科学超深井钻探技术国内外现状

文章阐述了实施科学钻探的必要性,简要回顾了科学钻探技术发展历程。以前苏联科拉科学超深井钻探技术,联邦德国大陆深钻计划(KTB),中国大陆科学钻探工程(CCSD),美国卡洪山口项目钻探技术,美国夏威夷项目钻探技术,湖泊科学钻探技术等为例,介绍了世界各国在实施科学钻探工程过程中形成的特色技术以及取得的技术成就。论述了实施科学钻探工程前,进行人才队伍培养和关键技术准备的必要性。     

13000 m科学超深井钻探技术

对国内外科学钻探实践进行了简要回顾,对超万米科学钻探工程面临的技术难题进行了分类描述。在此基础上,考虑沉积岩和结晶岩2种地层条件,提出了13000 m科学超深井的钻探技术方案。     

深层地热水井钻探工艺

针对西安地区深层地热资源开发中钻遇地层特点,阐述了提高深层地热水井钻进效率的技术措施,并结合钻井实践总结了一些成功的经验。      

汶川地震断裂带科学钻探项目钻探工程实施总结

介绍了汶川地震断裂带科学钻探项目的钻探工程实施情况,包括完成的钻孔情况、钻探施工中遇到的技术难题,以及为解决这些难题开展的钻探技术研发和钻探工程的组织管理等。     

我国深层地热资源的认识与勘探方法建议

我国丰富的深层地热资源储量为加快深层勘探提供了基础,尽管目前深层地热勘探许与开发还存在着很多难度,但深层地热分布规律认识和回灌技术的日见成熟使加快深层地热勘探步伐成为可能。根据上述认识,提出了加强地热地质基础理论研究与勘探开发技术研究的目的与方法,以及进行地热资源勘查的地质调查、地球物理勘探、地热钻井工程及井试等技术方法。     

俄罗斯СГ-3超深井钻探工程的启示

在我国开展“中国大陆科学钻探工程选址与钻探试验”前期研究的背景下,回顾归纳了前苏联СГ-3超深井科学钻探工程的巨大成就及其存在问题。通过对其经验教训的再思考,论述了我国未来超深科学钻探工程中应重视的科技目标与工程管理、科学选址、防治井斜和配套钻探新成果等问题,并得出相关结论。     

试论新技术革命下的科学钻探

科学钻探是一项技术含量高的高科技科学工程，也是一项庞大而又复杂的系统工程，它的实施离不开新技术革命，新技术革命是科学钻探的技术基础，随着新技术革命的不断发展，必将促进科学钻探向更快更好更深的方向前进。     

科学超深井硬岩取心关键技术

科学超深井是人类观测深部地球的“望远镜”。获取典型区块的原状岩心,建立高分辨率的地层剖面及其物、化性剖面,是科学钻探的最主要的目的之一。在深部钻探中,钻头驱动方式和岩心提取方法,是影响工程能源消耗、施工周期和工程经费的关键因素,从多方面阐述了科学超深井取心钻进多项关键技术和难点,并提出了针对性的解决方案和研究方向。     

连续循环系统在科学超深井中的需求分析

作为“入地”重要手段的科学深井、超深井工程是研究深部地质学的重要方法,被誉为“伸入地壳的望远镜”。科学超深井井内超高温高压成为钻井作业中突出的技术难题之一,其对钻井液、井底动力机具、井下检测仪器、铝合金钻柱提出了极为苛刻的要求,致使工程难度增大、风险提高、工期加长。通过对科学超深井钻井工程特点的总结,分析了钻井液连续循环对井眼稳定性和井底温度的影响,得出了连续循环系统对于科学超深井钻井作业具有较强的技术需求的结论。对我国未来万米科学超深钻计划提供了技术支持。     

科学超深井钻探铝合金钻杆的腐蚀失效分析

针对铝合金钻杆在复杂的超深井钻井工程服役条件,分析了铝合金钻杆腐蚀行为的主要外在钻井工程因素,并进行了松辽盆地资源与环境深部钻探“松科二井”铝合金钻杆工程试样腐蚀程度的测试与分析。分析结果表明：钻杆结构、磨损与应力、钻井液介质、井内高温高压是其产生腐蚀的主要服役条件因素;铝杆体与钢接头连接处的腐蚀情况最为严重,铝杆体次之,加厚端部分耐蚀性最好;腐蚀产物的主要成分是Al2O3和Al(OH)3相。     

北京北苑地区洼里砾岩地层地热井钻井技术

洼里砾岩地层是北京洼里地区一种特殊的砾岩地层。分析了其地质特征、成因及对钻探施工的影响，介绍了在此地区施工的3眼地热井所采用的钻井设备及工艺、钻进中存在的困难及采取的措施。     

地层温度对科学超深井井壁稳定的影响

井壁稳定问题包括井壁坍塌和地层破裂2种基本类型,科学超深井钻探的目的层是处于高地应力、高地温和高地层压力的深部岩层,井壁稳定问题更加突出。以12000 m科学超深井为例,从地层温度入手,分析钻井液循环温度变化所引起的当量静态钻井液密度和环空压力当量密度的变化,以及温梯应力、温差应力对井壁稳定的影响。     

超深井钻井技术研究及工业化应用

陆上油气勘探开发正向着超深层领域发展,中国石化钻遇的超深井普遍存在着压力系统复杂、地层岩性复杂、储层流体复杂、工程力学复杂等工程地质特征。钻井工程面临着设计优化难、施工风险大、钻井速度慢、工程质量控制难度大等技术问题。在钻井施工中表现为钻井周期长、复杂情况和故障多、工程投资大,甚至有些井难以钻达目的层。2005年以来,中国石化石油工程技术研究院联合石油高校、油田企业组成“产—学—研”攻关团队,以川东北、塔里木盆地超深层油气勘探开发为依托,紧密围绕“优质、安全、高效”攻关目标,强化室内模拟和理论分析,加强以新型工具和新材料为载体的技术攻关,强化技术集成应用,研究形成了多信息综合反演钻井地质环境因素精细描述技术、基于钻井工程风险评价的井身结构优化设计方法、大尺寸井眼气体钻井及流体安全转换技术、高效破岩工具及配套技术、基于常规导向的超深水平井井眼轨迹控制技术、超高温及超高密度钻井液技术、高酸性气田胶乳防气窜水泥浆固井技术等7项技术创新成果,并开展了现场试验及工业化应用,形成了超深井钻井配套技术,使我国超深井钻井技术跨入了世界先进行列。     

普光气田超深井钻井技术的进步与思考

普光气田是中国石化已成功开发的一个大型整装海相气田。对普光气田超深井钻井实践进行了全面的总结,将其划分为3个阶段：探索阶段、发展阶段和气体钻井阶段,机械钻速由探索阶段的0.99 m/h提高到发展阶段的1.70 m/h,再提高到气体钻井阶段的2.61 m/h,提速效果十分显著。并对加快中国石化超深井钻井技术的进步提出了一些建议。     

松科一井(主井)钻探工程技术配套

设计井深1810 m、完钻井径157 mm、需在松辽湖盆穿透一层含油气构造的松科一井(主井)科学钻探工程,采取自制底架提升平台高度安装井口防喷设施、改造TJS-2000E型水井钻机升降系统提高设备起重能力、研制水力出心装置克服加长加重大口径钻具出心困难、引进石油钻井高速离心除泥机控制泥浆固相含量、根据工程条件无附件焊接套管表层固井等配套技术,成功地完成了国家“973计划”项目“白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化”对工程的规定任务,为高质量、低成本实施大陆环境科学钻探工程探索出了一条可行之路。     

湖泊环境科学钻探施工技术

针对内蒙古岱涨的施工条件和湖底沉积物的类型,对湖泊环境科学钻探技术进行了讨论,从钻探取心角度,将岱海沉积物分为４种有代表性的地层;提出了每种地层中可能遇到的技术问题对使用的取心钻具的效果进行了评价,并提出了合理化改进意见,总结了湖泊钻进工艺方法;给出了简易钻探平台的拼装方式和主要钻探设备的性能;探讨了湖泊钻探的发展前景和进一步工作计划。