21世纪钻井技术展望（１）

 【摘要】回顾了中华人民共和国建国50年来石油天然气钻井技术经历的组建时期、发展时期和科学钻井时期，以及每个时期所取得的成就，并展望21世纪我国钻井技术的发展前景将是自动化、智能化钻井。文中分析了我国与国际钻井技术存在的差距，指出中国石油天然气集团公司目前钻井技术水平将面临严重挑战，提出了21世纪钻井技术的五条技术发展措施和对策，即发展旋转导向钻井技术、超深井钻井技术、大位移钻井技术，提高老油田产量的各类型钻井技术和加强钻井基础理论研究，加强钻井装备的更新改造技术。

     当我们展望21世纪钻井工程前景时，让我们先回顾一下建国50年来钻井取得的成就。我国石油钻井从1949年建国开始到现在50年中为勘探找油气、为开发采油气、钻井做出了巨大贡献。
　1　石油钻井经历了组建、发展和提高时期

　　新中国的石油钻井事业，从解放到现在50年中，取得了巨大的发展，经历了组建、发展和提高三个时期。

   1．1　石油钻井组建时期（1949年-1957年）

　　1951年新中国在新疆成立中苏石油公司，以后在甘肃玉门油矿、陕西延长油矿、四郎庙和永坪，以及青海民和地区成立了钻探大队。四川成立了西南石油勘探处。从此，我国有了专门从事钻井的机构。1953年在西安成立了石油钻探局，专门领导全国勘探、钻井工作。钻井队也有了很快的发展，由1949年的 8个队发展到1957年的205个队，钻机达到319台。当时钻井集中在玉门的老君庙、三号重力高、鸭儿峡、白杨河、永昌、文殊山、教水，陕北的七里镇、四郎庙、永坪，四川省的隆昌、龙女、合川、江油、厚坝、龙泉山、石油沟，新疆的独山子、克拉玛依、白碱滩、乌尔禾、百口泉、依希克里克。青海的民和、冷湖等地区。发现了克拉玛依、鸭儿峡油田。年钻井总进尺由1949年的0.5万米增加到1957年的52.9万米，1957年平均台年进尺4 007m，该年原油产量达到145万吨，比建国初期增长了12倍。

　　钻井装备是从前苏联、罗马尼亚引进的。3 200m的钻机有Y2－4－3、Y2－4－5、Y2－4－5Д、R3200。1 000m左右的钻机有贝乌－40、贝亚钻机等。玉门、四川解放前还买了几台美国的30型、50型、75型钻机。还引进了前苏联、罗马尼亚的套管、牙轮钻头、取心钻头、涡轮钻具、钻杆、钻铤、防喷器、水泥车、打捞工具等。

　　多数地区使用转盘钻井，只有延长油矿使用顿钻。玉门、四川地区学习前苏联还使用了涡轮钻具钻井。钻井技术也有了进步，过去40年代使用轻压、小排量、低转速钻井。1952年6月玉门的河西区钻井会议，确定推广前苏联的“重压、快转速、大排量”的钻井经验。使用的钻头多从前苏联、罗马尼亚进口。这个时期开始钻井深3 200m的井，钻速很慢，要一年多才钻一口井。1955年开始用涡轮钻具进行侧钻处理事故。同年用涡轮钻具、弯接头开始钻我国第一口定向井C—215井，1956年完井。钻井液多为细分散钻井液，使用膨润土和褐煤粉（或丹宁）烧碱配成煤碱液。套管采用324、219、146系列，1950年开始用苏制水泥车固井，用人工割水泥袋。使用的钻杆全部为细扣钻杆，易发生折断，用原油浸泡法解除卡钻。测斜使用虹吸测斜仪。还使用了钻机整体搬迁。管理上建立了生产管理工作责任制，技术管理上建立了工程师专责制。

    　1．2　石油钻井发展时期（1958年-1977年）

　　在这20年中，虽然经过1958年到1960年3年自然灾害与1966年到1976年10年文化大革命祸害，但由于石油工业部组织了11次石油大会战，即玉门、四川、大庆、胜利、大港、江汉、辽河、长庆、吉林、河南、华北会战，会战中加强了领导，集中了全国人力、物力，组织科技攻关，克服了重重困难，取得突出成果，钻井队伍有了很大发展，钻井队达570个，钻机达到942台，1977年钻井总进尺352.3万米，台年进尺7 206m，钻井取得较大进展。

　　1.2.1　提高了钻井速度

　　大庆会战将我国浅井（1 000m左右井）钻井水平大大提高了，1971年大庆油田1205钻井队创造年进尺12.7万米的最高记录。一个队一个月可钻5口～6口井。2 000m左右的井，胜利油田台年进尺达到18 000m，接近国际水平。1973年胜利油田3252钻井队钻2 000m左右的井，创年进尺15.1万米最高记录。3 000m左右的井，玉门、大港油田均钻了一批井，一个月钻一口井。这个时期钻超过4 000m的深井31口，其中大港的新港57井（5 127m）、胜利东风2井（5 006m）、江汉王2井（5 163m）、四川女基井（6 011.6m）均超过5 000m，但钻速很慢。
1.2.2　钻井技术有了发展

　　（1）通过四川、华北会战摸索出一套对付裂缝性碳酸盐岩和古潜山油气藏的钻井方法。四川采用先期完成，清水、空气、天然气钻开气层，中途测试，“十快、十细”动作，1958年、1965年两次会战，几十台钻机实行欠平衡钻井,边喷边钻。胜利油田形成了一套使用刮刀钻头，满眼钻具防斜，钟摆钻具纠斜，“重钻压，快转速，大排量”的快速钻进方法。江汉油田在78°地层倾角构造上，利用自然造斜规律打“中靶上环”井。

　　（2）特殊工艺井钻井技术取得进展。1960年前，玉门油田用涡轮钻具钻定向井8口，双筒井4双8口，多底井2口，空气钻井1口。四川局1963年在南充构造270号井钻成1口3个井底的多底井，1964年用空气钻成1口井；1965年钻成磨3井水平井，水平位移444.2m（井深1 685m，井斜92°)；1976年钻成1口大斜度井(巴24井)，水平位移537.7m（井深1 332m，井斜119°）。1962年大庆油田在南1－3－39井钻成我国第一口救援井，井深911.5m，井斜13.3°。1973年吉林油田钻成第二口救援井火3井，井深329m。

　　（3）钻井液技术有了发展。从细分散发展到粗分散钻井液，1962年使用羧甲基纤维素处理剂，四川使用密度小于1的油包水钻井液，使用石灰石粉加重钻井液。1964年大庆研制成功水解聚丙稀腈与木质素磺化铁铬用于深井，1973年胜利油田首先采用聚丙稀酰胺钻井液，华北、辽河、四川、大港使用水解聚丙稀酸钙钻井液，形成了低固相聚合物钻井液体系。江汉油田使用酸性羧甲基纤维素饱和盐水钻井液钻厚盐岩层。

　　（4）出现了新型钻头。大庆、胜利、大港先后研制成喷射式刮刀钻头、硬质合金刮刀钻头、聚晶金刚石三刮刀钻头。胜利油田一只刮刀钻头进尺3 135m。江汉油田试验了密封轴承牙轮钻头。

　　（5）取心工具和技术有了发展。1959年四川使用单筒取心，1961年大庆使用投砂憋泵单筒取心，玉门、四川于1963年、1964年使用双筒取心，大港研制了疏松地层取心工具，大庆、胜利、大港创造一次取心超过100m，取心收获率100%的成绩。大庆油田为获得准确的开发原始数据，研制成密闭取心工具。

　　（6）固井装备和技术。1965年大庆、胜利、大港研制成气动下灰设备，各油田使用管汇车，散装水泥库，涡轮流量计，1964年新疆使用双级注水泥成功。采用双凝水泥，加回压候凝等。

　　1.2.3　钻井装备有改善

　　1966年大庆油田将5Д钻机改成电驱动钻机，1971年我国自制成5 000m钻机，3 200m钻机换上了600马力钻井泵，大庆油田将贝乌40钻机改成电驱动钻机。1972年大港油田研制成功液压防喷器和万能防喷器。1974年研制成功闪光对焊钻具设备和摩擦焊机等。

　　1.2.4　管理方面

　　钻井队普遍建立以岗位责任制为主要内容的八项制度即岗位责任制、交接班制、巡回检查制、设备维护保养制、质量检查制、岗位练兵制、安全生产制、班组经济核算制。机关和后勤单位干部都制订岗位工作制度。这些制度促进了干部、工人的工作责任心。会战期间加强“三基”（基层建设、基础工作、基本功）工作，培养“三老四严”作风（三老是做老实人、说老实话、做老实事。四严是严格的要求、严密的组织、严明的纪律、严肃的态度），锻炼和培养了一批思想好，作风好，能打硬仗的队伍。