深井与超深井钻井

2026-06-27 16:14:00

随着油气勘探开发难度越来越大,深井与超深井钻井越来越多,深井与超深井钻井工艺技术是勘探开发深部油气资源必不可少的关键技术。我国塔里木盆地、四川盆地所钻不少井的深度超过8000米,2006年完钻的塔深1井其井深8408米,2019年钻成亚洲最深直井——轮探1井,井深达8882米,比珠穆朗玛峰高度8848.86米还多33.14米,2021年西北油田完钻的塔深5井井深达9017米,是亚洲陆上最深井。一般来说,埋藏深度越大,地质条件越恶劣,钻完井技术面临的挑战也越高,这使能否掌握深井超深井钻井技术成为一个国家钻井技术水平高低的标志。

全球范围内,深层油气发现与产量持续增长。截至2020年12月,全球共发现埋深4500~6000米的油气藏1290个,埋深6000米以上的187个,其中超过6500米的达55个。我国深层超深层油气资源丰富,折合671亿吨油当量,占全国油气资源总量的34%;剩余石油的39%和剩余天然气的57%均分布于深层。加快这一领域的勘探开发,已成为我国油气接替战略的关键需求。至2021年,全球具备深井钻探能力的国家已超过80个,能钻超深井的有30多个,表明深层超深层已成为全球油气勘探开发的重要方向,相关钻完井技术也已成熟配套。

世界上第一口深井于1938年由美国钻成,井深4573米。世界上第一口超深井、特深井分别于1949年、1972年由美国钻成,井深分别为6254.8米、9159米。1984年,苏联钻成世界上第一口井深超万米的特深井,井深为12262米,1991年该井第二次侧钻至井深12869米,仍然保持世界最深直井钻井纪录。1990年德国完成的KBT大陆科探井井深9101米,在钻井中应用了VDS垂直钻井系统、顶驱、铝合金钻杆、金刚石绳索取心、无固相抗高温钻井液、耐高温低转速大扭矩螺杆、变速涡轮钻具等高新技术。在中国,1966年在大庆油田钻成中国第一口深井——松基6井,井深4719米,1976年在西南油气田钻成中国第一口超深井——女基井,井深6011米。1978年在川西北中坝构造钻成第一口超过7000米的超深井——关基井,井深7175米。自2000年以来,深井超深井钻完井技术快速发展,在塔里木盆地、四川盆地等钻成多口井深超过8000米的超深井,中国的深井、超深井钻井技术已走到世界前列。

随着钻探工作的逐步深入,深井超深井面临的挑战正在加大。以中国陆上深井超深井为例,地质条件复杂,钻井安全风险大、周期长。尤其是,塔里木盆地和四川盆地超高温超高压、多压力层系、地层坚硬及可钻性差、富含酸性流体等问题共存,面临一系列世界级的深井超深井钻完井技术难题,安全优质高效钻井最具挑战性。

深井超深井钻完井技术的发展面临两大核心任务。一是立足深层超深层油气勘探开发的实际需求,以“降本、保质、增效”为导向,从“安全提速”入手,持续打造先进的工程技术装备,加快技术迭代与配套升级,有效降低复杂情况带来的时效损失,缩短施工周期,从而支撑油气勘探开发实现重大突破。二是围绕特深井及深地研发计划,强化安全高效钻完井的基础研究和技术攻关,将油气勘查的技术能力提升至10000米及以上,为特深井和深地资源的规模化勘探与效益化开发提供有力支撑。

深井超深井钻完井技术需要向更深、更快、更经济、更清洁、更安全、更聪明的方向发展。主要包括:(1)研制钻深12000米以上的钻机、高强度钻杆及配套装备,提升钻完井作业能力;(2)强化地球物理、测井、录井、压裂、测试、钻井工程等各专业技术、多学科融合,进一步准确预测与检测地层岩体的断层及地应力、缝洞展布、岩性及组分、地层压力系统等地质环境因素,优化钻完井工程设计,保障作业安全;(3)发展高效破岩长寿命钻头及井下工具、耐高温随钻测量仪器、垂直钻井工具、固完井工具等井下工具及仪器,提高机械钻速和井身质量,缩短钻井周期;(4)提高钻井液、水泥浆、压裂液等耐高温能力,提升综合性能调控技术,满足超高温超高压、复杂地层等需求;(5)发展超深水平井、分支井、鱼骨井等钻完井技术,提高储层钻遇率、单井产量和最终采收率;(6)打造地面作业、井下测控等一体化平台,提高钻完井作业效率,防控作业风险;(7)加快智能钻完井、仿生井等技术研发,支撑油气井高产和稳产。

阅读原文