21世紀鉆井技術展望（２）
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[時間:2009-12-23 中國鉆井網 關注度:0]
摘要: 1．3 科學鉆井時期（1978年到現在，也是鉆井提高時期）
1978年，中國石油鉆井進入科學鉆井時期，科學鉆井就是主要靠先進設備、工具、測量儀器、計算機以及先進鉆井理論和技術，進行設計、施工的鉆井工程。科學鉆井時期，無論從完...
1．3 科學鉆井時期（1978年到現在，也是鉆井提高時期）
1978年，中國石油鉆井進入科學鉆井時期，科學鉆井就是主要靠先進設備、工具、測量儀器、計算機以及先進鉆井理論和技術，進行設計、施工的鉆井工程。科學鉆井時期，無論從完成的鉆井工作量、經濟技術指標、鉆井技術和裝備達到的水平，均超過以往任何時期，不少鉆井技術趕上和接近國際水平。
1.3.1 完成的鉆井工作量大，技術經濟指標高每年鉆井總進尺由1977年（石油部）的322萬米，提高到1997年（中國石油天然氣總公司）的1 749萬米，每年交井口數由1977年的1 693口增加到1997年的10 908口
1.3.2 重大鉆井技術達國際水平
這個時期在注意與國外技術交流和赴國外考察的同時，更重要的是通過“五五、六五、七五、八五規劃”國家科技項目攻關，各油田與院校緊密協作，使我國的重大關鍵技術趕上并達到國際水平。
（1）噴射鉆井技術（“五五”國家重點攻關項目）。
噴射鉆井主要是提高泵壓和鉆頭比水功率，提高噴射速度，適當縮小噴嘴尺寸和排量，結合“六五”優化鉆井技術，優選水力參數和機械參數，充分發揮水力和機械交互破巖作用。使用組合噴嘴、長噴嘴，使用計算機進行優化設計。堅持提高噴射鉆井二、三階段鉆機。“七五”期間噴射鉆井二、三階段占完成井比例已上升至95.1％，由于二、三階段的增加，提高了機械鉆速，“七五”期間全國平均機械鉆速達7.1m/h,比“六五”期間機械鉆速提高36%,多鉆進尺365萬米,節約二十多億元。
（2）平衡壓力鉆井與井控技術（“六五”國家重點攻關項目）。
通過攻關及推廣，各油田掌握了不同地層條件下，如何合理選擇鉆井液密度，實行平衡壓力鉆井，做到及時發現溢流正確關井。各油田按規定配備和安裝了防噴井口裝置，掌握了一次控制、二次控制技術理論及處理井噴失控、著火技術。井噴失控率由千分之二三降到1990年的千分之零點八。
（3）定向井、從式井鉆井技術（1986年～1990年的“七五”國家重點攻關項目）。
通過攻關及推廣，各油田“七五”期間鉆各類定向井4 317口，節約土地7 500畝，節約資金2.5億元。遼河油田叢式井整體開發大民屯油田，勝利油田在一個井場鉆42口叢式井。各油田掌握了定向井、叢式井優化設計技術及計算機軟件包，包括叢式井開發油田平臺數和平臺位置的優化設計技術，三維繞障井和三維多目標井設計技術。各油田均開發了定向井專業數據庫和應用軟件。在井眼軌跡控制方面，掌握了一套適合井下條件的增斜、降斜鉆具組合。由于掌握了計算機掃描監測技術，大大提高了井眼軌跡防碰和繞障技術的水平。
（4）油氣層保護技術（1986-1990年“七五”國家重點攻關項目）。
通過5個油田5年攻關，在7種類型油氣藏進行攻關試驗，即①超低滲透油藏②低壓、低滲透油藏③低壓中滲透油藏④稠油油藏⑤古潛山油藏⑥含鹽巖油藏⑦碳酸鹽巖氣藏7種類型油氣藏。形成了八項保護油氣層技術，即：①油氣層損害的實驗室評價方法②油氣層損害機理③油氣層損害的現場評價④保護油氣層的鉆井液、完井液⑤平衡壓力鉆井與井控技術⑥固井技術⑦射孔技術⑧壓裂酸化技術。針對砂巖油藏敏感礦物類型，含量選擇與油氣層配伍的鉆井液、完井液。研制了油基、水基、泡沫、充氣鉆井液，以及酸溶、水溶、油溶暫堵劑。“七五”期間在14個試驗區使用，“八五”期間至今已大量推廣應用以上技術，見到了顯著效果。
（5）水平井鉆井技術（1991年～1995年“八五”國家重點攻關項目）。
由6個油田進行攻關，在6種油氣藏中5年共鉆長、中、短半徑水平井57口，到1997 年已完成水平井153口，其中多數為中半徑水平井。統計已投產的35口水平井，共計增產原油35.7萬噸，獲經濟效益4.2億元,水平井單井產量為直井的2.5～6倍。通過攻關掌握了水平井井眼軌跡優化設計方法，建立了水平井下部鉆柱大撓度受力分析模型，以及平衡曲率和極限曲率法的水平井井眼軌跡預測模型。研制成水平井用單彎、雙彎、可調彎外殼螺桿鉆具并形成系列。還研制成水平井鉆井液、完井液，進行了水平井偏心環空流場攜巖機理的研究，弄清了水平井巖屑床形成的條件。掌握了不同類型油藏長、中半徑水平井完井方法和水平段、長井段和大跨距多井段射孔技術以及水平井泵入式，濕式接頭、柔性測井方法。
（6）深井、超深井鉆井技術。
1966年7月28日大慶油田鉆成松基6井（井深4 170m），1976年4月30日四川局又鉆成我國第一口超深井女基井（井深6 011m），以后又鉆成兩口超過7 000m的井（四川關基井7 175m，新疆固2井7 002m）。1989年4月塔里木會戰指揮部成立，開始大規模地鉆深井、超深井。使超深井鉆井速度大幅度提高，輪南地區5 000m左右的井，一年可鉆4口，東河塘地區6 000m左右的井一年可鉆兩口。過去復雜地區長期打不成超深井，現在打成了，如東秋里塔克地區打成了東秋5井，英吉沙地區打成了英科1井等。通過鉆深井、超深井積累了鉆超深井經驗，即要有一個合理的井身結構，要控制探井的目的層數，掌握對付復雜地層的鉆井技術以及先進配套的鉆超深井鉆機和其他設備、工具等。
（7）灘海地區鉆井、稠油油藏鉆井、老油田鉆調整井等鉆井技術也取得顯著進步。
（8）鉆井基礎理論如鉆井流體力學、鉆井巖石工程力學、鉆井巖石破碎力學、鉆井管柱力學、鉆井化學、鉆井控制工程學等均取得了大的發展。
鉆井重大技術取得以上突出成就最重要的經驗是要制定重大技術的五年科研攻關計劃，組成專家組認真調研、論證后再立項。重大科研攻關項目應列入集團公司或國家攻關計劃，組織油田和院、校緊密協作，給予足夠資金投入。同時注意和國外進行技術交流。
1.3.3 鉆井裝備水平有了很大提高
（1）鉆機不斷更新改造。
“六五”期間改造大慶Ⅰ、Ⅱ型鉆機，最初換為442kW鉆井泵兩臺，以后又換為國產的589kW、736kW鉆井泵，有的還配備957kW鉆井泵，配備了三級固控設備。我國自己制造了4 500m鉆機，這些年每年動用100多臺。1996年3月20日蘭州石油機械總廠研制成6 000m電驅動鉆機。從1976年開始從羅馬尼亞引進的F320 6 000m鉆機100多臺，1989年塔里木會戰對這種鉆機進行了改造，換為國產的1 178kW鉆井泵。1985年從美國引進E2100鉆機等22臺，1995年我國研制成功6 000m頂驅設備，同時也引進了國外頂驅設備。這期間我國生產了大批589kW、736kW、957kW、1 178kW鉆井泵。1998年我國又生產5 000m電驅動鉆機。
（2）引進國外鉆井設備、工具、儀表。
1985年江漢引進了牙輪鉆頭制造技術和PDC鉆頭制造技術。四川局引進了克里斯坦森PDC鉆頭制造技術。1985年江漢引進美國道威爾水泥車生產線，北京和大港機廠引進美國斯密斯迪納螺桿鉆具制造技術。西安儀器廠引進單、多點測斜儀與MWD生產線。在引進部分液壓防噴器的同時，我國生產了大批21MPa、35MPa、70MPa液壓防噴器。1998年四川局研制成105MPa防噴器。以上這些設備、工具、儀器研制的成功和引進的制造技術，特別是鉆頭制造技術，提高了我國鉆井速度，保證了安全生產。
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