钻井完井新技术及应用实例介绍

1钻井完井新技术及应用实例介绍

工程技术处2目录一、钻井工程存在的四项基本难点二、“十一五”发展六项配套技术三、目前探究五项前沿技术四、现代钻井工程的应用及介绍3储层爱护仍不尽人意一、现代钻井工程存在的四项技术难点深探井周期长，钻井慢，成本高低渗透油气藏单井产量低，需降低钻井成本井漏、井斜等困难仍是制约钻井速度的瓶颈难点一难点二难点三难点四4年度平均井深(m)钻井周期（天）平均钻速(m/h)事故时效探井20085006178.583.068.44%20094972150.623.757.94%开发井2008431567.116.638.88％2009450981.65.05.36％塔里木盆地探井、开发井状况难点一

深探井周期长，钻井慢，成本高塔里木5井深(m)钻井周期（天）机械钻速(m/h)综合费用（亿元）综合成本（元/米）备注秋参159207041.121.0617966却勒158584142.710.7312460却勒461722562.110.615996212¼″较长却勒658201873.420.58588平均5942.5390.252.340.7312235却勒地区四口探井成本统计表井名项目难点一

深探井周期长，钻井慢，成本高却勒6大庆深层钻井状况时间200720082009平均葡深1井达深1井井数（口）644——井深（米）412639613874398755004650周期（天）221150195206639285难点一

深探井周期长，钻井慢，成本高大庆7井号井深(m)周期（月）机械钻速(m/h)难点呼西143009.561.38表层巨厚砾石层大段强水敏泥岩多套异常高压地层倾角大65～75°泥岩硬、致密、可钻性差高压盐水侵安4341029.051.62呼2463418.771.23呼00138109.952.02呼002380010.681.17西4458817.601.22独深1313517.911.22西552009.272.87艾3431022.221.08准噶尔盆地南缘部分探井难点一

深探井周期长，钻井慢，成本高准噶尔8准南地质状况及钻井难点9准南地质状况及钻井难点古牧地构造霍尔果斯构造10准南钻井难点地层裂开引起垮塌地层水敏性强导致地层垮塌困难的地层条件使阻卡频繁发生地层倾角大使防斜困难异样高压给钻井液与固井带来困难漏失严峻困难地层条件使施工工期长11传统井身结构方案12新型井身结构不增大开眼尺寸、也不缩小完井套管尺寸，可多下一层套管；尽量不用或少用随钻扩眼；改进钻井工艺技术和井眼质量，以有利于小环空套管下入；国内外有实践成功的例子可供借鉴。13慢成本高井深：4500米以上厚盐膏层：大于300m地层垮塌：强水敏页岩井漏：大于1000m3大井眼长：井身结构5层地层硬：可钻性差、研磨性强多套异样高压地层倾角大：30～70°缘由分析难点一

深探井周期长，钻井慢，成本高缘由分析14到2009年底中油股份公司拥有的储量共有145.4119亿吨，其中大庆有56亿吨、辽河21亿吨、新疆17亿吨，其中低渗、特低渗透油气藏达30%。在剩余待探明的石油自然气资源中，60%是低渗、特低渗透资源。其中鄂尔多斯90%，准噶尔58%，吉林100%。2009年股份公司已探明未动用储量35.39亿吨，除掉国外合作3亿吨，核销2亿吨，风险特大的3亿吨，表外0.6亿吨，落实25.9亿吨。可供开发的9.1亿吨，短暂无效益的有16.5亿吨（指内部投资收益率低于8.4%）。

开发钻井的目标是低渗、特低渗透油气藏难点二低渗透油气藏单井产量低，需降低钻井成本主要缘由是低、特低渗透油气藏。15低渗透、特低渗透油藏投资比较正常产能建设钻井 55％地面 45％低渗透产能建设70％－80％20％－30％难点二低渗透油气藏单井产量低，需降低钻井成本投资16提高单井产量降低$/t降低钻井成本动用更多的低渗透储量丰度低，必需多打井难点二低渗透油气藏单井产量低，需降低钻井成本17四川、川东地区井漏特征难点三井漏、井斜困难仍是制约钻井速度的瓶颈四川井漏井漏普遍：38口井中有34口井发生漏失，约占90％量大恶性：5000－10000m3的有3口，占8％平均6049m3/口；大于1万m3的有5口，占16％，平均24199m3。失返不能建立循环33层段多层漏失：沙溪庙、须家河、嘉五－嘉四、飞仙关组损失巨大：两年中，报废3口井（东安1井、罗家5井、云安21）损失5000余万元。18漏失量(m3)井数(口)占总井数占总漏失量平均每井漏失量(m3)主

要

井

号(不漏)410%<10001642%3%3701000~50001026%14%2374罗家6、黄龙3、金珠15000~1000038%3%6049渡2、黄龙1、鹰1＞10000514%77%3505024199温泉1、黄龙3、罗家2、3、东安1难点三井漏、井斜等困难仍是制约钻井速度的瓶颈四川井漏19难点三井漏、井斜等困难仍是制约钻井速度的瓶颈青海因井漏报废的井：狮12，南2，南7，均漏失5000m3以上大庆海拉尔，玉门青西，新疆准南普遍存在较严峻的井漏问题井漏井漏20山前构造带普遍地层倾角在30~70°。由井斜吊打引起的钻速下降数量在50%以上。由纠斜等工艺措施造成井身质量变差，套管磨损严峻。防斜打快工具有确定适应性，有些效果不好。难点三井漏、井斜等困难仍是制约钻井速度的瓶颈井斜21仅在试验井和区块实施爱护油气层。实施欠平衡钻井技术仅300口井。表皮系数较大的井相当普遍。难点四储层爱护仍不尽人意2009年统计22难点四储层爱护仍不尽人意表皮系数油量（桶/天）损失金额（$25/桶)05100+5312-$4950+10225-$7125表皮系数对产量的影响国外统计23原因分析对储层性质分析不够（五敏分析）针对性不够。一套钻井液应对多套压力系统，造成较大压差。钻井液特性不是以满足爱护油气层须要。完钻时间长，储层浸泡时间过久。固井不完善，造成进一步损害。难点四储层爱护仍不尽人意24解决难点的技术气体钻井技术欠平衡钻井技术（压力预监测）优选参数钻井技术喷射钻井技术优选钻头（牙轮、PDC）技术优质钻井液技术井下动力钻具+优质钻头复合钻进技术防斜打快技术小井眼钻井技术优化井身结构技术套管钻井技术强化设备（大泵、顶驱）提高钻速的技术25降低成本、提高单井产量的技术爱护油气层技术水平井、侧钻水平井技术径向水平井技术分枝井、多底井技术、鱼刺骨井技术气体钻井技术欠平衡钻井技术小井眼技术大位移钻井技术定向井、丛式井钻井技术解决难点的技术26防止困难事故技术气体钻井技术水纹管堵漏技术袋式堵漏技术化学、物理堵漏技术（桥接材料）强行钻进技术（有进无出）膨胀套管技术推断漏层性质、位置、压力技术防斜打快技术防斜优化钻具组合及工具稳定井壁技术（三个压力剖面）强抑制性钻井液技术（体系、处理剂）解决难点的技术27气体钻储层技术欠平衡钻井技术优质钻井液、完井液技术低密高强水泥固井技术深穿透射孔技术储层特性分析、诊断技术爱护储层的技术解决难点的技术爱护储层28二、着重发展推广应用六项配套技术（一）欠平衡钻井配套技术（二）气体钻井完井配套技术（三）小井眼钻井完井配套技术（四）水平井、分支井钻井技术（五）大位移钻井完井配套技术（六）爱护油层钻井完井配套技术29欠平衡钻井的基本概念第一，井筒环空中循环介质的当量循环密度确定要低于所钻地（储）层的孔隙压力当量密度，这个差值即为欠压值。其次，地层流体确定要有限制地流入井筒，并把它循环到地面再分别出来。通俗称欠平衡钻井技术为“边喷边钻”，关键是在钻井过程中使地层流体连续进入井筒，因此欠平衡钻井技术的实质就是二次井控技术。因此它是不同于常规钻井的存在确定技术风险的新型技术。二、着重发展推广应用六项配套技术30欠平衡钻井系列分为：①气体钻井，包括空气、自然气和氮气钻井，密度适用范围0～0.02克/立方厘米；②雾化钻井，密度适用范围0.02～0.07克/立方厘米；③泡沫钻井液钻井，包括稳定和不稳定泡沫钻井，密度适用范围O.07～0.60克/立方厘米；④充气钻井液钻井，包括通过立管注气和井下注气两种方式。井下注气技术是通过寄生管、同心管、钻柱和连续油管等在钻进的同时往井下的钻井液中注空气、自然气、氮气。其密度适用范围为0.7～O.9克/立方厘米，是应用广泛的一种欠平衡钻井方法；（一）欠平衡钻井配套技术31欠平衡钻井在勘探开发中的作用主要体现在：（1）在油气勘探上，欠平衡钻井技术可以提凹凸压、困难岩性、水敏性、裂缝性等类储层油气的发觉和爱护，因此，对于油气勘探来说它是一种油气层识别技术;（2）在油气开发上，欠平衡钻井技术可以通过有效地爱护储层，提高单井产量，降低开发综合成本。因此，对于油气开发来说它是一种油气层爱护技术;（3）在工程上，欠平衡钻井技术可以解决低压地层漏失问题，提高机械钻速、削减压差卡钻。因此，对于钻井工程来讲，它是二次井控技术、爱护油气层钻井技术、防漏技术和提高机械钻速的方法。（一）欠平衡钻井配套技术32（一）欠平衡钻井配套技术CNPC欠平衡钻井施工截止2009年，中石油共完成欠平衡超过1200口，其中2000年～2002年完成欠平衡井47口，2002-2005年完成411口,2005至2009年完成781口，占中石油所钻欠平衡井总数的65%。年度欠平衡钻井比例2005810.09%2006800.12%20071550.22%20082250.21%20092400.16%合计47口美国、加拿大欠平衡钻井数量占钻井总数量的20%。33对于欠压实的地层；钻井“产出”的储层流体有油、气、水等，甚至含CO2或H2S；膨胀地层盐岩蠕动、泥岩膨胀缩径易导致卡钻；由于设备、工艺的局限性使设计实施困难等的井都要考虑是否实施或运用欠平衡钻井（一）欠平衡钻井配套技术功能

肇深11井中途钻杆测试点火现场欠平衡钻井的局限性34（一）欠平衡钻井配套技术欠平衡钻井主要装备

氮或压缩气供应装置、容

积小且压力大的注液泵、液-气混合管汇、节流管汇、制氮泵车、压风机组、采油分别系统和自动燃烧气体系统，以下是国外目前比较先进的专用装备。

351、气体钻井2、充气钻井3、低密度钻井液钻井4、平衡固井技术（一）欠平衡钻井配套技术99%-100%96%-99%55%-99%<55%欠平衡钻井技术空气/自然气雾化泡沫充气362007—2009年CNPC欠平衡钻井特点时间井数特点200520072009155225240从单纯探井向开发井发展（发现增产）从单纯储层向全井发展从单纯低密度泥浆向多元介质发展（一）欠平衡钻井配套技术372009年运用欠平衡钻井技术普遍提高机械钻速提高钻速油田井数效果长庆28提高9.28~9.65倍青海13均创同类井深最高记录四川52均创同类井深最高记录辽河47提高1.26倍大庆23提高3~5倍伊朗8提高3~5倍（一）欠平衡钻井配套技术38（一）欠平衡钻井配套技术运用充气钻井液欠平衡钻水平井在加拿大阿尔伯达的Camrose油藏，用充气钻井液钻成了一口水平井，水平段长548.64m。该油藏属低压油藏，原来钻井中出现过严峻井漏。考虑到钻井液混合物井下着火的问题，测试确定了平安混合物的组成是85%空气、9%钻井液和6%碳氢化合物，为了平安考虑，最终将空气的体积分数降为70%。但是，为了满足欠平衡条件，须要95%的体积空气。后来考虑到平安因素，进一步作了测试，结果是将空气的体积数改为空气与氮气按60:40混合，按这种比例混合的气体与钻井液及井下的碳氢化合物组成的混合物不会在井下着火。该水平井完钻后经测试，其产量是该地区直井产量的2.5至6倍，钻井中实际氮气的用量与预料的用量，有较大的降低，从而节约了钻井费用。39（一）欠平衡钻井配套技术运用泡沫钻井液进行欠平衡钻井在美国得克萨斯州西南有个开采20年的老气田，储层压力降到11.6MPa,井深4267m，压力系数为0.272，这样低的压力，用常规钻井方式（一般钻井液钻井）和修井技术事实上是不行行的。因为水和钻井液会损害地层和沉没气井。所以在原来油井旁边又钻了一口补充井，用稳定泡沫作为钻井液钻生产地层，泡沫钻井液明显地降低了地层损害。在裸眼完井后还未进行酸化压裂，这口井的产气量就达到70800m3/d。40（一）欠平衡钻井配套技术用雾钻井液进行欠平衡钻井2006年美国埃克森公司在得克萨斯州玛萨里纳瑞克油田钻了24口井。24口井中，接受两种钻井液体系钻进，一种为常规钻井液钻井，另一种为轻质钻井液钻井。其中21口井接受常规钻井液钻井（19口为一般钻井液，2口为加重盐水钻井液），3口接受轻质钻井液钻井（2口为雾化，1口为轻质盐水）。据白垩系地层完井的10井统计，其中用一般钻井液完井6口，开采24个月，占总开采量的18%，平均每井每月占总开采量的0.1%；而用雾化钻井2口，开采23个月，占总开采量的69%，平均每井每月占总开采量的1.5%，比前者增加15倍。41二、着重发展推广应用六项配套技术（一）欠平衡钻井配套技术（二）气体钻井完井配套技术（三）小井眼钻井完井配套技术（四）水平井、分支井钻井技术（五）大位移钻井完井配套技术（六）爱护油层钻井完井配套技术（二）气体钻井完井配套技术42气体钻井技术空气钻井技术自然气钻井技术氮气钻井技术尾气钻井技术（二）气体钻井技术雾化钻井技术

泡沫钻井技术

充气钻井技术4243气体钻井主要功能功能大幅提高钻井速度大幅节约钻头数量爱护油气层大幅度降低成本（二）气体钻井技术4344用空气/雾在老井中进行欠平衡开窗侧钻在美国一油田，运用空气/雾在下套管的SwanLake-IST直井中进行欠平衡开窗侧钻，侧钻这口井的主要目的旨在削减原有井所钻地层的损害，并随钻发觉产层，设计总井深为3076m。原有直井接受常规法钻成，并已进行了中途测试，测得的综合产气量为235×103m3/d。由于在直井段的套管被挤扁，如接着钻井须要较高的空气注入量，这与设计是不相符的，鉴于这个问题，未钻到设计井深就完钻了。尽管如此，该井运用空气进行欠平衡侧钻，经对侧钻井段的裸眼流淌测试，测得的产气量是原直井段综合产气量的10倍，效果显著，这也表明空气欠平衡侧钻明显地降低了地层损害。（二）气体钻井技术45

新疆（二）气体钻井技术新疆SN4003井运用充氮气泥浆实现不压井作业，中途测试获12万m3/d自然气（邻井基003，基005同一储层为7000m3/d，3000m3/d）在11口空气雾化钻井中平均钻速是邻井的4.4~5.8倍46玉门油田窿9井运用空气提高钻速4~11倍玉门为提高逆掩推覆体钻井速度摸索出一套新的思路钻速（二）气体钻井技术47玉门窿9井气体钻井现场试验玉门（二）气体钻井技术空气钻井雾化钻井泡沫回收泡沫钻井48玉门（二）气体钻井技术总进尺：1820m，共用钻头54只，平均单只钻头进尺：33.7m,钻速0.5m/h接受空气泡沫钻井,钻头磨损少，运用周期延长窿9井气体钻井与常规钻井钻头运用状况对比窿9井钻头型号HJ617窿9井钻头型号HJ617空气钻井常规钻井进尺252m，新度80%还可接着运用49（一）欠平衡钻井配套技术（二）气体钻井完井配套技术（三）小井眼钻井完井配套技术（四）水平井、分支井钻井技术（五）大位移钻井完井配套技术（六）爱护油层钻井完井配套技术（三）小井眼钻井完井配套技术二、着重发展推广应用六项配套技术50油气井小井眼概念（三）小井眼钻井完井配套技术概念新井70~90%以上井深运用7〞（177.8mm）以下钻头钻成（Amoco）老井中在深井（4500m以上）和超深井（6000m以上）加深完井的小于6〞（152.4mm）的井眼部分（Elf）老井侧钻井中小于6〞完井的井眼部分。51小井眼钻井完井特点特点（三）小井眼钻井完井配套技术适合特殊探井全井取芯作业适合低产井、低渗透油藏可降低总成本15%以上，最高可降75%52小井眼是以降低成本为主要目的的钻井方式用途全井小井眼——降低全井成本、提高钻速侧钻小井眼——利用老井、降低成本老井加深小井眼

——利用老井，降低勘探成本小井眼水平井——提高产量，降低吨油成本小井眼分支井——提高产量，降低吨油成本（三）小井眼钻井完井配套技术53小井眼是以降低成本为主要目的的钻井方式效益岩石裂开量： 削减30~40%钻井液运用量：削减50%以上套管用量： 削减35%以上水泥用量： 削减20%以上钻井速度： 不减或有提高（三）小井眼钻井完井配套技术54侧钻小井眼辽河油田十年来,完成侧钻小井眼井1357口,2002年完成7〞、51/2〞共221口侧钻井，累计增油620万吨，干脆创效10亿元，间接创效24.94亿元。在侧钻井中发展了侧钻水平井、分支井、径向水平井等一系列钻井完井技术。（三）小井眼钻井完井配套技术55油田小井眼比大井眼明显提高机械钻速（三）小井眼钻井完井配套技术大

港大港千米桥潜山小井眼与常规井眼钻井综合指标对比井号进入奥陶系井深m奥陶系以上钻井天数d机械钻速m/h完钻井深m全井平均机械钻速m/h钻井周期d设计成本万元板深84116.111702.264409.092.28208.561835.5板深44516.001322.444799.382.50181.882427.3板深7014599.501642.364935.742.42234.832126.3板深64024.00774.074400.004.23124.001761.1常规井眼平均4313.90135.752.624636.052.86187.321630.0板深7024463.48645.954810.004.79115.671343.9板深7034196.00538.664600.003.99103.701272.4千12-184190.10635.184396.434.4099.1001127.0千16-244306.42973.674650.004.53109.261419.3小井眼平均4289.0069.255.874614.004.43107.001290.6小/常规％——-49％+124％——+54.90％-42.88％－20.82％56长庆欠平衡小井眼井试验井身结构：9½″+7″6″+4″介质：自然气+泡沫钻至井底排量：60-80m3/min周期：从平均58天降到23天成本：限制在500万/口以内91/2″钻头7″套管6″钻头4″套管3400（三）小井眼钻井完井配套技术长

庆57钻机井身结构电测钻井液爱护储层快速钻进小井眼成本大于20％（三）小井眼钻井完井配套技术降低成本58以长庆苏里格小井眼试验井为例：快速钻进运用自然气钻井6〞井眼,周期从58天降到23天爱护储层用欠平衡打开储层钻机运用小钻机，减小井场，2000m钻机钻3400m钻井液少用或不用，设备今后剥离，三部钻机配一套井身结构7〞＋4〞，或7〞＋31/2〞用低密度、高强度水泥固井电测削减1/5—1/4，运用随钻存储式测量（三）小井眼钻井完井配套技术长

庆59二、着重发展推广应用六项配套技术（一）欠平衡钻井配套技术（二）气体钻井完井配套技术（三）小井眼钻井完井配套技术（四）水平井、分支井钻井技术（五）大位移钻井完井配套技术（六）爱护油层钻井完井配套技术（四）水平井、分支井钻井技术60盐丘定向钻井技术在勘探、开发中的功用海上或陆地丛式井工程救险井因事故困难进行侧钻多目标勘探与开发限制断层钻探水平井进行开发地面条件限制大位移定向井侧钻分支井ConventionallongDirectionalMediumRadiusShortRadiusPayZone2-6degrees/100ft2,800-1,000ft.radius20-75degrees/100ft300-125ft.radius1,000-3,000ft400-700ft1,000-2,000ft1.5-3degrees/ft20-40ft.radius（四）水平井、分支井钻井技术62（四）水平井、分支井钻井技术水平井分类63类别造斜率(0/30m)曲率半径(m)水平段长(m)长半径2～6<6900～300700～1700>300;≮150中半径8～306～

20200～60500～1000>200;≮150短半径150～30030～

15010～6250～270>50,≮30超短半径0.330～60（四）水平井、分支井钻井技术水平井分类64为什么钻水平井？1.水气锥2.成岩性差或出沙地层3.低压4.低渗透率5.自然裂缝6.薄油层7.稠油8.以上随意组合（四）水平井、分支井钻井技术65（四）水平井、分支井钻井技术生产井注水井66（四）水平井、分支井钻井技术水平井钻井可能遇到的技术问题水力学套管磨损套管居中注水泥钻杆寿命井壁稳定钻具弯曲油层工程套管漂移井眼清洁井涌井漏钻具摩阻井身轨迹设备选择68（四）水平井、分支井钻井技术随钻测量技术（MWD）钻头可控马达钻机装备的发展（顶驱）随钻测井（LWD）完井工艺技术三维地震多分支井、软管钻井、欠平衡钻井技术等。水平井快速发展的技术缘由69（四）水平井、分支井钻井技术直井水平井气水锥对比70CNPC水平井施工截止2009年，中石油共完成水平井超过3500口，其中2000年～2002年完成水平井47口，2002-2005年完成414口,2005至2009年完成3029口，占中石油所钻水平井总数的77%。（四）水平井、分支井钻井技术至2009年世界共钻水平井20430口，美国钻了8998口。年度水平井2005201200652220078062008100520095052010预计70071井号井型完井日期投产日期平均日产油t平均含水%LN1-8定向井2002.11.102002.12.88.0582.05LN3-8定向井2002.10.122002.11.2012.4361.11L102-P1水平井2002.10.182002.11.28121.7812.13L102-P5水平井2002.12.32002.12.23877.3冀东水平井与邻井常规井产量对比

产量是邻井的8.8615.1倍，含水量也大大低邻井，而钻井成本只有邻井常规井的1.7倍。冀东（四）水平井、分支井钻井技术72大庆（四）水平井、分支井钻井技术大庆应用水平井在特低渗油层增产井名初产油(吨)稳定产油(吨)是直井倍数树平1井14104茂平1井4017.45肇55-平46井80458-10倍州62-平61井20124-5倍73（四）水平井、分支井钻井技术径向井井下转向器74主井眼和分支井都是裸眼1主井筒注水泥分支井为裸眼2主井筒注水泥分支井下套管3主井筒和分支井都注水泥4水泥封固主井筒和分支井,各层压力分隔5井下分叉装置6预制成型接合点6S1997年国外提出的标准。（四）水平井、分支井钻井技术技术概况：TAML分级75（四）水平井、分支井钻井技术技术概况：TAML分级1级完井：主井眼和分支井眼都是裸眼。2级完井：主井眼下套管并注水泥，分支井裸眼或只放筛管而不注水泥。3级完井：主井眼和分支井眼都下套管，主井眼注水泥而分支井眼不注水泥。4级完井：主井眼和分支井眼都在连结处下套管并注水泥。5级完井：主井眼和分支井眼都下套管固井，连接处具有力学完整性、水力完整性和再进入实力，能现完全的层间分隔。6级完井：结合点处的压力由密封装置隔绝，主、分支井眼可全通径进入。6S级完井：运用井下分流器或者地下井口装置，基本上是1个地下双套管头井口，把1个大直径主井眼分成2个等径小尺寸的分支井筒。76分支井

前苏联

至90年 126口分支井美国至99年底 3884口分支井中国 2009年辽河、华北、大港、大庆油田完成分支井37口,分支数最多：辽河静52-H1Z井20分支.（四）水平井、分支井钻井技术另煤层气开发中2009年实施羽状分支井21口

全世界至99年底 5779口分支井77分支井

前苏联

至90年 126口分支井美国至99年底 3884口分支井中国 2009年辽河、华北、大港、大庆油田完成分支井37口,分支数最多：辽河静52-H1Z井20分支.（四）水平井、分支井钻井技术另煤层气开发中2009年实施羽状分支井21口

全世界至99年底 5779口分支井78AustinChalk北海地区（四）水平井、分支井钻井技术吨油成本分析79分支井的应用范围分支井是提高油气采收率的一条有效技术途径。理论上讲分支井可以用于任何类型的油气藏，但对以下的状况具有经济技术优势：（1）用多个分支水平井眼替代设计水平位移较大的水平井；（2）地面为环境敏感地区，不允许建多个井场；（3）重油或稠油油藏、层状油层体系、断块或孤立油藏、衰竭油藏、低渗油藏、自然裂缝油藏和存在一个或多个垂向不渗透隔层的油藏。（4）老井侧钻；（5）井槽数受限的海上平台；80分支井的应用历程近几年分支井技术日益成熟，成为油气田开发的一种重要的先进技术，得到越来越广泛的应用。分支井最早为侧钻井，而起先打侧钻井的目的是重新使新的生产井底生产，而原来的井底不生产。后来，人们起先期望侧钻井和原来的井底都可生产，并且起先钻多个侧钻井，这便是现在意义上的分支井。目前分支井的钻井在某种状况下还存在风险高、成本高的问题。在技术上最大的障碍是主井筒与分支井筒之间的连结与密封问题。假如某些问题得以解决，分支井技术将是继水平井之后的又一重要的提高和改善油田开发效果及原油采收率的先进技术。81二、着重发展推广应用六项配套技术（一）欠平衡钻井配套技术（二）气体钻井完井配套技术（三）小井眼钻井完井配套技术（四）水平井、分支井钻井技术（五）大位移钻井完井配套技术（六）爱护油层钻井完井配套技术（五）大位移钻井完井配套技术82大位移钻井的功能

海油陆采，单平台多井采油地形限制（如山地高陡）水平位移（H）/垂深（TVD）>2称为大位移井（五）大位移钻井完井配套技术功能83大位移井的定义大位移井测深/垂深>2的井水平位移/垂深>3的井（DesignerWell）84DesignerWell85CNPC最大水平位移:大港庄海8Es-H5井，斜深5536米，位移4841.61米大港油田钻成各类位移井60余口大于1500m13口,大于2000m5口国际最大H/TVD>5国际最大水平位移:11km

水垂比最大的大位移水平井：大港油田庄海8NM-H3井，斜深5388米，最大水平位移4196.35m，水垂比3.92国内海上最大位移:8086m状况（五）大位移钻井完井配套技术86大位移井的应用范围应用范围：用大位移井开发海上油田，大量节约费用；海边开采近海油藏；不同类型的油气藏钻大位移井提高经济效益；地面存在大范围障碍的区域。87大位移井的应用范围世界上水平位移最长的井M11,水平位移11114，垂深1585.2m，测深10658mKop:232m88大位移井的应用几个油田两种开发方案对比89大位移井在国内外的应用数据截至到2007年最大水平位移超过10km主要分布于英国的Wytchfarm油田和挪威的北海油田90大位移井在国内油田的应用91二、着重发展推广应用六项配套技术（一）欠平衡钻井配套技术（二）气体钻井完井配套技术（三）小井眼钻井完井配套技术（四）水平井、分支井钻井技术（五）大位移钻井完井配套技术（六）爱护油层钻井完井配套技术（六）爱护油层钻井完井配套技术92（六）爱护油层钻井完井配套技术爱护油气层配套技术储层评价技术压力预料技术欠平衡钻井技术钻井液评价与优选技术屏闭暂堵技术低密度水泥浆固井技术

系列93三、探索五项前沿技术（一）地质导向钻井技术（二）膨胀管技术（三）套管钻井完井技术（四）井下增压超高压喷射钻井技术(五)精细控压钻井94

导向钻井技术上世纪90年头起，海上钻井进入了以导向技术为标记的超大水平位移钻井的新时期，并以前所未有的速度向更新技术方向迈进！导向钻井技术集中体现了二十世纪末钻井科技发展最新成果！旋转导向技术井眼轨迹井下闭环限制技术近钻头测井技术95导向钻井的产生与发展96导向钻具组合动力段地面可调弯外壳轴承段和扶正器导向钻井基本钻具组合97地质导向：运用井下动力钻具近钻头测量地质和工程参数并随钻传输到地面进行处理、说明，指导井下工具姿态，满足地质要求的钻井方式。旋转导向：缺少近钻头的地质参数测量，并运用闭环自控执行工具（偏心变径稳定器）的钻井方式。几何导向：只有工程参数，保证轨迹限制的钻井方式。（一）地质导向钻井技术

概念概念98CGDS-1型地质导向钻井系统（一）地质导向钻井技术CFDS地面信息处理与决策软件包CAIMS测传马达CGMWD无线随钻测斜仪无线传输正脉冲发生器驱动限制器电池筒定向仪（工程参数）总线限制器短传接收短节钻柱稳定器旁通阀螺杆马达万向轴总成测传短节（γ，R）地面可调弯壳体近钻头稳定器传动轴总成钻头121213（5/6）CAIMSCGDS-MDCGDS-MSCFDS型应用软件包CGMWD型无线随钻测斜仪CAIMS型测传螺杆马达正脉冲传输9899（一）地质导向钻井技术100只有斯伦贝谢—Power-v，哈里伯顿、贝克-休斯拥有，不卖设备（询价为2000万美元以上）。服务费昂贵（2002年）：LWD服务$30万/月，VDS$3.5万/天。旋转导向：$5万/天，先交100万美元定金世界在1550余口井运用（主要是海洋）累计进尺超过300万米。（一）地质导向钻井技术1011、正脉冲MWD仪（工程参数）2、近钻头存储式随钻测井短节（γ、R、ρ）3、简易LWD仪（工程参数γ、R、地面）4、CGDS-1地质导向系统（近钻头采集、电磁波—泥浆脉冲传输地面）（一）地质导向钻井技术可形成独立的技术产品发展过程PreciseWellPlacementWithRotarySteerableSystemsandLogging-While-DrillingMeasurements（Geosteeringtool）103地质导向钻井系统突出的优点井下闭环带来高质量的井眼轨迹，可消退滑移模式，打出更平滑的井眼。避开螺旋状井眼和井眼弯曲（HoleSpiraling&WellboreTortuosity）旋转导向避开滑动钻进,降低磨阻,净化井眼。可防止岩屑积累与轴向振动（CuttingBuildup&AxialShock）特殊钻井须要，如高难度大位移井、超深井等具有困难结构的特殊井。井深超过1万米，扩大勘探开发面积，节约平台和投资油藏导航“ReservoirNavigation”，即在困难油藏中导向钻井。调整工具面不耗费时间，钻速是滑动导向的一倍。（一）地质导向钻井技术104（一）地质导向钻井技术105地质导向系统组成（一）地质导向钻井技术106（一）地质导向钻井技术107108（一）地质导向钻井技术109“十一五”国家重大技术装备“石油自然气勘探、钻采和三次采油成套设备研制”研制成果：CGDS-1地质导向钻井系统项目来源：地质导向钻井系统是国际钻井界公认的21世纪钻井高新技术，研发难度很大，目前只有国外少数石油专业技术服务公司拥有此项技术，且只供应高价技术服务，而不出售产品。针对这种状况，专题研制目标为研制出一套带近钻头传感器（电阻器、自然伽马、井斜）的地质导向钻井系统CGDS-1型（ChinaGeosteeringDrillingSystem-1），形成地质导向钻井配套新技术，适用于生产，总体上达到国外90年头技术水平，并具有我国独立的学问产权。（一）地质导向钻井技术110（一）地质导向钻井技术111（一）地质导向钻井技术“CGDS-I近钻头地质导向钻井系统”它的研制成功对推动我国油气钻探技术的进步具有重大意义。在研发过程中开发了多项创新成果：近钻头电阻率测量技术、CAIMS测传马达、井下无线短传技术、CGMWD新型正脉冲无线随钻测量系统、CFDS地面信息处理与决策系统。该专题技术难度大，创新性强，已取得5项独创专利，并申请多项专利和专有技术。CGDS-I钻井系统的研制成功，在满足国内市场需求，解决生产急需的同时，可用于国际工程竞标服务，增加我国企业在国际市场的竞争实力，并对国外高价产品和高价工程服务实行限价，是我国油气钻井技术的重大突破，具有广袤的应用前景。112旋转导向钻井系统Power-V闭环轨迹限制工具113Power-V闭环轨迹限制工具旋转导向钻井系统114Power-V闭环轨迹限制工具115Power-V闭环轨迹限制工具1161162023/3/10流场变向器原理：可在井下敏捷调整井斜和方位的导向工具，依靠流场定向。Power-V闭环轨迹限制工具117Power-V闭环轨迹限制工具118PadoutPadinPower-V闭环轨迹限制工具119Power-V在大位移井和特殊井钻井中取得的成就Power-V闭环轨迹限制工具120AutoTrak闭环轨迹限制工具121122123124125水纹管套管补贴裸眼短距离水纹管堵漏裸眼长距离膨胀套管堵溶洞等恶性漏失<100m、灰岩可多次运用井身结构简化为表层+油套加快钻井速度节约成本（二）膨胀管技术126入井水纹管总成水纹管堵漏技术的现场试验81/2”井眼堵漏水纹管（二）膨胀管技术127可膨胀套管技术的经济性切削量：230m3切削量：70m3泥浆/水泥量：445m3泥浆/水泥量：150m3运用的钻机大运用的钻机小133/8״95/8״7״5״7״4000米井深，预料节约钻井费用在50%以上。（二）膨胀管技术128正在开发J-55钢级的95/8״和7״膨胀套管（二）膨胀管技术129（二）膨胀管技术130套管钻井技术是近年发展起来的为节约成本的一项新技术，其特点为用套管代替钻杆干脆钻进，达到目的层干脆固井（三）套管完井钻井技术131

Tesco

钻头的更换是利用钢丝绳投捞，在套管内实现钻头升降，即实现不起出钻具（套管）更换钻头和下部钻进工具。

套管钻井工艺已用于美国和加拿大20多口井部分井段的钻井作业。试验表明，套管钻井可以节约投资10%-15%，钻速较快的陆地井可降低成本30%。（三）套管完井钻井技术为协作套管钻井，Tesco公司开发了特地的套管钻井钻机132Weatherford

技术核心是套管钻鞋（CasingDrillShoe）和套管驱动头，可在常规钻机上实现套管钻井。

从2003年至今，Weatherford在

勘探院机械所已经完成套管驱动头、套管扶正器、钻头丢手的研制。（三）套管钻井技术世界各地（特殊是海上）已经完成了400多口井的施工作业，据统计可节约钻井成本30-50%。渤海LD9-3-1171/2״+133/8״133美国于2004年投资千万美元推出地面增压的双管钻井系统，提高钻速2-3倍，因设备困难，造价高而未能推广。本项目改地面增压为井下增压。主要技术指标如下：地面排量：25-30l/s地面泵压： 20MPa增压器出口压力：100-150MPa.（四）井下增压超高压喷射钻井技术134石油勘探开发探讨院按井下1:1尺寸研制出的样机（增压比：1:13，外径:178mm，内井:150mm,长度:２.5m）我国研制此项技术基本与国外同步，勘探院研制的样机室内试验增压比已达到1：13.4。。钻井新技术----井下增压钻井技术（四）井下增压超高压喷射钻井技术进口压力：10MPa出口压力：130MPa135MPD是由欠平衡钻井(UBD)和动力钻井技术综合而发展起来的一项新技术，它利用封闭的钻井液循环系统，通过液力井的模拟程序来反馈数据，预料环空压力剖面，从而使自动限制压力系统自动调整节流阀，产生微小调整量来精确控制整个井眼的环空压力剖面。（五）精细控压钻井技术(MPD)136（五）精细控压钻井技术目前钻井过程中存在的问题通常的钻井方法是满足井壁的稳定条件要求增加或削减钻井液的重力。增加静压力须要增加钻井液所含化学成分和加重材料，这是一个奢侈时间和增加成本的过程。当停钻井液循环时，该井就会存在打破平衡的状态。限制井底压力137（五）精细控压钻井技术限制BHP的方法是限制摩擦压力。较高的钻井液循环速度会产生较高的环空摩擦压力；会在井底产生较高的压力；钻井泵转速的变更会引起BHP的快速变更。钻井液循环停止时，压力限制便会失效。限制井底压力138（五）精细控压钻井技术控压钻井是通过井底随钻测压设备、自动节流管汇、回压补偿循环系统等手段削减井底压力波动，保持井底压力更平稳，能有效解决又漏又喷的问题。流量精度可达到0.05方，压力限制精度可达到0.3-0.5MPa。控压钻井（MPD）139（五）精细控压钻井技术压力井深地层孔隙压力地层裂开压力PCH回压DAPC静态压力梯度DAPC循环压力梯度传统工艺静态压力梯度PAF环空摩阻传统工艺循环压力梯度控压钻井（MPD）140（五）精细控压钻井技术它不同于常规的开式压力限制系统，而是依靠于封闭的循环系统，通过调整井眼的环空压力来补偿钻井液循环而产生的附加摩擦压力。。MPD技术的一个重要特点就是运用了一套封闭的系统；适当的环空压力剖面阻挡了钻井液流人地层造成对地层的损害；接受可以削减具有狭窄井眼环境限制的、与钻井有关的风险和投资。技术特点141（五）精细控压钻井技术控压钻井（MPD）系统组成142（五）精细控压钻井技术对比项目/井号设计井深(m)完钻井深(m)钻井方式漏失量(m3)TZ62-10H--5728控压钻井0塔中7258005235.65常规1827塔中72158005505常规5000TZ62-13H53705370控压钻井0TZ62-11H54525843控压钻井0TZ62-7H5774.255356.56常规3750TZ62-6H59405188常规3300控压钻井技术在塔里木油田应用143二、重点推广、重点攻关、超前探讨的项目重点推广应用的27项成熟主导技术重点攻关的26项瓶颈技术超前研发的9项储备技术须要引进的7个方面的先进技术及装备、材料144中石油“十一五”

重点推广应用的27项成熟主导技术145高压喷射钻井技术，定向井、丛式井钻井配套技术，以三压力预料为基础的钻井设计技术，水平井钻井配套技术，困难结构井钻井完井技术。146中石油“十一五”

重点攻关的26项瓶颈技术147全过程欠平衡钻井完井技术，

气体钻井技术，

小井眼钻井技术，

钻完井过程中的堵漏技术。

148超前研发的9项储备技术烃类检测及四维地震技术，多波勘探技术，膨胀套管技术，套管钻井