结构,拓展套管层次，,应对钻井风险；深井钻井效率和探井发现率得到大幅度提高。美国2007 年完成415 km 以上的深井1485口，2008年达到1610口，6km 左右的深井平均钻井周期90d 左右，平均单井耗用钻头19只。
1.6 自动化钻井技术
自动化钻井技术是21 世纪钻井技术的重要发展方向，包括井下自动化和地面钻机自动化两大部分。
1.6.1旋转导向与地质导向技术
导向钻井已从初级导向钻井、地面人工控制的导向钻井逐渐发展到目前的全自动井下闭环旋转导向钻井，也正是这一技术的发展,提高了
复杂结构井、薄储层等钻井速度、质量和成功率。2008 年美国导向钻井使用量占到定向井总进尺的40 %。
(1) 斯伦贝谢公司于2002 年推出了第二代导向工具( Power Drive Xtra)，该工具采用偏置钻头的导向方式。2005 年又推出新一代近钻头随钻地质导向PeriScope15工具，能连续探测距钻头前方5m处流体界面和地层的变化，具有360°测量和成像能力。经美国康菲石油公司现场应用统计，PeriScope15在薄储层钻遇率由常规MWD/ LWD 技术的50%～60% 提高到93% ，产量比预期值提高60%。
(2) 哈里伯顿公司于2000 年2月研制出第二代旋转导向系统( Geo-Pilot )，该系统采用偏置钻柱、不旋转外筒式导向方式，同年10 月份开始商业化应用，实现了井眼轨迹控制精确、水平井扭矩摩阻降低、井下复杂和卡钻事故等减少的目的。
(3) 贝克休斯公司于2002 年推出第三代Auto-Trak 导向系统，该技术把闭环导向技术与螺杆钻具结合在一起，增加了旋转导向马达的钻井能力，速度、可靠性和精度更好。该系统可精确地按设计钻出井眼轨迹，可以用连续旋转钻井的方式在油藏内自动精确导向钻达目标,实现了旋转闭环钻井。
1.6.2自动垂直钻井技术
自动垂直钻井( vertical drilling system，VDS)技术源于1988 年原联邦德国的大陆超深井科学钻探计划。近几年,随着旋转导向技术进步，为解决高陡构造、断层和盐层等复杂易斜地质条件下深井防斜打快的难