21世纪钻井技术展望（２）

       1．3　科学钻井时期（1978年到现在，也是钻井提高时期）

　　1978年，中国石油钻井进入科学钻井时期，科学钻井就是主要靠先进设备、工具、测量仪器、计算机以及先进钻井理论和技术，进行设计、施工的钻井工程。科学钻井时期，无论从完成的钻井工作量、经济技术指标、钻井技术和装备达到的水平，均超过以往任何时期，不少钻井技术赶上和接近国际水平。

　　1.3.1　完成的钻井工作量大，技术经济指标高每年钻井总进尺由1977年（石油部）的322万米，提高到1997年（中国石油天然气总公司）的1 749万米，每年交井口数由1977年的1 693口增加到1997年的10 908口

　　1.3.2　重大钻井技术达国际水平

　　这个时期在注意与国外技术交流和赴国外考察的同时，更重要的是通过“五五、六五、七五、八五规划”国家科技项目攻关，各油田与院校紧密协作，使我国的重大关键技术赶上并达到国际水平。

　　（1）喷射钻井技术（“五五”国家重点攻关项目）。

　　喷射钻井主要是提高泵压和钻头比水功率，提高喷射速度，适当缩小喷嘴尺寸和排量，结合“六五”优化钻井技术，优选水力参数和机械参数，充分发挥水力和机械交互破岩作用。使用组合喷嘴、长喷嘴，使用计算机进行优化设计。坚持提高喷射钻井二、三阶段钻机。“七五”期间喷射钻井二、三阶段占完成井比例已上升至95.1％，由于二、三阶段的增加，提高了机械钻速，“七五”期间全国平均机械钻速达7.1m/h,比“六五”期间机械钻速提高36%,多钻进尺365万米,节约二十多亿元。

　　（2）平衡压力钻井与井控技术（“六五”国家重点攻关项目）。

　　通过攻关及推广，各油田掌握了不同地层条件下，如何合理选择钻井液密度，实行平衡压力钻井，做到及时发现溢流正确关井。各油田按规定配备和安装了防喷井口装置，掌握了一次控制、二次控制技术理论及处理井喷失控、着火技术。井喷失控率由千分之二三降到1990年的千分之零点八。

　　（3）定向井、从式井钻井技术（1986年～1990年的“七五”国家重点攻关项目）。

　　通过攻关及推广，各油田“七五”期间钻各类定向井4 317口，节约土地7 500亩，节约资金2.5亿元。辽河油田丛式井整体开发大民屯油田，胜利油田在一个井场钻42口丛式井。各油田掌握了定向井、丛式井优化设计技术及计算机软件包，包括丛式井开发油田平台数和平台位置的优化设计技术，三维绕障井和三维多目标井设计技术。各油田均开发了定向井专业数据库和应用软件。在井眼轨迹控制方面，掌握了一套适合井下条件的增斜、降斜钻具组合。由于掌握了计算机扫描监测技术，大大提高了井眼轨迹防碰和绕障技术的水平。

　　（4）油气层保护技术（1986-1990年“七五”国家重点攻关项目）。

　　通过5个油田5年攻关，在7种类型油气藏进行攻关试验，即①超低渗透油藏②低压、低渗透油藏③低压中渗透油藏④稠油油藏⑤古潜山油藏⑥含盐岩油藏⑦碳酸盐岩气藏7种类型油气藏。形成了八项保护油气层技术，即：①油气层损害的实验室评价方法②油气层损害机理③油气层损害的现场评价④保护油气层的钻井液、完井液⑤平衡压力钻井与井控技术⑥固井技术⑦射孔技术⑧压裂酸化技术。针对砂岩油藏敏感矿物类型，含量选择与油气层配伍的钻井液、完井液。研制了油基、水基、泡沫、充气钻井液，以及酸溶、水溶、油溶暂堵剂。“七五”期间在14个试验区使用，“八五”期间至今已大量推广应用以上技术，见到了显著效果。

　　（5）水平井钻井技术（1991年～1995年“八五”国家重点攻关项目）。

　　由6个油田进行攻关，在6种油气藏中5年共钻长、中、短半径水平井57口，到1997 年已完成水平井153口，其中多数为中半径水平井。统计已投产的35口水平井，共计增产原油35.7万吨，获经济效益4.2亿元,水平井单井产量为直井的2.5～6倍。通过攻关掌握了水平井井眼轨迹优化设计方法，建立了水平井下部钻柱大挠度受力分析模型，以及平衡曲率和极限曲率法的水平井井眼轨迹预测模型。研制成水平井用单弯、双弯、可调弯外壳螺杆钻具并形成系列。还研制成水平井钻井液、完井液，进行了水平井偏心环空流场携岩机理的研究，弄清了水平井岩屑床形成的条件。掌握了不同类型油藏长、中半径水平井完井方法和水平段、长井段和大跨距多井段射孔技术以及水平井泵入式，湿式接头、柔性测井方法。

　　（6）深井、超深井钻井技术。

　　1966年7月28日大庆油田钻成松基6井（井深4 170m），1976年4月30日四川局又钻成我国第一口超深井女基井（井深6 011m），以后又钻成两口超过7 000m的井（四川关基井7 175m，新疆固2井7 002m）。1989年4月塔里木会战指挥部成立，开始大规模地钻深井、超深井。使超深井钻井速度大幅度提高，轮南地区5 000m左右的井，一年可钻4口，东河塘地区6 000m左右的井一年可钻两口。过去复杂地区长期打不成超深井，现在打成了，如东秋里塔克地区打成了东秋5井，英吉沙地区打成了英科1井等。通过钻深井、超深井积累了钻超深井经验，即要有一个合理的井身结构，要控制探井的目的层数，掌握对付复杂地层的钻井技术以及先进配套的钻超深井钻机和其他设备、工具等。

　　（7）滩海地区钻井、稠油油藏钻井、老油田钻调整井等钻井技术也取得显著进步。

　　（8）钻井基础理论如钻井流体力学、钻井岩石工程力学、钻井岩石破碎力学、钻井管柱力学、钻井化学、钻井控制工程学等均取得了大的发展。

　　钻井重大技术取得以上突出成就最重要的经验是要制定重大技术的五年科研攻关计划，组成专家组认真调研、论证后再立项。重大科研攻关项目应列入集团公司或国家攻关计划，组织油田和院、校紧密协作，给予足够资金投入。同时注意和国外进行技术交流。

　　1.3.3　钻井装备水平有了很大提高

　　（1）钻机不断更新改造。

　　“六五”期间改造大庆Ⅰ、Ⅱ型钻机，最初换为442kW钻井泵两台，以后又换为国产的589kW、736kW钻井泵，有的还配备957kW钻井泵，配备了三级固控设备。我国自己制造了4 500m钻机，这些年每年动用100多台。1996年3月20日兰州石油机械总厂研制成6 000m电驱动钻机。从1976年开始从罗马尼亚引进的F320 6 000m钻机100多台，1989年塔里木会战对这种钻机进行了改造，换为国产的1 178kW钻井泵。1985年从美国引进E2100钻机等22台，1995年我国研制成功6 000m顶驱设备，同时也引进了国外顶驱设备。这期间我国生产了大批589kW、736kW、957kW、1 178kW钻井泵。1998年我国又生产5 000m电驱动钻机。

　　（2）引进国外钻井设备、工具、仪表。

　　1985年江汉引进了牙轮钻头制造技术和PDC钻头制造技术。四川局引进了克里斯坦森PDC钻头制造技术。1985年江汉引进美国道威尔水泥车生产线，北京和大港机厂引进美国斯密斯迪纳螺杆钻具制造技术。西安仪器厂引进单、多点测斜仪与MWD生产线。在引进部分液压防喷器的同时，我国生产了大批21MPa、35MPa、70MPa液压防喷器。1998年四川局研制成105MPa防喷器。以上这些设备、工具、仪器研制的成功和引进的制造技术，特别是钻头制造技术，提高了我国钻井速度，保证了安全生产。