钻井技术论文篇1

2水平定向钻孔轨迹的基本要素

在实际开展水平定位钻孔轨迹设计操作、测量操作及数据信息处理的过程中，一般多选择钻孔轨迹L中的某一个测点作为研究的基础对象，其选择测点所相应的孔深、倾角与方位角，则被称之为水平定向钻孔轨迹的基本要素。依据相关理论，则测点数据信息仅表现了该点位置的空间位置，测点位置的切线则表示为钻进过程中的前进方向线，亦被称之为钻孔当前轴线，可以通过钻孔当前轴线、来表述测点附近一段钻孔轨迹。测量数据的处理操作与钻孔孔迹绘制，其对钻孔轴线的绘制，均是依据钻孔轴线进行操作的。为确保钻孔轨迹绘制及描述的准确性，要求对钻孔孔迹中存在的测点相应的孔深、倾角与方位角基本要素进行精确处理。在其基本要素中，理论孔深定义为：测点位置所具备的实际钻孔深度值，在近水平钻孔中，多指的是孔口位置到测点钻孔曲线之间的实际长度值，多采取钻杆进行测量，一般用L进行孔深记录；倾角：是指钻孔当前点的切线与水平面之间的最小夹角；方位角：是指钻扎当前点的切线在水平面的投影与北向(N轴)之间的夹角；设计方位钱：开孔方位线在水平面上的投影，代表钻孔深度廷伸主方向。

3煤矿井下水平定向孔轨迹的一般形式和描述方法

本煤层预抽钻孔的布且形式预抽钻孔一般情况都布宜在煤层厚度大、透气性好、瓦斯含且高、煤层硬度较大的称定煤层中，这样不但有利于成孔和后期钻孔橡定，同时能够保证钻孔的高渗透性。有利于瓦斯的逸出。报据钻有利于瓦斯的逸出。报据钻孔相对于工作面延伸方向的不同水平定向钻孔布龙形式主分为走向和倾向布置两种形式。为了保证良好的抽放效果，不能使钻孔穿透工作面或从巷道穿出帆，在实施定向拐商钻孔前，孔相对于工作面延伸方向的不同水平定向钻孔布置戳主钻孔布t形式一般以走向或倾向平行布皿为主。在实施向拐夸钻孔后，可采用“一孔多分支”的钻孔布1形式。这样可在顺槽直接开孔，减少钻机椒运次数，提高钻进效率，同时起到“一孔多用”的效果。

4煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理方法

在煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理中，提出应用平均角法进行轨迹计算。为确保钻进轨迹描述的准确性，可以进行多点测量，降低两侧点间距，提高计算精度，这种方法计算简单，在实践应用中应用较为广泛。此外，在煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理中还可以采取平衡正切法。然而其方法应用精度偏低，为满足现场实际需求，本文提出应用Excel进行钻孔孔迹测量参数计算，并绘制钻孔轨迹图。Excel工具具备着强大的数据处理功能，通过测量仪器，收集测点深度、倾角与方位角等信息，通过Excel形式进行保存，采取相应的计算方式进行孔迹坐标计算，选择图表导出方式，直观获得钻孔轨迹水平及垂直投影。

钻井技术论文篇2

中图分类号：G276 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0254-01

1.前言

由于浅层油气资源大部分已经被完全开发，所以各石油开发企业逐渐加大了深层的油气资源的勘探开发力度，为了提高油气勘探开发效益和企业的竞争力，深井钻井技术不断发展提高，应用的规模也日益扩大。深井钻井技术是一项复杂的系统工程，难度高、技术复杂，需要有科学的理论、先进的技术及装备，加上高素质的人才队伍和科学的管理作为支持。深井 超深井钻井技术水平是一个国家或企业集团钻井技术水平高低的标志。目前世界上的深井数量虽然并不多，但是这项技术已经经历了五六十年的发展历程，逐渐走向成熟。钻深井的国家已达80多个，美国、欧洲北海及前苏联、德国、日本等深井钻井技术系统居世界前列，其中美国是世界上钻深井历史最长、工作量最大、技术水平最高的国家。我国深井钻井技术系统近20年快速发展，但与国际先进水平相比仍有很大差距。

2.我国深井钻井技术的发展概况

近年来，我国加大了对地下深层勘探的力度，在西部和四川盆地及周边地区的深井钻井数量逐年增加，平均井深也越来越深，钻井速度也有较大幅度的提高。截止2000年我国钻深井的总数近千口，平均井深接近6000m。随着LWD、旋转导向钻井、自动垂直钻井系统等钻井新技术的应用推动了我国深井钻井技术的快速发展，并取得了丰硕的成果。如何有效解决深井钻井技术的复杂性、适用性、配套性等问题既是影响全球深井钻井可持续发展的难题，也是制约国内深井钻井快速发展，缩短与国际差距的瓶颈。结合我国石化系统多年深井钻井实际情况和塔里木盆地、准噶尔盆地、河西走廊地区、川渝东部地区等4个重点领域深井钻井技术最新进展，以非线性、复杂性系统仿真为突破口，试图解决深井钻井技术系统构成中的复杂性与先进性、功能性与适用性、核心性与配套性等关系问题。

3.我国深井钻井技术的发展和应用过程

我国深井钻井技术起步较晚，1966年7月大庆油田完成第一口4719 m的深井，揭开了国内深井钻井技术发展的序幕。继此之后大港油田、胜利油田和江汉油田又陆续打成了4口超过5000m 的深井，初步积累了深井钻井开采的经验。从1976年到 1985年，完成了100多口深井，其中有2口井深超过7000 m 的井，即四川1978年完成的7175 m关基井和新疆1979年完成的7002 m的固2井。1986年之后，深井进入规模应用阶段，随着深层勘探开发速度的加快，深井钻井数量逐年增加，机械钻速不断提高，钻井的时效增加，深井钻井周期逐年下降，井下事故不断减少。2005年3月8日，中国，大陆科学钻探工程“科钻一井”顺利完钻，井深5158 m ，该，井钻井中采用了大量高新技术，如人造金刚石钻头、绳索连续取心、井底马达驱动取心工具、活动套管技术、自动送钻系统、MWD、LWD、SWD等技术。

4.我国深井钻井技术的发展趋势

随着我国油气资源战略对深层钻井的进一步需求，特别是导向钻井、气体钻井等新兴钻井技 术的应用和发展，以及信息技术、测控技术、模拟技术在钻井中的应用，可以发现深井钻井技术 的发展是以现代钻井技术的发展为基础，重点解决高温高压、多压力系统、山前构造、难钻地层等深井钻井难点。现代钻井技术发展以现代科学技术为基础，以提高勘探开发综合效益为目标，其主导发展趋势为：以信息论、系统论和控制论为理论基础，把以计算机技术为核心的遥测、遥传、遥控技术融入钻井工程技术，用钻井高新技术改造传统的钻井技术，向智能化、自动化钻井方向发展，创造最大化的勘探开发经济效益和社会效益。

深层钻井技术在以下几个方面需要发展突破：①单一尺寸套管钻井可改善传统井身结构，应用膨胀管和套管钻井有利于促进深井钻井技术的快速发展。②应用一次性自锐钻头，单井作业时无需更换钻头，还可根据井况所遇到的岩性转变破岩模式，向高效破岩技术方向发展。③随着LWD、近钻头测量、随钻测井、随钻地震技术的应用和发展，井下控制器将成为钻井施工的核心。安装在钻头附近的控制器可实现实时监测与控制，自动判断控制钻头，甚至控制钻机的动作。④采用控压钻井技术将实现真正意义上的闭环钻井，通过安装在钻头附近的主控制器、钻杆上的分控制器以及井口控制器自动调节实现井内压力自动平衡。⑤有缆钻杆的应用将不仅可实现对钻井的有效控制，而且会提高钻井速度。采用该技术，钻杆将不用传递扭矩，甚至不必控制钻压。⑥固壁技术将改善井壁的稳定性，在钻井发生井漏时，随时加入有针对性的堵漏材料；也可在钻井完成后，对井壁进行“固结”，形成人工管壁。⑦气体钻井的比例将大大提高，针对特殊地层，能够及时变换有针对性的特殊流体。⑧利用已有的数据库、已钻井段的数据，并结合地面采集和井下实时检测的数据，对未钻井段的钻井施工进行模拟，随时调整钻井设计。使深层钻井技术向集成化、信息化、智能化、自动化方向发展⑨采用封隔器实施对地层间的封隔，甚至部分代替水泥对层间的分隔。

5.如何更好的应用深层钻井技术有效提高油气采收率

面对未来全国油气资源的需求状况，我国西部地区、南方海相地区及东部深层油气勘探开发将进一步加强，复杂地质条件下深井钻井技术仍然是我国21世纪实施油气资源战略、提高勘探开发效益的重要技术支持手段。为此，我国应在跟踪和引进国外先进深井钻井技术与装备的同时，加强自主研发与应用技术攻关，努力学习国外先进钻采技术，缩小与国外的差距。深井钻井技术研究与应用的重点在加强核心技术的研发与配套，并高度重视基础理论研究，加强人才培养，重视人与计算机结合，充分利用现代信息技术和我国深井钻井专家知识经验，建立深井钻井的科学化评价体系和决策体系，加快深井钻井技术管理的科学化进程。同时，适度引进先进国家深井钻井核心技术装备与配套软件系统，加强国际合作，走消化、吸收和创新的道路，逐步使深井钻采能力向更深的程度发展，有效提高我国的油气采收率。

参考文献

钻井技术论文篇3

中图分类号：TE22 文献标识码：A文章编号：

钻井的目的是开发油气藏、进行地质评价，钻井是一个利用钻机设备破碎地层形成井筒的工艺过程。克拉玛依油田位于我国新疆地区，主要任务是进行准噶尔盆地的地油气资源的销售、集输、开发勘探等业务。准噶尔盆地储存油气资源丰富，具有极大潜力，拥有广阔的勘探前景。克拉玛依市位于准噶尔盆地的西北，市内公路网发达，交通十分便利。其中，位于准噶尔盆地的莫171井是克拉玛依油田的勘探评价井，该井环境存在底水的可能性较大，因此，在进行水平段钻进时，引入了旋转导向技术，该技术与传统的滑动导向钻井相比较，位移延伸能力强、井身轨迹精度控制性高、净化井眼效果好。通过钻井导向技术的运用，为克拉玛依油田复杂油气藏的勘探与开发提供了技术支持。在上个世纪九十年代，现代导向钻井技术诞生，伴随钻井技术的不断发展，形成了一项高新科技尖端技术，那就是旋转导向钻井技术，该技术所涉及学科广泛，导向钻井由MVVD、导向动力钻具、高效能钻头组成，导向钻井系统是在其基础上再辅之计算机软件而构成的。按照导向工具进行划分，导向钻井技术可分为旋转导向钻井和滑动导向钻井，文章主要围绕旋转导向钻井进行论述。在进行旋转导向作业时，随着钻头的转动，钻柱也发生旋转，具有井眼清洗效果好等特点。

导向钻井技术现状与进展

1.1旋转导向钻井技术

采用转盘旋转钻柱进行钻进时，井身轨迹平滑、建井周期短、钻井效率高、钻头进尺多、钻进成本低、钻速高。伴随多分支井、大位移井、水平井等结构复杂井的开采，上世纪九十年代就诞生了旋转导向钻井技术。

1.2滑动导向钻井技术

因为随钻测量系统可以将方位角、井斜角等描述井身几何轨迹的参数传送到地面，实现了钻头方向的可调。在上世纪八十年代，导向钻井的关键技术就是滑动导向钻井技术。但是，滑动导向钻井技术存在着一些不足，在降低进尺成本、提高钻速的同时，会造成马达断脱或严重磨损等事故发生。随着，人们对资源的需求量的增加，因油气藏地质、环境等问题，勘探、开采的难度不断增大，滑动钻井技术已经不能胜任现代导向钻井的任务，人们逐渐将目光转向了旋转导向钻井技术。在进行滑动钻井时，人们为了克服井身轨迹难以控制、成本较高、钻速低、粘滑卡阻严重、净化井眼效果不佳、扭阻及摩阻偏大等不利因素，同时使用了转盘法配合滑动钻井进行交替钻进。但是这中交替钻进的方法并未使问题得以改善。反而降低了钻井效率、增加下钻次数，从而引发涡动、粘滑、井身质量差、井身轨迹缺少平滑、井眼方位不稳定等故障。采用滑动钻井技术进行钻进时，井深大于临界井深度四千米时，就难以连续、均匀滑动或者不能滑动的状况，使滑动钻进成为困难。这时由于钻柱在钻进时向下滑动，降低了旋转钻头有效功率，降低了钻头有效钻压，摩阻大，从而降低了钻速。滑动导向钻井的缺点还体现在水平井大位移井或大角度斜井中，岩屑床存在与井眼底边，既导致了井眼净化不佳，又增加了井壁与钻柱的摩阻。往往还会发生钻柱不旋转的现象，钻柱因与井壁贴靠的缘故，因此产生较大摩阻。而且，摩阻随着导向钻具弯角的增大而增加。

1.3井底动力经验钻井技术

钻定向井技术应用涡轮钻具将定向斜井钻出，有限陀螺测斜仪与测性多点测斜仪的发展，也奠定了定向下钻技术的成功。定向钻井技术被称为井底动力钻井经验预测定向钻井法，因为井身轨迹信息来自于钻后。

1.4转盘经验钻井技术

该技术的应用年代在上世纪二十年代末期，钻井者依靠变化钻压转速参数、下部钻具组合结构以及自身的经验，来对钻头造斜效果进行预测。通过经验来预测造斜定向效果，例如：在钻进一段后，将转速、钻压、钻具组合结构进行改变，然后继续钻进，再起钻测斜。

导向钻井技术发展方向

2.1控制旋转导向钻井理论

控制现代导向钻井技术的发展可通过：a在进行旋转导向钻井时，研究钻柱力学的求解方法、模型以及理论；b设计自主式旋转导向钻井系统时，可采用自主制导理论；c控制指令的设计，可按照地面向井下传达下行指令的原理，其设计能够使旋转导向工具通过指令发生动作；d要想解决超调、大滞后、不确定性因素等复杂性的问题，可采用旋转导向智能控制理论来解决；e待钻井身与已钻井身之间所存在的偏差可采用旋转导向矢量控制理论进行调控。

2.2新型旋转导向钻井工具的开发

在推靠钻头旋转导向工具的基础上，又研发出定向钻头，与推靠钻头导向原理不同，定向钻头可以使钻头定向造斜，其难于在直井防斜，在井斜较大的情况下可降低斜度，而在井眼井斜度为5度以上，可稳斜、增斜。定向钻头旋转导向钻井工具如图所示。

图定向钻头旋转导向钻井工具

2.3旋转导向钻井系统的完善

通过以下措施可以使旋转导向钻井系统其功能更加完善。①软件系统，在实际钻井工作中，旋转导向钻井系统中包括了可视化和导向闭环钻井系统软件、控制旋转导向工具专用软件、调正井深轨迹的设计软件、预置井身轨迹设计软件等。②地面监控系统，旋转导向钻井系统中，地面监控系统分别由智能决策支持系统、地面计算存储分析模拟系统以及传输和接收信号的子系统组成。从地面将控制指令发送到井下，是该系统所具有的关键性技术，通过闭环信息流可监视并调控井身轨迹。③井下与地面双传输通讯系统，目前主体技术体现在无线泥浆脉冲双向传输系统，但该系统存在着一定的局限性与滞后性。④随钻实时测量参数系统，其中包括有随钻工程参数、随钻地震等评价参数、随钻测井、随钻地层评价、随钻井身几何参数等实时信息技术。随钻测井已有声波、密度、中子、电阻率的等多联随钻测量仪；随钻声波和随钻压力等测量技术也得到了很好的发展，随钻地震技术也逐渐迈向多元化。④为了能够实现在苛刻、恶劣工况的复杂井下环境顺利进行钻进作业，现代旋转导向钻井技术的技术指标也在不断提升。

结束语

通过文章的分析，我们可以了解到旋转导向钻井技术指出了现代导向钻井的发展方向，克拉玛依油田属于分支井、大位移井、丛式井，旋转导向钻井技术的应用给克拉玛依油田的勘探与开发提供了技术保障。随着随钻参数测量传输、随钻地震、随钻测井等技术的出现，也发展了旋转导向钻井的相关配套技术。现代导向钻井技术是设计了数学、力学、计算机、自动化、机电仪表、钻井等多元化、多学科的高科技系统工程，该技术的完善推动了社会经济更加稳步发展。

参考文献

[1]周小君，何世明，周明信，赖天华，沙东. 随钻导向钻井提速技术在埕海油田的应用[J].西部探矿工程，2013(2).

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[3]吴超，菅志军，郭云，尚捷. 旋转导向钻井系统关键技术研究与实钻试验[J].中国海上油气，2012(3).

钻井技术论文篇4

中图分类号：TE24 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0038-01

引言 本文通过介绍我国在大位移水平钻井的发展历程，阐述其在生产中的优势，并深度分析当前该技术存在的问题，为我国以后在开发和完善大位移水平钻井提供指导。

一、我国大位移水平井钻井技术发展现状

前苏联、加拿大和美国等国家于5 0 年代初对水平井作为一种提高油气田单晶产量的方法进行了充分的研发。由于其属于新型科技，因此收技术局限和经济因素导致水平井研发的进展十分缓慢。水平井的应用规模才迅速发展的时间为九十年代后期。90年代后大位移水井作为一种更加复杂和高级的钻井技术手段， 便成了种较快发展的特殊工艺。大位移水平井钻井技术由于其复杂性和先进性，往往被用于比如海滩、湖泊、稠油油藏及沙漠海洋等更复杂更难测的地面。尤其是对于复杂地带油气资源勘探开发， 大位移水平井钻井技术是一项十分经济而有效的技术手段。相比于该项技术在国外的发展进程，我国的大位移水平井钻井技术落后较为严重。国内独立完成的大位移水井最大的水锤比仅为1.94。因此国内在对地下矿产勘探开发中不得不以进口的方式引进这种大位移水平钻井技术和设备。对于强度较高的钻具等专业仪器都没有完全达到大位移水平钻井技术的严格要求。因此，大力研发大位移水平钻井技术便成了我国当前亟需解决的问题。

二、 提升我过大位移水平钻井工艺的策略

2.1加大研发力度

在大位移水平钻井领域我过明显落后于国外发达国家。其主要原因是因为我国在大位移水平钻井工艺创新领域起步较晚。一些发达国家在20世纪20年代就已经开始对该项技术进行了初步的探讨和研究。由于当时的科学技术水平有限，该项技术发展当时进展较为缓慢，但是还是取得了令人可喜的成果。我国对此项技术的重视开始于20世纪80年代，并开始充分对大位移水平钻井技术进行研究，到90年代后期取得了巨大的成果。但是相较与国外，同时期国外一些发达国家在此期间都相继成功钻成很多大位移水平井，这些大位移水平井的成功钻成，使其在油气勘探过程中发挥出了了非常大的作用。因此，我国大位移水平钻井技术方法的研究和开发需要加大吸取国外同行业的先进技术，并大力研发已弥补我国同国外之间的差距。

2.2将先进的大位移水平钻井技术应用到我国的勘探开发中

在大位移水平钻井技术中，井深剖面设计、钻柱设计、井眼轨迹控制等是其关键技术，因此，在大位移水平钻井技术的研究中，不能仅仅局限与对其理论的研究和意味的盲目使用成熟的技术，要将研究中获得成果和先进的理论应用到实践中去，生产单位应大力支持理论成果在时间中的应用，从而能够及时的检验研究效果，为其日后的开发和研究提供有力的数据支持。要加大力度采用先进的导向钻井系统、优质的钻井液，能够大大的提高大位移水平钻井技术的建设进程，同时实现对轨迹控制的精确计算。在大位移水平钻井技术的应用中，摩阻是制约其实际应用的瓶颈，在钻井过程中由于稳斜段长、井斜倾角较大大，加上重力效应突出，导致上提、下放钻具时候的阻力加大，钻进加压变得比较困难，钻柱摩擦时阻力、扭矩都比较大，下部钻具非常易屈曲，传递扭矩困难。另外钻具在滑动和转动的过程中，岩屑被反复碾碎，颗粒不断变细，致使钻井液固相含量陡升，进而导致钻速下降，起下钻抽吸压力升高，也会引起摩阻、扭矩的急剧增加。虽然在摩阻方面的研究已经有了一定的成果，但是在实际的应用中还是有很多需要改进的地方。因此，如何在钻井过程中解决摩阻问题便成了核心问题。

2.3多项技术在大位移井中的应用

大斜度水平井固井技术目前的最大倾斜角度为87度，因此，采用该项技术可以在大位移井中起到更好的固井效果。水平井裸眼砾石充填完井技术在实际应用当中的效果明显，是大部分钻井平台普遍采用的方法。摩阻技术是整个钻井工作中需要重点关注的热点问题，它是整个生产作业过程中的重要关注点，而扭矩摩阻在大位移井建设中可以大幅提高计算和预测能力，从而可以更好的对钻井技术做指导，有利于实际操作。

三、对水平位移钻井技术的深入研究取得预期成果

大位移水平钻井技术的出现使得钻井技术有了更多的应用领域，具有很大的发展前景。目前几乎所有类型段油藏都因为该技术的成功使得该项技术在各自领域内广泛投入使用，在石油钻探中，大位水平钻井技术在以裂缝型碳酸盐岩、页岩、砂岩为地层构成部分中发挥了重大的作用。同时，该项技术在低渗透油藏，边际油藏、致密气藏、不规则地层等多种储层中广泛投入应用，使其在大大的提高产量的同时节约了时间和经济成本。

四、 结语

大位移水平钻井技术是目前世界上最先进的钻井技术，它是在海上和滩海的油田开发中使用率最高的一种先进工艺，也是最有效的开发手段。在钻探领域实施大位移水平钻井技术研究，逐步推广大位移水平钻井技术在钻井上的应用，并且对大位移井的建设规模的扩大和高效率的生产，对我国钻探领域中钻探工艺的发展具有重大的意义。由于我国相当一部分地区钻探条件较为困难，导致大量水平低洼、直井技术勘探较为困难的地区的开发变得便捷。除此之外，该项技术还很好的解决了大量原有盖层顶部大量剩余油气开发不出来的难题，增加了能源来源，提高了开采效率，使其能够很好的保证我国经济能源的可持续发展水平。通过本文对钻井技术的剖析和对当前先进的大位移水平钻井的阐述，分析出目前钻井施工中所出现的问题，经过对比来验证大位移水平钻井在实际使用中的先进性。随着科学技术的进步，加上在不断的对现有大位移水平钻井技术进行完善和开发，该技术一定能够有新的突破，达到世界先进水平，更好的促进我国经济的发展。

参考文献

[1] 我国陆上首口超3000m大位移水平井钻成[J]. 石油钻探技术. 2000（02）

钻井技术论文篇5

一、引言

川渝地区是我国大型综合含油气地区之一，整个地区有着丰富的天然气与石油资源，为我国的油气勘探以及工业的发展提供了宽广的平台。但就当前川渝地区的复杂地质条件来看，这些地质难题严重的阻碍了我国油气开采的步伐，主要体现在钻井速度慢，钻井施工难度大两个方面。从上世纪70年代开始，我国就对川渝地区钻井技术的科技攻关以及新技术试验就从未中断过，也取得了一系列重大的技术突破，发展了一整套适合于川渝地区恶劣地质条件的油气配套钻井技术。在广大川渝油气井的开采方面，全面开展了以提高机械钻速为整个钻井工程核心的钻井新技术配套难题攻关试验以及试验推广应用等策略，但随着油气储备勘探技术的不断完善，一些深层油气井和更为复杂地质条件油气井的发现，也为我国乃至整个川渝地的钻井速度不断提高带来了很大的难题。

二、钻井提速技术简介

从目前钻井技术的发展来看，国内外提高机械钻速的方法很多，所有的钻井工程都必须根据不同地区的地质情况，提出相应的技术指导，最终合理的选择不同的钻井方式来达到整个钻井工程提速的目的。当前国内外常用的钻井提速技术主要有专门针对钻头的钻头优选技术，从钻井增加强度以期望达到提高钻井速率的欠平衡钻井技术（气体钻井、雾化钻井、泡沫钻井液钻井等），从钻井工艺该进方面采取的垂直钻井系统应对井斜问题，复合钻井提速的PDC钻头配合螺杆钻具复合钻进技术，优化井身结构、优选钻井液等辅助措施提高钻井效率的钻井提速技术。

三、川渝地区地质状况分析

就本论文研究的川渝地区而言，近些年已经勘探出来的油气埋藏均较深，其表层的碳酸盐层可钻性特别差，高陆地层直井井斜的问题又特别突出，整个钻井过程中因为钻头使用效果不佳而导致的井下复杂事故频发以及相关工程施工的管理效率低等问题，严重的制约着我国川渝地区钻井速率，整个钻井的投资不断增大。由于我国川渝地区的深井主要为气井，整个地层的压力高，部分气藏表现出超高压特性的难题。而当前的钻井技术对于底层气压压力的控制问题，仍然很难得到有效的解决。再者，我国川渝地区已探明油气田的含硫数量很多，目前我国川渝地区的油气田除个别的碎屑岩气田以外，各产气区的主力气田均是含硫量很高的气田。因此针对当前我国川渝地区气田深度大以及高含硫的严重制约其钻井效率的难题，通过研究形成一整套有效的专门针对我国川渝地区优快的钻井技术来替代机械钻速低的难题的方法是十分必要的，对于我国川渝地区在缩短钻井周期、减少钻井成本，以及使整个钻井工程能够快速高效地完成具有十分重要的意义。

四、关于提高川渝地区钻井技术的探讨

1.施工前期的准备工作

施工人员要认真做好钻井前期的工程论证工作，在整个钻井工程开工之前，钻井技术人员应该严格按照钻井设计方案来制定周全的作业计划以及具体落实物质器材的施工前期的工程准备工作。为了避免工程施工过程中出现停工待料、遇到突发地质问题而临时改变钻井方案的设计或是改变钻井作业计划的情况，工程技术人员必须做到对全井的物资器材，尤其是那些关键的、大宗的、比较难以解决的施工材料和钻井机械的准备工作，都要在开钻以前全部得到落实。

2.施工过程中的应注意的问题

对于我国川渝地区普遍出现的高压含硫气井完井，工程技术人员要做好充分的试油基础理论以及工艺技术的研究，在整个工程施工过程中加强完井和试油装备的改进工作，注意解决套管强度以及油气井气密封的同时，工程技术人员还要注意对所有工程中应用的油管的强度和油管密封的问题。在所有的超深超高压含硫气井中，必须使用高强度的经过特殊工艺处理过的防硫的油扣和油管，对于川渝地区高压防硫气井的井套管头和采气井口的工程施工要严格按照事先拟定的工程要求来施工，与整个含硫井相配套的完井封隔器，以及地面降压、分离装置和试井装备的使用安装要有严格的使用方法，做到在保证安全施工的基础上，提高整个油气井的钻井速率的目的。

3.施工技术研究分析

因地层出水、出油、垮塌等复杂情况而制约了气体钻井技术的应用，有的井因介质转换不及时还造成了卡钻甚至侧钻。为扩大气体钻井技术的应用范围，进一步完善气体钻井配套技术，应重点开展对气体钻井适应性（包括地应力、浅层油气水分布规律）研究、地层出水（油）风险识别及对策研究、气体钻井钻具组合及钻具受力分析、气体钻水平井技术研究，同时要不断完善泡沫钻井、雾化钻井工艺。

五、小结

继续发挥欠平衡钻井技术对提速的贡献，在那些含油气水甚至易坍塌层大胆开展欠平衡钻井探索，尽力提高钻井速度，减少井漏等复杂情况的发生。进一步完善欠平衡钻井工艺技术，配套试验多种欠平衡钻井介质，如油包水乳化钻井液、空心玻璃球等，以扩大欠平衡钻井技术的应用领域。进一步完善并大力推广优质钻井液技术，根据不同构造的地层特点，严格控制井下适应条件和体系转化时间，达到以快制胜。

参考文献：

[1]杨仲涵，何世明，周晓红，唐洪发，周怀光，章景城.国内外钻头优选方法述评[J].重庆科技学院学报（自然科学版）.2011（04）

钻井技术论文篇6

【分类号】：F284

目前，水射流技术已经取得了进一步的发展与进步，在石油工程开采过程中的作用越来越明显，逐渐受到了石油行业的高度重视，使得水射流技术得到了快速的发 展。但是，就目前我国水射流技术水平而言，还远远低于世界平均水平，再加之水射流设备的滞后，常常导致石油工程开采工作无法顺利开展，这也是影响我国水射 流技术进一步提升的主要原因之一。那么，本文就针对这一问题，对水射流技术进行详细的介绍，结合目前我国水射流技术的发展现状作出阐释，得出以下相关结 论。

1.提高钻井射流在井底工作效率

20世纪初，随着喷射钻井的出现，不仅大大提高了石油工程的钻井效率，还能够确保钻井的质量，减少了不必要的人力投入，节省了一定的石油工程建设成本。通过多年的实践工作，相关技术人员发现，喷神钻井在正常运行状态时，如果将高射流逐渐调高 的话，就会加快钻井的速度，而这一施工过程一般需要借助泥浆泵所实现的。但是，这势必会对泥浆泵体积造成一定的影响，使得柴油机功率过大，运输起来十分不 便，增加了石油工程设备费用而对支出，还从一定程度上加大了燃料的浪费。因此，这一问题已经成为钻井行业共同关注的看问题。由于钻井射流是一项比较复杂的 工作，受到很多条件因素的限制，我国对于钻井射流并不全面，尚未形成相对完善的水射流技术体系。

1.1喷射钻井水力参数设计新方法

由公式进一步可以推导出钻井射流到达井底岩面各水力参数的计算模型。传统的喷射钻井水力设计理论和方法，是由喷射钻井奠基人H.A Kendall和W C Goins在1960年按钻头喷嘴出口处获最大功率、最大冲击力或最大喷速而建立的。

1.2研制新型加长喷嘴牙轮钻头

通过上文描述，可以得知，如果把喷射距离缩小至射流所能承受的范围内，就可以使井下的动压力和谁功率得到很大的提高。下面，我们就以实际的牙轮钻头喷嘴 为例，当其与井底保持在一定的距离时，如果我们将这两者之间的距离缩短至允许的范围内，这时，我们就会发现井底的动压力和谁功率就会迅速提高。因此，相关 技术人员要对牙轮钻头喷嘴进行不断的研发和分析，研制出更多新型的牙轮钻头喷嘴，这样才能加快钻井速度，逐步提高石油工程开采效率，为我国石油企业带来更 多可观的经济效益。

2.自振新型射流理论及应用

20世纪后期，随着科学技术的不断发展与进步，越来越多先进的水射流技术被应 用于石油工程中，而自己振动射流作为当时常见的新型水射流技术，受到了石油行业的高度青睐，这种水射流技术主要的工作原理是通过流体自己振动的本事，将一 些连续射流转变为断续性射流，形成一个涡环流，由于这种涡环流的压力较低，常常会出现空化的现象，而其最大的特点就是能够对粉碎的岩石表面进行快速的清 理，是一种非常实用的水射流技术。

2.1谐振腔基本关系式和结构数学模型

根据瞬态流理论和水声学原理，当流体通过各种类型的谐振腔出口收缩断面时产生压力激动，这种压力激动反射回入口处与来流的压力脉动叠加形成驻波，当激振频率与射流本身的固有频率匹配时产生共振，从而产生空化。

2.2自激振动射流在石油钻井和采油中的应用

应用上述理论调制的自激振动射流用于钻井和采油生产，开发出若干有实用价值的新技术，获得了显著经济效益。如：a.将自振射流用于钻井，研制出自激振动 射流钻头，平均机械钻速提高35%。b.将自振射流用于处理油井近井地层及解堵，首创自振旋转射流处理近井地层及解堵新技术。由于射流作用于近井地层，同 时对其产生低频水力冲击、高频水力振荡和超声波3种物理效应，故能有效地解堵和处理地层。这项技术自1995年起先后在辽河、胜利、大庆等11个油田和地 区的500多口井上应用，平均油井单井增油20%～30%，注水井单井增注30%～130%。c.把自振射流用于油田注水，创制了自激波动注水新技术，它 从源头上预防在注水过程中形成的近井地带堵塞，实现了边注水边解堵，达到了降低注水压力、延长修井周期和降低作业费用的目的。

3.射流结合机械破岩技术

如果想要将射流射向井底岩石底部时，就要尽量与机械齿之间保持紧密相连的关系，这时，采用机械破岩技术时，岩石表面将会出现裂纹，而射流将会随着这些列分进入到岩石内部，逐渐扩大裂纹面积，使得岩石快速破裂，再加上岩石本身的拉应力不强，这就大大降低了射流的压力。

4.前景展望

（1）开展高压和超高压射流动力学及辅助机械破岩机理研究，为今后研究高压和超高压射流辅助机械破岩新钻井方法提供理论基础。这种新钻井方法是近10年国际钻井界努力追求的目标，是钻井工程研究的前沿重大课题，它可以从根本上解决深井和超深井的钻井速度。

（2）开展高温高压条件下空化射流“空泡”的起始、成长和破灭机理研究。根据理论计算，空化射流“空泡”爆破时的瞬时压力约为连续射流滞止压力的 8～124倍。将这样高的瞬时压力用于井底破碎岩石、处理油层、开拓新的油流通道和裂缝，将会开发出若干提高钻井速度、增加原油产量和注水量的新技术。

（3）推广应用高压水射流钻径向水平井技术和高压水射流深穿透无污染射孔技术，将会有效地开采剩余油和提高原油单井产量，进而提高原油采收率。

（4）发展的高压水射流破岩理论，不仅可用于石油钻井和油气开采，而且可用于采煤、金属矿山、地铁及隧道工程，提高钻掘速度，具有广阔应用前景。

5.结束语

综上所述，可以得知，水射流技术对于我国石油工程建设发展有着重要的影响，并且，在技术人员坚持不懈的努力下，越来越多先进的水射流技术出现在现代市场 中，水射流设备也取得了很大的改善，在各个领域中发挥着重要的作用。现阶段，虽然水射流技术中仍旧存在一定的弊端，但随着科学技术水平的不断提高，这些问 题也能够得到更好的解决，逐渐形成完善的水射流技术体系，进一步提升我国水射流技术水平，加快我国石油井下钻井的速度与效率，促进我国石油工程持续稳定的 发展。

参考文献

钻井技术论文篇7

目前，水射流技术已经取得了进一步的发展与进步，在石油工程开采过程中的作用越来越明显，逐渐受到了石油行业的高度重视，使得水射流技术得到了快速的发展。但是，就目前我国水射流技术水平而言，还远远低于世界平均水平，再加之水射流设备的滞后，常常导致石油工程开采工作无法顺利开展，这也是影响我国水射流技术进一步提升的主要原因之一。那么，本文就针对这一问题，对水射流技术进行详细的介绍，结合目前我国水射流技术的发展现状作出阐释，得出以下相关结论。

1.提高钻井射流在井底工作效率

20世纪初，随着喷射钻井的出现，不仅大大提高了石油工程的钻井效率，还能够确保钻井的质量，减少了不必要的人力投入，节省了一定的石油工程建设成本。通过多年的实践工作，相关技术人员发现，喷神钻井在正常运行状态时，如果将高射流逐渐调高的话，就会加快钻井的速度，而这一施工过程一般需要借助泥浆泵所实现的。但是，这势必会对泥浆泵体积造成一定的影响，使得柴油机功率过大，运输起来十分不便，增加了石油工程设备费用而对支出，还从一定程度上加大了燃料的浪费。因此，这一问题已经成为钻井行业共同关注的看问题。由于钻井射流是一项比较复杂的工作，受到很多条件因素的限制，我国对于钻井射流并不全面，尚未形成相对完善的水射流技术体系。

1.1喷射钻井水力参数设计新方法

由公式进一步可以推导出钻井射流到达井底岩面各水力参数的计算模型。传统的喷射钻井水力设计理论和方法，是由喷射钻井奠基人H.A Kendall和W C Goins在1960年按钻头喷嘴出口处获最大功率、最大冲击力或最大喷速而建立的。

1.2研制新型加长喷嘴牙轮钻头

通过上文描述，可以得知，如果把喷射距离缩小至射流所能承受的范围内，就可以使井下的动压力和谁功率得到很大的提高。下面，我们就以实际的牙轮钻头喷嘴为例，当其与井底保持在一定的距离时，如果我们将这两者之间的距离缩短至允许的范围内，这时，我们就会发现井底的动压力和谁功率就会迅速提高。因此，相关技术人员要对牙轮钻头喷嘴进行不断的研发和分析，研制出更多新型的牙轮钻头喷嘴，这样才能加快钻井速度，逐步提高石油工程开采效率，为我国石油企业带来更多可观的经济效益。

2.自振新型射流理论及应用

20世纪后期，随着科学技术的不断发展与进步，越来越多先进的水射流技术被应用于石油工程中，而自己振动射流作为当时常见的新型水射流技术，受到了石油行业的高度青睐，这种水射流技术主要的工作原理是通过流体自己振动的本事，将一些连续射流转变为断续性射流，形成一个涡环流，由于这种涡环流的压力较低，常常会出现空化的现象，而其最大的特点就是能够对粉碎的岩石表面进行快速的清理，是一种非常实用的水射流技术。

2.1谐振腔基本关系式和结构数学模型

根据瞬态流理论和水声学原理，当流体通过各种类型的谐振腔出口收缩断面时产生压力激动，这种压力激动反射回入口处与来流的压力脉动叠加形成驻波，当激振频率与射流本身的固有频率匹配时产生共振，从而产生空化。

2.2自激振动射流在石油钻井和采油中的应用

应用上述理论调制的自激振动射流用于钻井和采油生产，开发出若干有实用价值的新技术，获得了显著经济效益。如：a.将自振射流用于钻井，研制出自激振动射流钻头，平均机械钻速提高35%。b.将自振射流用于处理油井近井地层及解堵，首创自振旋转射流处理近井地层及解堵新技术。由于射流作用于近井地层，同时对其产生低频水力冲击、高频水力振荡和超声波3种物理效应，故能有效地解堵和处理地层。这项技术自1995年起先后在辽河、胜利、大庆等11个油田和地区的500多口井上应用，平均油井单井增油20%～30%，注水井单井增注30%～130%。c.把自振射流用于油田注水，创制了自激波动注水新技术，它从源头上预防在注水过程中形成的近井地带堵塞，实现了边注水边解堵，达到了降低注水压力、延长修井周期和降低作业费用的目的。

3.射流结合机械破岩技术

如果想要将射流射向井底岩石底部时，就要尽量与机械齿之间保持紧密相连的关系，这时，采用机械破岩技术时，岩石表面将会出现裂纹，而射流将会随着这些列分进入到岩石内部，逐渐扩大裂纹面积，使得岩石快速破裂，再加上岩石本身的拉应力不强，这就大大降低了射流的压力。

4.前景展望

（1）开展高压和超高压射流动力学及辅助机械破岩机理研究，为今后研究高压和超高压射流辅助机械破岩新钻井方法提供理论基础。这种新钻井方法是近10年国际钻井界努力追求的目标，是钻井工程研究的前沿重大课题，它可以从根本上解决深井和超深井的钻井速度。

（2）开展高温高压条件下空化射流“空泡”的起始、成长和破灭机理研究。根据理论计算，空化射流“空泡”爆破时的瞬时压力约为连续射流滞止压力的8～124倍。将这样高的瞬时压力用于井底破碎岩石、处理油层、开拓新的油流通道和裂缝，将会开发出若干提高钻井速度、增加原油产量和注水量的新技术。

（3）推广应用高压水射流钻径向水平井技术和高压水射流深穿透无污染射孔技术，将会有效地开采剩余油和提高原油单井产量，进而提高原油采收率。

（4）发展的高压水射流破岩理论，不仅可用于石油钻井和油气开采，而且可用于采煤、金属矿山、地铁及隧道工程，提高钻掘速度，具有广阔应用前景。

5.结束语

综上所述，可以得知，水射流技术对于我国石油工程建设发展有着重要的影响，并且，在技术人员坚持不懈的努力下，越来越多先进的水射流技术出现在现代市场中，水射流设备也取得了很大的改善，在各个领域中发挥着重要的作用。现阶段，虽然水射流技术中仍旧存在一定的弊端，但随着科学技术水平的不断提高，这些问题也能够得到更好的解决，逐渐形成完善的水射流技术体系，进一步提升我国水射流技术水平，加快我国石油井下钻井的速度与效率，促进我国石油工程持续稳定的发展。

参考文献

钻井技术论文篇8

1 引言

油基钻井完井液是以油作为连续相，主要应用在钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井、各种复杂井段和储层保护等钻完井工艺中的一种较好的钻井完井液。这种钻井完井液能有效地避免水敏作用，降低对油气层的损害程度，同时具备钻井工程对钻井完井液各项性能的要求[1]，而储层保护的好坏又直接关系着油气田产量的高低，所以油基钻井完井液技术已成为实现储层保护的重要手段。

2 研究现状分析

与国内相比，国外更早意识到油基钻井完井液技术对保护储层研究和应用的重要性[2]。J.M. Davison[3]等通过评价一种钻水平井的油基泥浆的性能分析了地层伤害特性和生产时原油穿过泥饼的初始流动压力（FIP）；Linel[4]等则是针对油基泥浆性能对储层保护的影响，在不受毛细管压力影响的同时，通过一系列的反应特性解决并阻止滤液向页岩渗透；Kunt Taugbol[5]等介绍一种低固相油基射孔液，并将其应用在挪威北海水平井中获取到良好结果；另外，M.A. Al-Otaibi[6]、Hamed Soroush[7]和H.K.J. Ladva[8]等也在水平井储层保护工艺领域对油基钻井完井液进行了深入研究，研究结果显示出油基钻井完井液不仅实现储层保护，还实现最大化油气产量、降低成本和提高钻速的目的。

近二三十余年，国内钻井完井液技术的也得到了快速发展，已经形成多项具有保护油气层的钻井完井液技术。安文忠[9]等阐述了VersaClean低毒油基钻井液的基本配方、各种主要处理剂的作用机理和钻井液的基本性能、钻井液现场维护处理方法和固相控制、钻屑回注等技术方法，提出了使用该低毒油基钻井液不仅可以在钻井完井作业过程中保护储层不受伤害，同时提高油气田的采收率的结论；赵金洲[10]等关于胜利油田的水平井钻井完井液对储层保护做了概括性的阐述，并从低密度钻井液、全油基钻井完井液、保护低渗储层钻井完井液、非渗透钻井完井液和特殊的分支井钻井完井液等5个方面对其进行总结。

经过不断的探索和实验，国内外关于油基钻井完井液对水平井储层保护应用技术逐渐走向成熟，油基钻井完井液推广和应用力度以及适应的油藏类型也在不断加大和拓宽，但是油基钻井完井液的研究仍需继续深入下去。本文中将详细的介绍油基钻井完井液技术在水平井上应用的类型。

3 油基钻井完井液在水平井中应用的技术类型

目前，国内应用水平井油基钻井完井液的技术有全油基钻井完井液技术[9]、VersaClean低毒油基钻井完井液技术[10] 、油基完井液新技术[3] 和油基射孔液新技术[5]。下面主要介绍的是前两种技术类型。

3.1 全油基钻井完井液技术

全油基钻井液不含水，乳化剂用量少，无需考虑钻井液水相活度与地层水活度的平衡问题，因而可用于易塌地层、盐膏层、水相活度差异较大的地层、能量衰竭的低压地层和海洋深水钻井。目前使用的全油基钻井液不再应用大量沥青增黏提切，而且塑性黏度低。

3.2 VersaClean低毒油基钻井完井液技术

该钻井液以无荧光低芳香烃矿物油为连续相，水加CaCl2为盐水相，与乳化剂、油润湿剂、增粘剂、降滤失剂等亲油胶体及碱度控制剂和加重材料组成。连续相是逆乳化钻井液的主要成分，它是一个非极性的连续相，它的主要作用是防止钻井液与地层间的极性反应。

4 结论

油基钻井完井液具备钻井工程对钻井完井液各项性能的要求，该技术能有效地避免水敏作用，降低对油气层损害程度，是水平井储层保护的重要手段。

参考文献

[1] 徐同台，熊友明，康毅力等编著.保护油气层技术（M）.第三版.石油工业出版社.2010，11月

[2] 白小东，蒲晓琳.国外保护储层的油基钻井完井液新技术研究与应用》（J）.精细石油化工进展.2005年12月. 第12卷第6期.P12-P17

[3] Davison J M，Jones M. Oil-bsed Muds for Reservoir Drilling： Their Performance and Clean-up Characteristics. SPE 72063

[4] Benjamin Heahaft，Lionel Rousseau. Influence of Temperature and Clays/ Emulsion Microstructure on Oil-based Mud Low Shear Rate. Rheology. SPE 86197

[5] Ping Jiang，Knut Taugbol. New Low

solids Oil-based Mud Demonstrafes Improved

Returns as a Perforating Kill Pill. SPE 83696

[6] M.A.Al-Otaibi，K.H.BinMoqbil，A.S.AlRabba，A.N.Abitrabi. Single-Stage Chemical Treatment for Oil-Based Mud Cake Cleanup： Lab Studies and Field Case. 127795-MS

[7] Hamed Soroush，Vamegh Rasouli. A Novel Approach for Breakout Zone Identification in Tight Gas Shale. 143072-MS

钻井技术论文篇9

中图分类号：TE24 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）15-0084-01

油田开采工作是一项既繁重，又复杂的大型工程项目，其包含的内容和环节较多，既包括前提的油气资源勘探工作，又包括项目立项后的钻井工作，以及后期的测井工作等。钻井工作是油田开采工程的重要组成部分，其技术应用的合理与否不仅会对整个开采生产进程产生较大的影响，同时决定着一系列不良影响能够得到合理的控制。空气钻井技术、欠平衡钻井技术以及垂直钻井技术是近年来我国陆上尤其勘探阶段新兴的钻井技术，这些技术在油田开采过程中的应用，极大的提高了钻井的深度和速度，为油气层的保护和问题的既是识别以及事故频率的降低带来了较大的促进作用。

1 钻井新技术介绍

国民经济的发展对油气资源的强烈需求，极大的推动了油气勘探工作的发展，同时也催生了大量的钻井新技术。现阶段常见的钻井新技术主要包括水平井钻井技术、大位移井钻井技术、多分支井钻井技术、空气钻井技术、欠平衡钻井技术以及垂直钻井技术等。本文选取空气钻井技术、欠平衡钻井技术两种新技术，从技术特点、施工要求、适用范围方面加以探讨。

1.1 空气钻井技术

空气钻井技术主要采用的是压缩空气作为循环介质以携带岩屑返回地面的技术。它具有液压钻井技术所不具备的许多

优点。

1.1.1 技术特点

空气钻井技术特别适用于那些井底具有较大富压差，且致密不含水，井质稳定的地层。该技术在较小的钻压下能够极大的提升钻井的速度，为钻井较为困难的地层实施钻井工作提供一条有效的途径。

1.1.2 施工要求

空气钻井技术的实施需要重点关注钻井处地质的出水量，当在钻井过程中遇到地层出水时可以采用加大空气注入量的方式继续作业，但继续作业需要考虑到出水量的多少，当出水量超过一定的值时，空气钻井需向雾化钻井或者液压钻井方向钻换，可以说出水量的多少是空气钻井施工成败的关键。

1.1.3 适用范围

该技术在钻井处地质较为致密且含水量较少，井壁较为稳定的地层能够发挥较大的作用。

1.2 欠平衡钻井技术

欠平衡钻井技术主要是依靠钻井液压柱的压力差实现地层流体分离而完成钻井作业的，因此它又被称作为负压钻井技术。具体来讲钻井液体柱对井底产生的压力低于地层空隙的压力，地层流体便会受控制的流入到井筒中去，并且将其循环到地表进行分离。该技术的关键部分在于欠平衡条件的产生和保持。

1.2.1 技术特点

该钻井技术相比较于传统技术和其他新型技术而言具有钻速快、储油层伤害较低、污染较小以及有效防漏等优点。

1.2.2 施工要求

由于欠平衡钻井技术常被应用于易发生井漏、频繁发生卡钻等事故的井段，而对于那些具有高渗透行和高压性的地层则不适用于该种钻井技术。因此，选用欠平衡钻井技术之前应当对地层特点有一个充分的了解，这样才能有效的防止事故的

发生。

1.2.3 适用范围

该技术适用于低压低渗透且井控设施较为完善的油气地质工程钻井。

2 钻井新技术的应用及效果

2.1 空气钻井技术

随着空气钻井技术研究的不断成熟以及配套设施的不断完善，其应用范围也得到了较大幅度的提高，其在火山岩地质、砾石地质以及碳酸盐等常规机械钻井作业较为困难的地段的应用，取得了较好的效果，不仅是的钻井速度提升了4-15倍，同时也为有资源的保护做出了重要的贡献。

中石化在川东北地区进行钻井作业时，选择采用了空气钻井技术，并取得了十分良好的效果。老君1井是中石化在川东北地区开钻出的第一口实验性用井，该井的直径为314.3毫米，井眼尺寸在762米到3252.7米之间，中石化在钻井前对钻井地段的地质进行了深入细致的考察，鉴于该地段含水量较低，且地质较为稳定，并且应用常规机械钻井方式很难在较短的时间内取得成效，因此，施工方最终决定选择空气钻井技术。应用空气钻井技术使得老君1井的累计进尺达到了2491.7米，均速提升到了11.37米/小时，这个速度是常规液钻的8.4倍左右。在进行普光12井钻井作业的过程中，中石化同样选择了空气钻井技术，并实现了累计进尺3629.66米，均速4.19米/小时的成绩，这个成绩同时也创造了川东北地区空气钻井技术单井的最长进尺记录。

2.2 欠平衡钻井技术的应用

欠平衡钻井技术是目前为止能够同时兼顾钻井速度、油气层保护和减少井漏的最佳选择。新疆克拉美丽油田多属于石炭系地层，该地区地质主要以酸性花岗斑岩以及凝灰岩为主，这种地质的物性差、硬度大特征较为明显，新疆油田在对DX1416井进行开钻技术选择的过程中，结合钻井地段的地质特点和欠平衡钻井技术的应用范围和技术特点，最终决定采用该钻井技术进行钻井作业。钻井前，施工方对采用常规液钻技术进行钻井进行了评估，评估结果为应用215.9毫米的钻井在该地段进行钻井作业，完成钻井设计要求，平均需要使用2.33个钻头，且钻头的钻速为每小时1.78米，而运用欠平衡钻井方式进行开钻后，结果显示平均每个钻头可以完成190.5米的施工，且钻井速度为每小时4.59米。

3 结论

空气钻井和欠平衡钻井在我国经过多年的实践应用，取得了较好的成绩，这些成绩的取得同时也有力的证明了这两种钻井技术的先进性。但好的钻井技术需要用在正确的施工对象上才能发挥其最大的效果，因此，无论哪种钻井新技术，只有在合理的钻井地质考察以后，结合钻井技术的技术特点和施工要求以及适用范围，有针对性的加以选择才能真正的享受到新技术带给工程施工的便利。

钻井技术论文篇10

0.引言

近年来，我国钻井工程技术得到快速发展，钻井工程的规模实力和钻井工程的整体水平得到显著提高，但未来国内外钻井技术将遇到哪些难点及发展趋势？钻井是石油勘探开发的“龙头”，钻井的投资实际上占整个勘探开发投资的50%以上。钻井工程技术水平直接关系到石油勘探开发的成败，决定着石油上游业务的发展潜力和竞争能力。目前，钻井工程已开始成为寻找油气藏、高效开发油气田最有效的手段，特别是欠平衡、水平井等技术已成为现代油气勘探开发的重要手段，对增储上产和提高采收率十分重要。

1.国内钻井技术现状

长期以来，我国的石油钻井科研工作一直处于跟随状态，学习和追赶国外先进技术并努力实现先进技术的国产化。总体来看，我国石油钻井技术水平与国外先进水平有5年～10年的差距。近几年，我国钻井工程技术得到快速发展，钻井工程的规模实力和钻井工程的整体水平得到显著提高。但在自动垂直钻井、可膨胀管钻井、深海钻井、陆上深井超深井钻井等高端钻井技术领域，以及综合钻井实力方面，与世界先进水平相比还有一定的差距。国内旋转导向技术几乎还处于空白状态。无论是今后钻大位移井、分支井，还是煤层气鱼骨井，都非常需要这项技术。国内自2000年开始膨胀管技术研究，2003年首次在大庆油田进行了两口井的套管补贴，获得了成功，目前成功补贴已超过200口井。从国际上看，地质导向钻井已是成熟技术，自动垂直钻井系统国外已投入商业应用，欠平衡钻井、气体钻井国外已是常规生产技术，我们还处在研究推广阶段。但国内中石油钻井院苏义脑院士经过多年努力，成功研制出近钻头地质导向系统，成为世界上第四个拥有这项技术的国家。

2.现代石油钻井技术发展趋势

综合当今国际石油工业的发展趋势和钻井技术的发展，不难看出石油钻井技术的发展趋势主要有：

(1)以提高勘探开发的综合效益为目标，向有利于发现新油气藏和提高油田采收率方向发展。

(2)以信息化、智能化为特点，向自动化钻井方向发展。

2.1发展方向-发现新油气藏和提高油田采收率

20 世纪末，国际石油产业可持续发展面临严峻挑战，即寻找新的石油资源越来越困难，加之主要产油国家，油田开发多进入中后期，产量迅速递减，而石油需求量却越来越大，且油价攀升，突破60 美元/桶。在此背景下，各大石油公司加大科研投入，对寻找新油气藏和提高采收率给予了格外关注。石油钻井界和相关服务公司在发展信息化、智能化钻井技术基础上又开发了有利于发现新油气藏和提高采收率的新钻井技术。如欠平衡压力钻井、水平井及分支水平井钻井、大位移井钻井和多分支井钻井技术，对原有的老井重钻技术、小井眼钻井技术和连续油管钻井技术也给予了新的技术内涵，这些技术最显著的技术目标是以最直接的钻井方式沟通油气藏，以最原始的状态打开和保持油气藏，从而达到最大限度地开采油气藏，获得最好的经济和社会效益。

2.2信息化、智能化为特点，向自动化钻井方向发展

20 世纪80 年代中期以后，国际石油钻井中使用随钻测量、随钻测井、随钻地震、随钻地层评价、钻井动态信息实时采集处理、地质导向和井下旋转导向闭环钻井等先进技术以来，钻井技术发生了质的变化，其变化特征为：

(1)钻井信息数字化。在钻井过程中，井下地质参数、钻井参数、流体参数和导向工具位置及状态的实时测试、传输、分析、执行、反馈及修正, 钻井信息向完全数字化方向发展。越来越脱离人们的经验影响和控制，钻井过程逐步成为可用数字描述的确定性过程。

(2)工具和作业智能化、集成化。当前的导向钻具、测试工具和作业控制都日趋智能化。一项由国际数家公司组成，1990 年开始，历时5 年，耗资950 万美元开发的集成钻井系统(IDS)和集成钻井作业系统(IDO)获得成功，是钻井系统及操作智能化的体现。而近年地面自动控制的导向钻井工具和随钻地层评价测试系统(FEMWD)开发成功,更体现了工具和作业智能化趋势。

3．钻井的未来发展趋势

未来国内外钻井技术发展趋势如何，为人类石油勘探开发带来什么影响？汪海阁认为，钻井是石油工业的龙头。钻井发展总的趋势就是，不断满足勘探开发需要。钻井工程作为油气勘探开发的一个重要环节，一种主要手段，具有资金、技术密集，高投资、高风险的特点。他还说：“近年来，国际钻井技术的发展趋势，已经由传统的建立油气通道发展到采用钻井手段，来实现勘探开发地质目的，提高单井产量和最终采收率。”

我国石油钻井50多年的实践证明，走技术引进与自立开发相结合的道路是技术落后国家走向先进的一条必由之路、正确之道。走完全自主创新的路适应不了形势发展的要求，必须要充分吸收发达国家的先进技术为我所用。但是完全靠技术引进也走不通，因为先进的生产作业线及其产品，发达国家在未充分占领市场前是不会出卖的，引进二流三流产品的作业线，在国际市场上是没有竞争力的，其结果只能是绑在别人的战车上跟着跑，走上“引进—落后—再引进”的恶性循环。

另外，像我们这样钻井规模的国家，先进技术是买不起的，买别人的产品或请外国公司来服务，在几口井上可以，但几百口井、上千口井如何来应用是经济上承受不了的。日本技术发展的成功经验是从模仿创新走向自主创新，值得我们借鉴。在引进国外先进技术，装备的同时，则绝对不能忽视自主开发与自主创新。

结合当前国际石油背景，汪海阁在分析今后钻井技术发展趋势时说，由于国际油价居高不下，引起世界石油勘探开发热潮，对钻井的要求会越来越高，钻井工作量也将大幅上升。“目前，勘探对钻井提出的要求是，深井超深井需要提高钻速；开发对钻井的要求则是提高采收率，提高单井产量，改变增长方式。管理上面临的难题是如何扩大欠平衡钻井应用，如何降低气体钻井的成本，如何广泛使用高压喷射技术”。在勘探上，欠平衡钻井提高了低压、复杂岩性、水敏性、裂缝性等储层的油气发现和保护水平，拓宽了勘探领域。在开发上，欠平衡钻井通过有效地保护储层，提高了单井产量，降低了开发综合成本。在工程方面，欠平衡钻井解决了低压地层漏失问题，提高了机械钻速，减少了压差卡钻，缩短了钻井周期。2007年中石油完成155口欠平衡井，取得了勘探上的重大发现，实现了吐哈三塘湖油田的高效开采，并大幅度提高了研磨性地层的钻速。

“预计今后3年到5年内，需求最突出的钻井技术仍然以水平井、欠平衡井、超深井三大技术为主，重点是要求保护发现油气藏。三种技术相互渗透，相互交融，不断互补，优化发展，并朝着纵深方向快速发展。”汪海阁还透露。未来高度需求、重点发展的钻井技术包括降低每米钻井进尺费用、降低地质旋转导向费用以及提高钻井速度等方面的技术，为中国石油勘探开发目标的实现加油添力。

4.结语

我们坚信，在科学发展观的指导下，抓住机遇，坚持创新，锐意进取，刻苦攻关，我国的钻井技术就会实现可持续发展，我国就会从钻井大国逐步成为钻井强国。　[科]

【参考文献】

钻井技术论文篇11

一、世界钻井技术的现状

目前国外油公司和技术服务，兼并很多，总的趋势是越兼并规模越大。发展的趋势是向自动化、智能化钻井发展。这个时期特点：一是将钻井、电测、信息采集、传输，控制技术紧密结合；二是从地面人工控制发展为地下全自动闭环控制，从地面为主的间断信息采集发展为地下直接连续的信息采集，能随钻及时发现油气藏，减少油气层损害。

1.钻井装备向大型化、自动化和模块化方向发展

近年来，国外石油钻机能力不断增加，自动化配套进一步完善。为适应深部、深海油气藏和更大位移井的需要，石油钻机设备趋向大型化和自动化。高性能的机、电、液一体化技术促进石油钻机的功能进一步完善。

2.不断研发钻井高新技术及时发现和保护油气层

国内外钻井行业围绕降低钻井成本、发现和保护油气层、提高单井产量为目标，迅速发展钻井技术。防斜打快技术向准确控制井斜、大幅度提高机械钻速方向发展，地质导向技术向提高特殊工艺井轨迹控制精度方向发展，大位移井向1万米及以上的水平位移方向发展，分支井向六级以上分支井的施工方向发展，小井眼钻井正向着微井眼方向发展。

3.在发现和保护油气层方面，针对中、低压油气藏难以经济有效开发，探索利用气体等作为循环介质钻井，获得了成功。即通过往钻井液中注入降密度剂，从而达到降低钻井液密度，实现欠平衡钻井，达到发现和保护油气层的目的。

4.井下测量和控制仪器与工具朝智能化、自动化进一步发展

近年来随钻测量、随钻测井技术处于强势发展之中。随钻测井系列不断完善，已研制了适用于各种井眼尺寸的MWD/EMWD、LWD工具。其测量参数已逐步增加到近20种钻井和地层参数，仪器距离钻头越来越近。

5.连续管钻井技术配套完善，技术和应用快速发展

连续管钻井可通过最大限度地降低钻井液浸入和随之而来的地层损害，以提高储层的产能。另一个优势是在钻机空间或噪音受到限制时，使用连续油管钻机比使用常规钻机更为有利。由于连续管操作简便，施工安全，污染小和占地少，操作人员仅需3～4人，作业效率很高，施工效果好，从而备受欢迎。

二、我国钻井技术应用和对策

1.发展旋转导向钻井技术

导向钻井系统就是用一种最优的下部钻具组合，用它能增斜、降斜，后又发展能稳斜。导向钻井系统最初只用在定向井、丛式井。随着油田类型的增多以及开发的要求，需要钻大斜度井、水平井、三维多目标井、大位移井等。因此导向钻井有了相应的发展，导向钻井发展可分为三个阶段：初级导向钻井、地面人工控制的导向钻井以及全自动的井下闭环旋转导向钻井。

1.1初级导向钻井

就是用弯外壳螺杆钻具，用这套钻具造斜、降斜，旋转钻具时也可稳斜。也就是用这套钻具在造斜段、降斜段实行滑动钻进，在稳斜段实行旋转钻进。

1.2地面人工控制的导向钻井

这种导向钻井系统就是使用变径稳定器加螺杆钻具，用于造斜、降斜。变径稳定器加在上部，当处于最小直径时，靠近钻头稳定器起支撑作用，使井眼增斜；当变径稳定器处于最大直径时，井底钻具组合两端受支撑，井眼可稳斜或降斜。一般稳斜或增斜，取决于地层性质。变径稳定器直径大小靠钻压调节，靠排量锁定。变径稳定器是由3个螺旋状翼片组成，翼片上装有6个活塞，钻具加压，活塞伸出翼片表面，稳定器直径增加。第二阶段的地面控制的导向钻井比第一阶段的初级导向钻井的优点是变径稳定器直径可以调节，造斜率高。但这两个阶段的导向钻井共同的缺点是造斜段、降斜段均需滑动钻进。滑动钻进时机械钻速低，携岩能力差，井眼不够清洁，易发生粘吸卡钻。

2.全自动的井下闭环旋转导向钻井。

这个系统是从地面人工控制的导向钻井系统发展成全自动控制的导向钻井系统，这个系统可实施井下自动测量、辨别、处理、控制、传输。这个系统的优点是造斜、降斜、稳斜段均能实行旋转钻进，有利于提高机械钻速、携岩能力好，减少压差卡钻。这个系统的主要结构是在下部钻具有一个非旋转的筒形外套，中间有一个旋转轴，旋转轴上边接钻具，下边接钻头。中间轴可用螺杆钻具旋转，也可用转盘旋转。非旋转的筒形外套上装有井斜、方位测量传感器，可测量出井斜、方位、工具面角，并将数据传到微处理器中，微处理器接到信息，经过辨别、比较，然后给执行机构发出指令，执行机构按指令控制驱动装置，操纵液压阀、驱动活塞，控制三个棱块伸出高度，达到设计要求。

3.发展超深井钻井技术

要加快新区深探井速度应从以下几个方面解决：（1）控制探井的目的层数，一口探井目的层最好不超过两层，目的层多了，带来井身结构设计不合理。（2）设计一个合理的井身结构，对钻成一口井是非常重要的，应满足勘探开发地质及工程要求，设计套管层次应留有余地，避免同一裸眼段内出现两个以上不同压力系数地层，套管设计要充分考虑油气层特点和地层特点。（3）彻底破除钻井液密度高了，就枪毙油层的陈旧观念。应认清造成油气层损害的主要原因是井内液柱压力大于地层压力差，而不是不考虑地层压力大小，只注意钻井液密度的高低。（4）实行平衡压力钻井，选择合理的钻井液密度。

4.采用大位移钻井技术

这些年，国外大位移钻井技术发展很快，水平位移已达到10km，大位移井主要用于海上和滩海地区，钻大位移井可减少人工岛或平台数量，滩海地区可从陆上向近海钻大位移井，可节省大量投资。建议辽河、大港、冀东滩海地区尽快发展大位移井，大位移井的关键技术是：（1）为减少阻力和扭矩，使用准悬链线井身剖面及油基钻井液，用带护箍的钻杆。（2）使用高扭矩接头，高扭矩油，高强度钻杆。（3）保持井眼稳定。（4）保持井眼清洁。（5）避免套管磨损，固井时部分套管悬浮，转动尾管提高固井质量。

5.老油田应选择重钻井技术

在老油田如砂岩注水油田、稠油油藏、低渗透油藏、断块油藏等都不同程度存在一些死油区块、枯竭井等。在这些不同类型的老油田中，应有选择的钻重钻井（Reentry）如老井加深井，套管内侧钻井以及钻多底井（分枝井），侧钻水平井、定向井、大斜度井、大位移井（包括三维多目标大位移井即蛇形井）、径向水平井、水平井等，加上使用导向钻井技术，使这些类型井真正成为老油田提高单井产量，降低成本，提高采收率的有利手段。

三、结论

进入21世纪来，我国钻井技术得到快速发展，常规钻井技术得到进一步强化，特色钻井技术优势明显，钻井装备与工具发展迅速；深井钻井、欠平衡和气体钻井、水平井等方面取得了技术突破，整体技术水平得到很大的提升，与国外差距不断缩小。大大提升了我国钻井的整体实力，使我国由钻井大国逐步向钻井强国发展。

参考文献

[1]《钻井工艺原理》（上、中、下），石油工业出版社，刘希圣教授主编.

钻井技术论文篇12

一、概述

空气钻井是将压缩空气既作为循环介质，携带岩屑，又作为破碎岩石的能量的一种特殊的欠平衡钻井技术。空气钻井的主要特点是：成本低、钻速高、排量高、环保性好等。趋于这些优势，空气钻井在国内外应用日渐广泛。就目前，国内的钻井技术还不够成熟，还存在很多问题，如：a空气钻井理论模型与实际工作状况存在相当大的区别。目前我国的大部分关于钻井的资料的介绍还停留在angle混合流体均匀流的模型。b空气钻井的最小气量和钻头钻速等参数的选择和分析上有待改进。c实际上并不是呈线性分布的流体温度被看作是呈线性分布，这样就导致计算结果与实际情况存在较大的不同。D对空气螺杆马达的工作特性进行系统的研究相对较少。本文主要目的就是研究讨论以上四个问题。

二、空气钻井工作特性分析、研究

1.空气钻井压力系统计算及流速分析

“倒算法”是空气钻井压力计算的原则，就是将钻井系统环空出口作为压力计算的起始点，井口压力为终点，依次计算钻井系统的各个压降。系统的压降主要是环空压降、钻内柱压降和钻头压降。本文对环空压力计算采用angle模型。计算钻内柱压力是采用压缩性流体模型。计算钻头压降时要考虑亚声速流和声速流。

1.1钻柱内压力分布的计算

1.1.1讨论angel模型的适用范围

1.1.2钻柱内压力分布计算采用压缩性流体模型

流体的压缩性是流体质点在一定压力差或温度差的条件下，其体积或密度可以改变的性质。压缩性流体遵守气体的状态方程和质量守恒定律，结合影响流体的因素的关系，如流体压力、温度、流速等，结合牛顿第二定律推导出空气钻井的压力控制方程，进而求解钻柱内压力分布。根据经验指导，求解钻柱内压力分布时，压缩性流体模型更加可靠、准确。

关于钻井系统的基本假设：a流体是一种容易流动、容易压缩、均质、等向，无粘性的连续介质；b钻井系统的环空及钻柱内均在阻力平方区（紊流粗糙区），钻柱和钻井眼的位置是同心的，钻柱旋转不予考虑。

1.2空气钻井循环系统的压力分布以及气体流速的研究分析

1.2.1环空以及钻柱内压力分布特性分析

2.2分析空气压缩机排气量与马达转速曲线

按本算例条件，马达的转速和排气量成正相关，即转速的增加是随着排气量的增加而增加的。

通过马达转速公式可以知道，当排气量增加后，气体质量的流量也会相应增加，但是马达内的转速压力也相应增大，明显，这两者对马达转速产生了相反的影响。

3.讨论流体的温度模型

运用于空气钻井的线性流体模型是这样假设的：空气热容性极差并且热传递非常充分，明显这样的假设与实际情况不相符。钻井中空气流速较快，空气热容性差，但是热交换不一定充分。

三、空气钻井工艺参数的选择研究

1.最小气量的选择

空气钻井成败的关键在于气量是否充足。合理的确定并保持井底清洁的空气流量是空气钻井的关键技术。利用井底清洁程度的标准选择井底状况的最小气量和钻杆与钻铤交接处的最小气量；选择两者中的大值作为最终的最小气量。值得注意的是：随着井深的增加，所需最小气量也增加。

2.钻速的选择

空气钻井过程中钻速是由很多原因共同决定的，比如：钻压、转速、钻井井底压差、钻头的类型、井底的清洁程度等。而选取合理钻速只能从不同原因逐一分析。研究表明：要提高排量可以合理提高钻速。

通过对循环系统流速分析，可以发现最可能出现最小单位体积动能点的地方仍是在交接处，所以要分别计算交接处的钻速，选取最小值为最终合理钻速。

四、结论

空气钻井是利用压缩空气作为循环介质的特殊欠平衡技术，研究空气钻井时采用的angle模型只适用于低速运动的流体。空气钻井的气体一般具有压缩性，所以压缩性流体模型更加可靠。最小排气量与钻速的选择要着重研究交接面处的情况。空气螺杆马达的转速特性计算有亚声速流和声速流两种情况，计算时需要考虑到。钻井压力、温度对马达的作用相反，所以其转速的确定必须要结合具体的情况，分析具体参数方可确定。