油田深井超深井钻井技术研究报告Word文档格式.docx
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25
19
22
平均每只钻头进尺,m
228.3
211.0
203.6
268.5
230.7
成功率
探井成功率,%
31
33
开发井成功率,%
51
49
56
总计
42
41
47
46
总成本,万美元
124397
165871.1
85297.1
103789.4
182066.4
总进尺,m
1612111
1459001.0
1109599.1
1066455.2
世界总数(美国除外)
168
161
223
197
211
5098.4
5092.8
5107.5
5176.7
5254.11
979.7
807.0
876.2
1128.0
946.8
平均每米成本,万美元
1922.6
1584.6
1715.9
2178.5
1801.2
63.5
73.3
58.5
71.6
27
30
26
192.0
171.9
227.7
199.0
202.1
15
64
50
93
总计,%
48
52
71
164583.7
129933.7
190140.4
222210.6
199765.1
856536.8
820740.8
1138987.3
1019806.2
1113852.9
[资料来源]中国石油天然气总公司信息研究所《国外石油工业综合数据库》。
表11-2 美国6000m以深井钻井水平
年份
完井数
平均井深(m)
钻头用量(只/井)
钻头进尺(m/只)
平均钻井单位成本($/m)
平均每米泥浆成本($/m)
探井
1970
53
21
6585
92
71.60
246
29.8
1971
57
20
6647
106
62.8
233
36.11
1972
6656
79.3
83.8
278
36.06
1973
74
37
6685
128
299
32.91
1974
65
34
6583
54.2
121
396
44.05
1975
6516
50.5
129
502
53.71
1976
59
6650
53.4
124
542
55.64
1977
6594
46.6
141.43
600.35
57.19
1978
6450
43.1
150
667
67.2
1979
6573
140
1054
132.6
1980
81
6597
145
1267
151.3
1981
6567
139
1516
159.6
1982
132
6589
60
170
1706
1983
6606
1513
125
1984
28
6810
134
1663
135
1985
10
6818
63
108
1850
190
合计
882
6609
131.15
874=7236元
89.03=737.06元
注:
1997年12月7日1美元=832788元计算
表11-3 美国7000m以深复杂条件下初探井钻井水平
地区
井号
井深
完井周期()
备注
俄州
NO.1
7461
320
初探井
威州
Bighorn1-5
7564
640
1986
加州
P34-29R
7447
370
路州
960-1NO.1
7608
318
1994
堪州
DavilleNO.1
6299
636
表11-4 美国9000m以深井钻井水平
井深(m)
钻井周期(d)
建井周期(d)
地层
地区井号
9158
189
543
549
坚硬
巴登1号井
9585
103
486
504
罗杰斯1号井
9029
492
Lou2井
9034
166
470
1152
瑟福芝奇1-9号井
前苏联是先进深井钻井大国。
它于1956年在阿塞拜疆的津里亚油田钻成了第一口4812m的深井,到1983年共钻深井1357口。
1988-1990年又钻深井(大多为探井)1043口,著名科拉半岛上的SG-3井,创造了12869m的世界超深井最深,对完善超深井钻井工艺技术起着巨大的推动作用。
另一口SG-1井井深己超过9000m。
据报导,前苏联深井钻井速度相当慢。
1989年钻一口4000m的生产井约为264d,探井约为357d,钻一口500m的生产井约为503d,探井纺为654d,钻一口6000m的生产井约为858d,探井约为1094d,在平均井深相同情况下,前苏联深井平均建井周期是美国的4倍,探井则为7倍[4]。
从钻井水平和工作量看,美国和苏联仍居前列。
但近期欧洲北海是世界上深井集中的地区。
据报导,1991-1993年北海深井工作量占(除美国外)世界深井作业工作量的40%,井深超过5000m,井底压力达到99.8-105.5MPa(14200-15000psi),井底温度高达200℃,属高温高压深井。
欧洲和北海深井钻井指标见表11-5。
可以看出,深井钻井技术己达到了相当高的水平。
表11-5 欧洲和北海深井钻井指标
单位
欧
洲
井数(口)
5302.00
5335.80
5277.90
5376.40
5751.30
平均每米成本(美元)
2204.70
1853.70
1505.90
2149.00
1522.30
平均每米钻井液成本(美元)
121.40
180.40
111.50
177.20
平均单井用钻头数(只)
55
39
35
平均每只钻头进尺(m)
96.3
116.10
203.00
137.80
164.30
北
海
58
83
82
84
5078.3
5078.6
5187.4
5110.3
5215.4
2082.1
1742.1
1620.7
2086.6
1804.4
88.6
111.6
121.4
17
18
平均每只钻头进尺2(m)
267.30
230.70
305.10
283.80
289.90
第二节 国内深井超深井钻井技术发展概况[5]
我国深井超深井主要分布在四川、新疆。
大致可分为三个发展阶段:
深井钻井起步阶段
第一阶段从1966年到1975年。
1966年7月28日,我国第一口深井大庆松基6井(井深4719m)完成,标志着我国钻井工作由打浅井和中深井发展到打深井的阶段。
在这个阶段中,由于当时不具备钻深井的条件,加之当时注意力集中于勘探开发浅层及中深层等原因,故断断续续只打了5口深井。
这是我国深井钻井的起步阶段。
深井和超深井钻井初步发展阶段
第二阶段从1976年到1985年。
1976年4月30日,我国第一口超深井四川女基井(井深6011m)完成,标志着我国钻井工作由打深井进一步发展到打超深井。
从 1976年开始,先后引进了百余台6000m深井钻机和优质钻杆,深井钻井装备得到了初步改善。
以优选参数钻进、平衡压力钻井技术、三磺聚合物钻井液等工艺技术为支撑,使深井超深井钻井得到了初步的发展,打深井的逐步增加,由1976年的3口上升到1985年的29口。
这阶段中,除完成170口深井外,还完成10口超深井,其中包括2口超过7000m的超深井(四川关基井,7175m;
新疆固2井,7002m),这是我国深井超深井钻井的初步发展阶段。
深井超深井技术进入规模应用阶段
第三阶段从1986年到现在。
1989年4月,塔里木会战开始,90年代前期川东气区的勘探开发也进入高潮,使我国深井超深井钻井工作进入规模性应用阶段。
在这时期中,深井超深井钻井装备、工具得到进一步的改善。
一是对全部使用的6000m深井钻机进行重大改造,提高了机泵功率;
二是1984年从美国引进了50台大功率735.5KW(1000hP)水泥车投入使用;
三是1985年陆续从美国引进了22台5000m-9000m二手电驱动钻机。
要为可喜的是90年代中期国产6000m电驱动钻机投入试用,其性能达到了国际水平,具备批量生产条件;
四是1985年先后从美国引进的“三合一”牙轮钻头和两条PDC钻头生产作业线投产,为深井超深井提供和选择更多更好的高效优质钻头;
五是少数深井超深井钻机配上了顶部驱动装置;
六是国内开始生产部分规格品种的套管和钻杆。
装备上的这些改善,有力地支持了我国深井超深井钻井工作。
为促进深井超深井钻井技术的发展,从90年代开始,原石油天然气总公司连续组织了“深井钻井配套技术”和“复杂地质条件深井超深井钻井技术”的攻关,先后召开了三次深井超深井钻井技术研讨会,结合几十口复杂深井超深井的实践,总结了经验教训,促使深井超深井钻井技术有较快的进步,深井超深井数量进一步增加,13年共完成深井超深井815口,其中深井773口,超深井42口,平均年完成深井超深井约63口。
地质构造比较简单的深开发井钻井技术进步显著。
轮南油田5000m左右的开发井,一年可打4口见表11-6;
东河塘油田6200m左右的超深井一年可打2口见表11-7,达到国际先进水平。
在过去基本上打不成探井的天山南麓山前构造带和昆仑山北麓山前构造带等复杂地质条件地区,现己在各自构造带上基本打成了第一口探井-东秋5井(井深5314m)和英科1井(井深3406m)。
1998年在塔里木探区钻成塔参1井创井深7200m全国最高记录[6]。
表11-6 塔里木轮南地区一年完成四口5000m左右深井指标
时间(年)
井队
开钻(口)
完井(口)
队年进尺(m)
取心
进尺(m)
收获率(%)
塔里木
轮南
60160
5
4
22670
4956
6063
19503
4875.75
96.05
97.07
表11-7 塔里木东河塘地区一年完成两口6200m深井指标
钻井队
平均钻头进尺(m)
平均机械钻速(m/h)
东河塘
7011
东河4
6200
1578
190.3
167.57
4.28
126.05
96.91
东河401
1273
156.3
182.35
4.02
90.09
99.16
通过“八.五”深井钻井配套技术的攻关和“九.五”塔里木深井的规模应用,我国深井钻井技术水平有了明显的进步见表 11-8。
1975-1999年陆上深井超深井完成口数见图11-1,塔里木、四川深井技术技术水平见表11-9、表11-10。
表11-8 1990-1999年全国深井钻井指标
平均钻井周期(d)
5526.04
247.14
42.83
129.02
2.91
101
5518.94
213.67
36.10
152.88
3.17
111
5057.00
157.00
28.30
178.09
5.56
76
5187.00
195.92
34.40
150.78
3.70
5129.00
287.00
47.90
107.08
2.24
1995
5080.00
250.00
42.22
120.32
2.73
1996
5504.00
287.43
40.65
135.40
1.94
1997
5525.78
262.55
41.48
132.22
2.11
1998
5517.75
240.93
41.95
131.53
2.37
1999
66
5487.27
269.87
43.63
125.27
3.04
699
5353.28
241.15
39.95
136.31
2.98
表11-9 塔里木深井钻井技术水平
40
5572.98
215.70
38.28
145.58
3.67
5546.49
163.35
30.65
180.96
4.44
80
5064.96
151.65
26.93
189.49
4.82
5499.32
167.65
24.60
223.55
3.88
5499.18
235.39
37.85
145.29
5560.83
245.34
40.58
137.03
2.45
5541.16
240.79
40.18
137.91
2.50
5423.32
196.10
35.14
154.33
3.78
38
5513.40
199.70
35.25
156.41
3.07
32
5522.09
146.80
28.10
196.52
4.03
40.9
5474.37
193.25
33.74
166.71
3.48
表11-10 四川深井钻井技术水平
5351.75
661.98
121.30
44.12
1.21
1987
5212.00
699.90
107.53
48.47
3.05
1988
5302.67
574.80
79.67
66.56
1.17
4939.00
413.45
68.80
71.79
1.48
4982.71
300.84
49.55
100.56
1.61
4941.80
256.67
60.55
81.62
1.69
4995.60
642.67
60.85
82.10
1.59
14
5212.77
453.17
87.33
59.69
1.09
5200.06
468.30
87.10
59.70
1.28
5018.39
381.41
62.75
79.97
3.01
9
4954.50
334.50
59.15
83.76
1.41
13
4900.54
268.00
45.62
107.42
1.87
11
4943.75
310.00
55.45
89.16
1.42
5443.28
360.80
64.48
84.42
226
5099.92
437.75
72.15
75.67
1.66
图11-1 1975-1999陆上深井超深井完成口数
但是,复杂地质条件下深探井,特别是新区或新层的第一口深探井,钻井工作还存在许多问题,塔里木盆地5口复杂地质条件新区第一口深探井情况见表11-11。
表11-11 塔里木5口复杂深井超深井钻井情况表
开钻完钻日期(y、m、d)
完井周期(d)
设计
实际
库车坳陷
南喀1井
6000
5314
1987-09-15~1990-02-23
889
侧钻5次,非生产时效65%
东秋5井
6400
1993-02-04~1995-05-04
820
复杂和事故时效10.78%
克参1井
6150
1993-11-17~1996-02-28
961
复杂和事故时效15.65%
塔西南坳陷
柯深1井
6860
6481
1991-12-27~1994-09-24
1002
英科1井
6500
6406
1994-04-01~1996-12-25
999
复杂和事故时效13.61%
表11-11中5口井的情况反映了当前复杂地质条件深探井的钻井现状,即井下复杂和事故多(时效超过10%),周期长(均超过2年),钻井成本较高,以及在井身质量和固井质量上还存在问题。
与国外相比差距较大见表11-3。
第一阶段:
深井钻井探索阶段
这阶段从1967年-1997年。
1967年3月开始向400m以深地层钻探,于1969年7月在东营地区首次用4000m国产钻机钻成了油田第一口深井-东北1井,(完井深4400m建井周期1231d),是维大庆松基6井后我国第二口深井。
在认真总结东北1井的基础上,于1971年6月以505d又完成一口井深5005.95m的东北2井,这是胜利油田也是全国第一口超5000m的深井,标志着胜利油田钻井由浅井、中深井发展到钻深井阶段。
这两口井是在极其艰苦条件下完成的。
所用的钻机是未经多口井实践考验的国产钻机,风险大;
所
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