中国石化新闻网

当前的全球能源局势和我国的能源现状，迫切要求我国加速进行超深井钻井技术的攻关研究，解决制约我国超深井钻井的“瓶颈”，提高油气资源的自给能力
发展超深井钻井技术势在必行
刘爱顺
2005-11-03
中国石化新闻网（sinopecnews）
2005年3月14日，胜利油田设计的井深7000米的科学探索井———胜科1井开钻，这是我国东部目前设计最深的井。4月18日，塔河油田设计的井深8000米的超深井———塔深1井开钻。
胜科1井和塔深1井的相继开钻，拉开了我国超深井钻井向纵深发展的帷幕，标志着我国加快了超深井钻井技术与勘探开发前进的步伐，我国超深井钻井技术又向前迈进了一步。加快超深井钻井的
发展步伐迫在眉睫
据统计，我国的石油可采资源量目前预计为150亿吨，待发现和探明85亿吨左右，占可采石油资源探明程度的57％。这部分待探明的石油资源主要分布在我国的塔里木、准噶尔、柴达木、吐哈四个盆地，是我国石油产量的主要接替区。同时，这部分资源量的73％埋藏在深层——5000米以下。因此实现新地区、新领域、新层位尤其是深层的油气突破，寻找和扩大油田含油气范围及领域，成为顺利实现我国石油资源接替目标的主要手段。而超深井钻井的快速、规模发展则是这一手段中最重要的方式。
目前，世界上有30多个国家具备打超深井钻井的能力，其中以美国的技术系统最为全面、先进，以俄罗斯和德国深井钻井技术系统最为复杂、适用。近年来，我国在西部塔里木等地区进行了多口深井超深井的钻探尝试，如科钻1井、库1井、中4井等，其中中4井井深7220米，是目前我国最深井，取得了较好的经济与科技效益，但距世界12869米的最深井还有不小的距离。
因此，无论是从国家的战略安全方面，还是从我国的能源接替和钻探技术的发展方面，加快深井超深井的发展步伐，都已迫在眉睫。
我国深井超深井钻探发展历史
深井是指完钻井深为4500~6000米的井；超深井是指完钻井深为6000米以上的井。深井、超深井钻井技术是勘探和开发深部油气等资源必不可少的关键技术，并且已经成为代表钻井工程技术发展水平的标志。
中国也是具有钻6000米以上深井超深井能力的国家之一，但中国钻超深井的历史比世界第一口超深井（美国）晚了27年。我国在深井、超深井（主要是深探井）钻井方面的装备和技术水平与美国等先进国家相比还存在较大的差距，平均建井周期与钻头使用量等指标约为美国的两倍。
我国深井、超深井比较集中的地区有塔里木盆地、准噶尔盆地、四川盆地及柴达木盆地等。实践证明，由于深井、超深井地质情况复杂（诸如山前构造、高陡构造、难钻地层、多压力系统及不稳定岩层等，有些地层也存在高压高温效应），我国在这些地区（或其他类似地区）的深井、超深井钻井技术尚未成熟，表现为井下复杂与事故频繁，建井周期长，工程费用高，从而极大地阻碍了勘探开发的步伐，增加了勘探开发的直接成本。
近几年来随着钻井工程技术的发展，国内超深井不断涌现。自1989年4月开展塔里木石油会战以来，塔里木油田公司已累计钻井1025口，总进尺470多万米，平均井深4700米，是全国平均井深1630米的2.8倍，其中钻成6000米以上的超深井66口，钻井深度和超深井数量均居全国陆上油田第一。同时，钻井速度明显加快，完井周期不断缩短。设计井深7000米的英深1井钻至6194米深仅用237天。
我国有史以来最深的科学探索井，也是当前正在实施的国际大陆科学钻探计划20多个项目中最深的科学探索井———科钻1井的顺利完钻，为我国深井超深井钻探技术的发展立下新的里程碑。今年，中国石化在塔里木盆地、准噶尔盆地等地区部署了近20口平均井深在6300米的深井超深井，其中胜利油田设计的7000米的胜科1井和塔河油田设计的8000米的塔深1井都已开钻，这将推动我国的超深井钻井技术继续向前跨进。
当前我国超深井钻井的
技术“瓶颈”与攻关
从具体的超深井钻井实践看，深井超深井要深入地层深处，将承受地壳内部的各种环境。主要是在钻探过程中经常遇到超高温度（如胜科1井预计地温高达240℃~260℃）、超高地层压力（南方海相地层压力系数高达2.7）、压力系统复杂、井眼失稳、储层伤害等复杂问题；沉积盆地经过多次板块构造碰撞、大型多旋回迭加、多期构造运动改造的复合型盆地形成的巨厚泥页岩、巨厚盐膏层易发生蠕动变形等，都严重威胁钻井作业安全；钻遇高压低渗地层和海相碳酸盐岩裂缝性地层，采用常规理论和方法很难精确预测地层压力；深部地层（如灰岩、白云岩等）的可钻性差，机械破岩效率低；在山前构造带遭遇高地应力和高陡构造等复杂地层，易造成井眼偏斜和井壁失稳；经常要面临长裸眼复杂压力系统钻井固井技术等难题，使井下复杂情况与事故频繁，建井周期长，工程费用高。
在谈到我国面临的超深井钻井技术难题时，中国石化石油勘探开发研究院教授级高级工程师曾义金指出，不管是宏观还是微观方面，我们现在最主要的问题是，一没有完全掌握深部地层的环境，二没有能够承受地下深层高温高压的精密测量仪器，三是没有能够承受地下深层高温高压环境的钻井工具设备及钻井液。只要这几个问题解决了，那么超深井钻井技术就会迅速得到发展。
超深井钻井技术的发展目标是“提高钻速，缩短周期，降低成本，提高效益”。衡量深井超深井钻井技术的重要指标是钻头用量和建井周期。通过优化深井井身结构和钻井参数、研究深井钻井相关配套技术以及采用新的工艺和工具，我国的深井钻井技术有了明显的进步，常规开发深井的建井周期基本与国外一致。比如，塔河油田2003年平均井深5474.7米，平均钻井周期55.2天，已基本与国外钻井周期相当。但是，我国在复杂条件下深井超深井钻井工作还存在着井下情况复杂和事故多、钻井效率低及井身质量和固井质量问题。平均建井周期约比美国长一倍多。如国内目前最深的中4井，井深7220米，建井周期382天。而美国7000米深的井建井周期约150天。
因此，我们要深刻认识到发展深井超深井钻井技术的迫切性，加强高精度地层压力预测监测技术、井眼轨迹控制技术、井壁稳定技术、油气层保护技术、提高复杂地层固井质量技术、取心技术以及安全钻井技术等方面的研究，进一步优化井身结构，开发耐高温钻井液完井液系列处理剂等，集中力量攻克深井超深井钻井过程中所涉及到的钻井技术“瓶颈”，不断提高我国深井超深井钻井技术水平，赶超世界先进水平。
对此，中国石化、中国石油两大公司都在针对这些关键问题进行科研攻关，并且在某些方面取得了较好的效果。如在深井巨厚盐膏层钻井、深井优快钻井、地层压力预检测深井固井及优质钻井液方面已经取得了较大成果，其中深井巨厚盐膏层钻井技术有力推动了中国石化在哈萨克斯坦FIOC项目的进展。中国石化塔河油田设计井深为8000米的塔深1井正在钻进中。
目前，国内尚未针对超深井钻井技术进行系统规模的研究，中国石化正在准备针对国内超深井钻井的难点申立国家级项目进行系统攻关。
超深井钻井的广阔前景
超深井钻井技术的发展和应用，对于我国这样一个石油消费大国有着非常重要的意义和广阔的前景。首先，超深井钻井技术的发展，将会加快我国新地区、新领域、新层位尤其是深层的油气突破，发现新构造、新油藏，最大程度地满足我国的油气资源需求；其次，尽快探明我国的油气可采储量，增加油气储备，实现我国的油气资源接替目标；再次，加快我国的油气开发速度，保证我国油气资源的自给比例和国家的能源安全；另外，从工程上讲，深井超深井的钻井技术水平也代表着我国的钻井工艺水平与世界同步。