大庆油田钻井技术现状及发展方向
云海涛1 , 郭光奇
2（1．大庆油田有限责任公司采油工程研究院 ； 2．大庆石油管理局钻井二公司）
摘要大庆油田经过四十多年的勘探开发，钻井技术得到了长足的发展，特别是进入90年代后，围绕“两提高、两降低、一保护”的指导思想，从钻井工具、钻井设备、钻井工艺到设计软件等都有了较大的进步，基本形成了大庆油田的钻井核心技术。国际大石油公司为了提高整体经济效益，也在大力发展水平井、大位移井、欠平衡钻井等高、精、尖钻井技术。随着大庆油田日趋复杂的地质环境和勘探开发的进一步深入，钻井技术仍然存在某些不适应之处。本文根据油田勘探开发的要求提出了大庆油田钻井技术发展方向。
主题词钻井技术 ；现状 ；发展方向
1大庆油田钻井技术现状
“九五”期间，钻井系统广大科技人员，坚持以提高经济效益为目标，以科技进步和人才培养为先导，加大改革力度，瞄准国内外先进技术，开拓国内外市场，进一步完善和发展了钻井技术，基本形成了以八项配套技术为核心的“九五”钻井核心技术，即:
（1）以开发剩余油为目的的中曲率半径5／2″套管内侧钻水平井钻井完井配套校术；
（2）以提高固井质量为主的调整井钻井完井配套技术；
（3）以降低成本为主的开发葡萄花油层小井眼钻井完井配套技术；
（4）以外围油气层保护技术为主的低渗油气田钻井完井配套技术；
（5）以提高钻井速度和勘探效益为主的深井钻井完井配套技术；
（6）初步形成了以开发裂缝泥岩油藏为主的裂缝性泥岩水平井钻井完井配套技术；
（7）初步形成了以保护深部气层为主的探井欠平衡钻井完井配套技术；
（8）初步形成了地热井钻井完井配套技术；
与“八五”末相比，钻井系统的技术实力和市场竞争能力都有了很大程度的提高，钻井整体技术达到国内先进，接近90年代中期国际先进水平，部分技术已达到90年代末国际先进水平。12国外钻井技术主要发展现状
研究和发展先进适用的钻井技术是国外大石油公司降低勘探开发成本的重要切入点，其钻井技术发展的目标有两个：一是降低钻井的直接成本；二是提高勘探开发的整体效益。
2.1水平井技术
水平井钻井技术从80年代初开始研究与发展，90年代开始大规模应用，目前已作为常规钻井技术应用于几乎所有类型的油藏。水平井钻井成本已降至为直井的1.2～1.5倍。水平井产量是直井的4～8倍。多分支井效率比（产量增加指数与成本增加指数之比）更高。
2.2大位移井技术
20年代美国开始发展大位移井，90年代该技术得到迅速发展。大位移井技术主要用于以较少的平台开
作者简介： 云海涛（1968-），男，工程师，现从事钻井工程设计及研究工作。
发海上油气田和从陆上开发近海油气田，目前主要用在北海、英国Watchfarm油田和美国加州近海。1997年6月在中国南海东部钻成的西江24一3—A14井水平位移是8 060.7 m。
2.3小井眼钻井技术
80年代中期，国外许多公司迫于成本压力又开始研究和发展小井眼钻井技术，研究和开发了适用于小井眼钻井的钻机、取心工具、钻头、钻井液及固控、井涌监测与控制、测井和完井等技术。小井眼钻井技术已比较成熟，工具设备配套齐全，目前已有可用于76.2 mm井眼的钻井工具，以及多种连续取心钻机和混合型钻机。
2.4欠平衡钻井技术
近些年来，随着钻井新装备的不断涌现，已应用近四十年的欠平衡钻井技术再次受到人们的高度重视，而且正逐步走向成熟。连续油管欠平衡钻井技术是欠平衡钻井发展的一个重要方向。目前普遍采用的欠平衡钻井还不能说成是完全欠平衡钻井，因为在起下钻和完井等作业中都需要有短时间的压井过程，未来的发展方向必须是不压井起下钻和完井施工，美国和加拿大已用连续油管钻机实现了不压井起下钻和裸眼完井。
2.5自动化（闭环）钻井技术
自动化（闭环）钻井技术是指在全部钻井过程中，依靠传感器测量参数，依靠计算机采集数据，并进行解释和发出指令，最后由自动设备去执行，变成一种无人操作的自动控制系统。这种技术的主要优点是能节约时间、减少体力劳动，既可严格按预定轨道钻进，也可完全根据地下情况调整钻井方案。
2.6套管钻井工艺技术
套管钻井工艺的基本特点是取消了常规钻杆，以套管代替钻杆。套管由顶部驱动装置带动旋转，由套管传递扭矩，带动安装在套管端部工具组上的钻头旋转并钻进。该技术已应用20多口井，降低成本20％～ 30％，套管钻井技术已显示出强大的发展势头。
2.7钻井工具和测量技术
国外钻头设计和制造技术已很成熟，有适合于各类井下条件和地层的钻头，包括PDC钻头、热稳定PDC钻头、超硬激光镀层牙轮钻头、聚晶金刚石轴承牙轮钻头等。而且钻头的适应性强，应用范围广泛，能根据具体的作业（如水平井、小井眼）和地层进行灵活的设计。
随钻测量／随钻测井（MWD／LWD）技术发展迅速，已成为地质导向钻井的核心。已研制了适用于各种井眼尺寸的MWD／LWD工具。其测量参数已逐步增加到近20种钻井和地层参数，传感器从原来离钻头12～20m的距离移到离钻头只l～2 m的距离。1992年底，Anadrill和Schlumberger公司推出了IDEAL综合钻井评价和测井系统，其它各大石油技术服务公司也纷纷推出了新的随钻测井系统用于地质导向钻井。 3大庆油田钻井技术的薄弱环节
尽管近年来在钻井技术发展上取得很大的成绩和进步，但面对油田日趋复杂的地质环境和满足勘探开发的要求，钻井技术仍然存在某些薄弱环节和不适应之处。主要表现在以下几个方面：
3.1在固井质量方面
（1）调整井高压层（压力系数1.70以上）特别是层间矛盾较大的井筒固井质量难以保证，真正影响二次声变检测胶结质量差的原因和对策还不明确，致使二声界检测的胶结质量始终不高。
（2）探井特别是外围探井（如海拉尔油田）的固井质量还不高，仍有不合格井存在，而深井固井质量在配套水平上和针对性强化技术措施上尚需加强。
3.2在提高钻井速度方面
由于深部地层硬，温度高，机械钻速慢，因工具的不适应造成钻井井下事故较多，调整井和开发井在PDC或刮刀PDC钻头的研制与应用方面仍需加强。
3.3在特殊工艺井方面
虽然已经开展了水平井、侧钻水平井、欠平衡钻井技术研究，各项技术指标达到了国内先进水平，形成了配套技术，但这些指标和配套技术都是在研究阶段形成的，还没有形成规模。有些特殊井如老井重钻、小井眼探井、分支井尚未开展。
3.4在深层储层保护方面
只开展了砂岩储层的研究与试验，其它类型的储层损害机理尚未研究，保护钻井液体系有待于进一步完善。
4“十五”后三年应开展的钻井技术研究
4.1钻井技术发展的原则
（1）紧密结合油田实际，解决不适应油田勘探开发要求的钻井技术薄弱环节。
（2）坚持以效益为中心，研究和发展有利于提高钻井系统国内外市场竞争能力的核心技术。
（3）了解国外钻井技术的发展趋势，针对性地跟踪或研究起主导作用的核心技术，为钻井系统的可持续发展提供技术储备。
4.2应开展的高新钻井技术研究
（1）地质导向钻井技术
地质导向钻井与井眼轨迹控制是钻井技术发展的前沿课题，国内外已经研究并产业化，它包括用特殊的仪器和设备对直井和特殊工艺井的井眼轨迹进行监测和控制，根据随钻测得的地层参数调整钻具特性使井眼轨迹按设计的方向延伸。
（2）连续管钻井技术
连续管钻井作业具有节约成本简单省时安全可靠等优点，目前已广泛应用于油田修井、钻井、完井作业等。钻井作业主要用于小井眼钻井、老井侧钻、老井加深。可节省费用50～70％。
（3）套管钻井技术
套管钻井系统可节约钻井成本15～30％。
（4）针对俄罗斯油田开发特点的钻井技术研究
4.3为满足油田勘探开发需要应攻关与完善的钻井技术
（1）分支井水平井钻井完井技术
研究形成具有2～4个分支井筒的钻井技术，包括：井眼轨迹整体设计；完井系统研制和施工工艺技术；强携屑能力钻井液研究；固井完井技术。
（2）欠平衡钻井技术研究
欠平衡钻井技术将是今后一个时期钻井技术发展的重点，2000年实施的宋深101井已见到初步效果，但欠平衡钻井技术不是适应于所有地层，必须针对不同的地层进行研究，而且欠平衡钻井技术的本身也处于发展完善阶段。
（3）老井加深钻井完井技术
主要在老井眼基础上用小井眼钻井加深钻井，降低勘探成本。现在大庆油田存在很多已探明的扶杨油田，而未钻穿侏罗系的探井，有的已转为开发井。在这些井上加深，进一步探明深部储层情况将降低勘探开发成本。
4.4应进一步推广和完善已形成的钻井完井核心技术
（1）水平井、侧钻水平井钻井完井配套技术
主要内容：井眼轨迹预测和控制技术；小环隙固井技术；钻具防卡技术；钻井液技术。
（2）调整井固井完井配套技术
主要内容：降压泄压技术；地层压力预测技术；配套技术措施（DSK、封隔器等）；固井施工技术。
（3）深井钻井完井配套技术
主要内容：钻头选型；水泥浆外加剂系列；固井施工技术；优选参数钻井技术；钻井液技术。
随着油田勘探开发工作的深入，对钻井技术提出了更高的要求，钻井技术的发展应以提高整体经济效益为目标，努力满足勘探开发需要，解决油田勘探开发中急需解决的技术难题，加快技术创新，为油田可持续发展提供技术支持。
编辑: 汪玉华张显忠(兼)
