2　我國與世界鉆井技術的差距與對策

　　我國陸上鉆井雖然取得很大成就，但當前國際競爭激烈，世界鉆井技術發展很快，我國今后面臨的形勢仍很嚴峻，如不加快發展，已經縮小的差距，仍有拉大的可能，事實上，鉆井技術的一些領域，差距已經加大了。

　2．1　世界鉆井技術的發展與我們的差距

　　這些年國外油公司和技術服務，兼并很多，總的趨勢是越兼并規模越大。油公司和油公司合并，技術服務公司之間合并，越合并鉆井技術越得到發展，鉆井技術服務項目越多、越配套，更利于競爭。

　　21世紀世界鉆井發展的趨勢是向自動化、智能化鉆井發展。這個時期特點：一是將鉆井、電測、信息采集、傳輸，控制技術緊密結合；二是從地面人工控制發展為地下全自動閉環控制，從地面為主的間斷信息采集發展為地下直接連續的信息采集，能隨鉆及時發現油氣藏，減少油氣層損害。因此，必須知道近期國外鉆井的關鍵技術。

　2．1．1　老油田多種類型井，有利于提高采收率

　　大力發展重鉆井（Reentry），就是在老井加深，老井內側鉆，鉆水平井等。在老油田中針對不同類型油氣藏特點，選擇鉆多底井、側鉆水平井、徑向水平井、水平井、小井眼井等，老油田通過鉆這些井，提高了單井產量，節省了投資，提高了采收率。中國石油天然氣集團總公司在老油田鉆了一些老井側鉆井與水平井，但數量少。其他類型井基本上未鉆，還未將鉆以上類型井作為老油田提高采收率的一種有效手段。

　　2．1．2　旋轉導向鉆井技術

　　這是邁向自動化、智能化鉆井的重要標志，國外在水平井、大位移井、大斜度井、三維多目標井中推廣應用旋轉導向鉆井技術，既提高了鉆井速度，減少了事故，也降低了鉆井成本。我們目前只應用了初級導向鉆井技術，對地面人工控制的導向鉆井與井下全自動閉環控制的旋轉導向鉆井尚未應用。

　2．1．3　超深井鉆井技術

　　國外新區第一口超深井（6 000m）一般一年鉆一口，而我們一般兩年鉆一口，花費0.8～1億元。

　 2．1．4　大位移鉆井技術

　　國外鉆大位移井在海上和灘海地區見到了好的效果，海上可少建人工島和平臺，節省大量投資。灘海地區可從陸上鉆大位移井，可代替修堤和鉆井平臺，目前國外鉆10km水平位移的大位移井技術已完全掌握，我們陸上灘海尚未鉆過3km以上位移的大位移井。

　2．2　集團公司今后應采用的技術和對策

　　東部老油田油藏類型多，多進入開發中、后期，含水高，殘余油多。西部為儲量接替地區，油藏埋藏深。東部灘海地區要進行勘探、開發。長慶、新疆、青海、四川等地區要加快發展天然氣。根據以上地區勘探開發要求，為趕上國際水平，集團公司應采用以下關鍵技術和對策。

　 2．2．1　發展旋轉導向鉆井技術

　　導向鉆井系統（steeralle drilling system ）就是用一種最優的下部鉆具組合，用它能增斜、降斜，后又發展能穩斜。導向鉆井系統最初只用在定向井、叢式井。隨著油田類型的增多以及開發的要求，需要鉆大斜度井、水平井、三維多目標井、大位移井等。因此導向鉆井有了相應的發展，導向鉆井發展可分為三個階段：初級導向鉆井、地面人工控制的導向鉆井以及全自動的井下閉環旋轉導向鉆井。

　　（1）初級導向鉆井。

　　就是用彎外殼螺桿鉆具（斜度0.8°～1°），用這套鉆具造斜、降斜，旋轉鉆具時也可穩斜。也就是用這套鉆具在造斜段、降斜段實行滑動鉆進，在穩斜段實行旋轉鉆進。遼河、大港、勝利等油田已大量使用這項技術。

　　（2）地面人工控制的導向鉆井。

　　這種導向鉆井系統就是使用變徑穩定器加螺桿鉆具，用于造斜、降斜。變徑穩定器加在上部，當處于最小直徑時，靠近鉆頭穩定器起支撐作用，使井眼增斜；當變徑穩定器處于最大直徑時，井底鉆具組合兩端受支撐，井眼可穩斜或降斜。一般穩斜或增斜，取決于地層性質。變徑穩定器直徑大小靠鉆壓調節，靠排量鎖定。變徑穩定器是由3個螺旋狀翼片組成，翼片上裝有6個活塞，鉆具加壓，活塞伸出翼片表面，穩定器直徑增加。第二階段的地面控制的導向鉆井比第一階段的初級導向鉆井的優點是變徑穩定器直徑可以調節，造斜率高。但這兩個階段的導向鉆井共同的缺點是造斜段、降斜段均需滑動鉆進。滑動鉆進時機械鉆速低，攜巖能力差，井眼不夠清潔，易發生粘吸卡鉆。

　　（3）全自動的井下閉環旋轉導向鉆井。

　　這個系統是從地面人工控制的導向鉆井系統發展成全自動控制的導向鉆井系統，這個系統可實施井下自動測量、辨別、處理、控制、傳輸。已經擁有這個系統的公司有德國的VDS系統（VDS1、VDS3、VDS5），美國Baker Hughes 的SDD系統，又發展 Auto Trak即 RCLS系統，美國 Hallilurton的 TRACS系統以及英國 Camco公司的 SRD系統。這個系統的優點是造斜、降斜、穩斜段均能實行旋轉鉆進，有利于提高機械鉆速、攜巖能力好，減少壓差卡鉆。可進行 LWD（隨鉆電測）、 MWD（隨鉆測量），實行中子密度，補償雙向電阻率、伽瑪，近鉆頭電阻率測井，實行地質導向，FEWD（隨鉆地層評價）。這個系統的主要結構是在下部鉆具有一個非旋轉的筒形外套，中間有一個旋轉軸，旋轉軸上邊接鉆具，下邊接鉆頭。中間軸可用螺桿鉆具旋轉，也可用轉盤旋轉。非旋轉的筒形外套上裝有井斜、方位測量傳感器，可測量出井斜、方位、工具面角，并將數據傳到微處理器中，微處理器接到信息，經過辨別、比較，然后給執行機構發出指令，執行機構按指令控制驅動裝置，操縱液壓閥、驅動活塞，控制三個棱塊伸出高度，達到設計要求。MWD將井下信息及時輸送到地面。

　　2．2．2　發展超深井鉆井技術

　　根據“穩定東部，發展西部”的方針，西部要加快發展，找到更多的儲量，就要加快西部勘探。西部油氣藏埋藏深，要加快勘探就要掌握鉆深井、超深井技術。我國西部塔里木、準噶爾盆地，這些年鉆超深井水平有很大提高。塔里木鉆5 000m、 6 000m生產井速度快。但是西部新區第一口6 000m左右探井鉆井速度慢，一般兩年鉆一口，花費0.8～1億元。要加快新區深探井速度應從以下幾個方面解決：（1）控制探井的目的層數，一口探井目的層最好不超過兩層，目的層多了，帶來井身結構設計不合理。（2）設計一個合理的井身結構，對鉆成一口井是非常重要的，應滿足勘探開發地質及工程要求，設計套管層次應留有余地，避免同一裸眼段內出現兩個以上不同壓力系數地層，套管設計要充分考慮油氣層特點和地層特點。（3）徹底破除鉆井液密度高了，就槍斃油層的陳舊觀念。應認清造成油氣層損害的主要原因是井內液柱壓力大于地層壓力差，而不是不考慮地層壓力大小，只注意鉆井液密度的高低。這個壓力差（△P）越大，鉆井液中濾液固相越容易進入油氣層，對油氣層的損害也越大。不過，當鉆開油氣層時，如果鉆井液中的固相顆粒尺寸與砂巖油氣層喉道直徑相配伍，這時，一定的壓差有利于在井壁形成質量好的濾餅，阻擋濾液、固相進入油氣層。（4）實行平衡壓力鉆井，選擇合理的鉆井液密度分幾種情況：①一般情況，鉆井液密度等于地層空隙壓力加一個壓差（△P），△P油井為1.5 MPa～3.0MPa,氣井為3.0 MPa～ 5.0MPa。②遇鹽巖層時，應按鹽巖層蠕變曲線確定鉆井液密度。③遇高壓鹽水層時應按鹽水層壓力確定密度。④遇不穩定地層，應根據地層空隙壓力、坍塌壓力、破碎壓力確定密度。

　　 2.2.3　采用大位移鉆井技術

　　這些年，國外大位移鉆井技術發展很快，水平位移已達到10km，大位移井主要用于海上和灘海地區，鉆大位移井可減少人工島或平臺數量，灘海地區可從陸上向近海鉆大位移井，可節省大量投資。建議遼河、大港、冀東灘海地區盡快發展大位移井，大位移井的關鍵技術是：（1）為減少阻力和扭矩，使用準懸鏈線井身剖面及油基鉆井液，用帶護箍的鉆桿。（2）使用高扭矩接頭，高扭矩潤滑油，高強度鉆桿。（3）保持井眼穩定。（4）保持井眼清潔。（5）避免套管磨損，固井時部分套管懸浮，轉動尾管提高固井質量。

　 2.2.4　老油田應選擇重鉆井技術

　　在老油田如砂巖注水油田、稠油油藏、低滲透油藏、斷塊油藏等都不同程度存在一些死油區塊、枯竭井等。在這些不同類型的老油田中，應有選擇的鉆重鉆井（Reentry）如老井加深井，套管內側鉆井以及鉆多底井（分枝井），側鉆水平井、定向井、大斜度井、大位移井（包括三維多目標大位移井即蛇形井）、徑向水平井、水平井等，加上使用導向鉆井技術，使這些類型井真正成為老油田提高單井產量，降低成本，提高采收率的有利手段。

　2.2.5　加強鉆井基礎理論研究

　　過去4個5年計劃中鉆井重大技術取得很大進步，是由于總公司鉆井局、科技局及各油田抓了鉆井重大科技攻關，重視鉆井基礎理論的結果，石油工程委員會還專門成立了鉆井基礎理論學組。今后鉆井基礎理論應重點研究石油鉆井巖石力學、石油鉆井巖石破碎力學、鉆井流體力學、石油鉆井化學、鉆井管柱力學、鉆井控制工程學等。

　2.2.6　加強鉆井裝備的更新改造

　　前面介紹了集團公司裝備取得的成就,隨著使用時間的推移,目前集團公司鉆井裝備新度系數低,加上國外鉆井裝備的進步,集團公司的裝備顯得不夠適應,大慶Ⅰ、Ⅱ鉆機傳動效率低，搬遷車次多，部件壽命短。4 500m、6 000m鉆機缺少電驅動鉆機、頂部驅動設備。還應加強高效固井設備、隨鉆電測儀器（LWD）新型高效牙輪鉆頭、PDC鉆頭等的攻關和研制。由于目前的體制，鉆井單位無力改造、更新設備，集團公司應研究籌措資金予以解決。