超深孔钻探初探

一、超深井（孔）的定义随着钻探工程技术和其他有关科学技术的发展，钻井（孔）深度在各个历史阶段，其定义也不同。当前，用旋转钻机施工的6000m以深的井、用岩心钻机施工的2500m以深的孔，统称为超深孔。     

深孔超深孔岩心钻探的若干问题

深孔、超深孔岩心钻探是了解地壳深部地质构造，调查与开发地壳深部资源的重要手段。为了探索地球内部组成，开发利用地下热能及油、气、水等资源，近十余年来，美国、苏联都打了一批深井和超深井。在岩心钻探方面，南非打的钻孔最深，其中有一个孔达到了4576.8米，日本打的钻孔较南非稍浅些，最深为3030米。我国的岩心钻探最深孔为2503.86米。可以预料，随着我国社会主义建设事业的不断发展，今后深孔及超深孔岩心钻探任务，必将越来越多，越打越深。深孔和超深孔岩心钻探的课题已经摆到了我们的面前。怎样打好深孔，这是一个急待我     

超深井高温钻井液技术概况及研究方向的探讨

[摘 要] 我国未来深部大陆科学钻探深度为12000m ～ 13000m,井底温度将达到350℃以上,钻井液将面临超高温高压环境,钻井液技术将面临严峻考验。本文重点介绍了国内外典型深井及超深井钻探和高温地热井钻探钻井液使用情况,提出了抗高温钻井液的主要技术难点是高温高压及污染条件下钻井液流变性、滤失量、润滑性控制。耐温250℃以上钻井液处理剂及体系、耐高温钻井液试验仪器和地面循环降温系统是超高温钻井液技术研究方向。     

耐高温泡沫钻井液技术研究概况及研究方向探讨

耐高温泡沫钻井液是对深井、超深井、高温地热井、干热岩等资源开采,特别是超高温资源的开采有效的钻井液之一。本文在分析耐高温泡沫钻井液面临的主要问题的基础上,对国内外抗高温泡沫处理剂、耐高温泡沫钻井液体系应用情况进行了介绍。深井、超深井、干热岩、地热井等钻探中会面临超高温、低压易漏地层,因此对低密度钻井液体系的要求也越来越高,主要技术难点是高温、低压,窄密度窗口钻井液的性能的控制。结合对耐高温泡沫钻井液主要技术难点的分析以及高温对泡沫钻井液的要求,综合目前耐高温泡沫钻井液技术的发展,由此得出：耐260℃以上抗高温、低密度泡沫钻井液处理剂及体系,耐高温泡沫钻井液测试仪器及评价方法是未来抗高温钻井液发展的方向。     

干热岩井施工关键技术研究

超深( 4 000m)、高温( 150℃)、高硬度(摩氏硬度 7)、易失稳地层中干热岩的成井工艺在国内仍存在诸多技术难点。通过正在顺利高效实施的青海贵德干热岩井钻探示范工程,分析探讨了干热岩井取心工具优选、抗高温钻井液配比和高温固井工艺等关键技术,旨在为我国干热岩开发利用中钻井技术难点的攻关提供一定借鉴。     

充气钻井技术在大庆油田的应用

升深2—17井是大庆油田第一口充气钻井。该井采用立管充氮气的钻井技术，在钻探过程中，通过对充气钻井工艺技术、配套设备的优选等进行研究，应用井底压力温度测试技术，在国内第一次实测出充气钻井井底压力温度变化情况，保证充气钻井的成功，有效地解决了该区块地层可钻性差、岩石硬度高以及低压低渗火山岩储层易受污染等问题，大幅度提高了深井钻井速度，保护了储层。该井钻进营城组火山岩储层2914m时点火成功，火焰高达10m，取得了较好的效果。介绍了充气钻井工艺技术和设备配套，以及升深2—17井的充气钻井实验过程和取得的效果。     

耐240℃高温钻井液在青海共和盆地高温干热岩钻探施工中的应用

在青海共和盆地高温干热岩钻探GR1井施工过程中,钻遇含蚀变花岗岩的严重破碎地层,井壁坍塌掉块严重,导致井内多次发生卡钻事故。同时在温度最高达到236℃的高温地层中钻进,钻井液出现黏度升高、流动性变差、滤失量增大、造壁性变差、起泡严重等问题。通过将原钻井液转化为耐高温钻井液,该钻井液耐温可达到240℃以上,转化后的钻井液抗温能力增强,流变性能变好,护壁效果提高,泡沫显著减少,从而保证了深部高温井段钻探施工顺利进行。     

中国典型干热岩潜力区的地热深井部署

我国干热岩开发研究领域起步晚,在深部地质、地热、水文地质、钻探、地球物理等多方面存在难题。高温深井钻探的难度大、投资高和风险大,布井是高温地热资源开发需解决的首要问题。科学布井可以降低钻探难度、风险和投资。干热岩试验靶区遴选结果显示:羊八井、腾冲、漳州等为我国典型干热岩开发潜力区。但我国干热岩地热深井钻探超前于基础理论研究,钻探存在盲目性、低效性和不确定性。本文对上述3个典型干热岩潜力区的地热深井布署条件做了分析,其结果具有重要理论价值和实践价值,可促进我国干热岩开发研究。     

焦页60-5HF井钻井技术

焦页60-5HF井是处于焦石坝构造东南翼的一口页岩气水平井,该井设计井深5290 m,井斜69.30°,垂深3945.04 m,闭合位移2513.99 m。在实际施工中为确保水平段在储层中延伸,经多次调整后,最终完钻井深5235.00 m,井斜81.8°,垂深3820.56 m,水平位移2509.53 m,水平段长1775.00 m,为重庆涪陵工区垂深最深的一口水平井。实际施工中为保证井眼轨迹在储层中穿行,克服了井下工具抗高温、水平段摩阻大、定向托压、井眼轨迹防碰等诸多问题,成功完成了该井的施工任务,为该地区施工超深井提供了可借鉴的经验。     

钻探新技术之一:向6000米深度进军

1 引言 1986年5月21日,H.S环球公司的钻探人员完成了5422.76m深的勘探孔。这个深度创造了世界金刚石钻探的记录。而且这是环球公司继已经取得的记录,即打3000m孔深用3个月,打4000m孔深用5个月,又创造的用10个月完成了这个超深井生产速度记录。本文旨在表明“环球”钻探人员为快速钻进超深井所采用的手段。特别可借鉴的是HS150钻机和铝钻杆。同时文章简述了取得世界记录的情况,文章断定为了钻进6000m以上的深井,     

辽西杨家杖子向斜构造下部隐伏花岗岩接触变质作用

为了进一步确定杨家杖子钼矿区向斜构造下部是否存在隐伏花岗岩地质体,以及隐伏花岗岩接触变质作用特征,进行了大地电磁测深和钻探验证,结果显示:上富儿沟JK--1井于1 727 m、杨家杖子岭前矿南沟JK-2井于1 514. 79 m、喜鹊沟JK--5井于1 159. 92 m分别钻遇到花岗岩地质体;大地电磁测深显示杨家杖子向斜构造下部1 160～1 750 m存在隐伏花岗岩地质体,虹螺山大岩基与杨家杖子向斜构造下部的花岗岩体是连通的。以喜鹊沟JK-5井为例,隐伏花岗岩接触变质影响厚度780 m±,接触变质内带,角岩--矽卡岩带,变质程度为辉石角岩相,影响厚度约500 m,发育辉钼矿化;接触变质中带,透辉石大理岩带,角闪角岩相,影响厚度100 m±,发育含有透辉石大理岩;接触变质外带,为含透闪石微晶大理岩,钠长石--绿帘角岩相,宽度180 m,180 m以上过渡到未变质石灰岩。杨家杖子钼矿的主要矿体均产于石灰岩与花岗岩接触带的矽卡岩和斑状花岗岩中,属于矽卡岩-斑岩型钼矿床。     

地球“望远镜”启封——中国大陆科学钻探工程开工

中国大陆科学钻探工程CCSD-1井通过卫星确定井口坐标后，已于2001年4月 18曰在江苏省东海县安峰镇毛北侧破土动工。 该井是目前世界第二、亚洲第一深井，井深达到5000 m，投资额1.5亿元，钻探工程将历时5年。中国大陆科学钻探工程是我国继“神舟二号”升空后又一重大科研工程。 图为4月20日上午工程技术人员在安装井口导管时的情景。 (朱桂林摄)     

英格兰西南部花岗岩中液包裹体的岩相学研究及其在找矿工作中的潜在价值

研究英格兰西南部矿化花岗岩中液包裹体的分布和丰度,目的是评价这种研究对该地区找矿所起的作用.结果发现了以下几种包裹体: 1.低温包裹体(200℃左右),它代表热液活动最后阶段,与花岗岩的高岭土化有关: 2.中-高温包裹体(200～600℃,它与每个深成岩体的矿化范围有关; 3.含石盐包裹体,它与矿无关,但总的讲与花岗岩的结构有明显的关系,据此可划分不同类型的     

中国东部海区科学钻探工程CSDP-02井钻探效率统计分析

CSDP-02井是中国东部海区科学钻探工程2井,该井采用五开结构,完井井径98 mm,完井井深2843.18 m,历时504 d,创造了海洋科学钻探全取心井深世界纪录。本文介绍了该井的施工过程,对该井的钻进时间、钻探效率和回次进尺长度进行了系统的统计与分析。通过分析,对影响海上深部科学钻探效率的海况、后勤保障等因素进行了简单的阐述,为提高海上深孔钻探施工效率提供了参考依据。     

大港油田优快钻井配套技术研究

大港油田深井、超深井提速困难主要是由于馆陶组厚层底砾岩和沙河街组致密泥岩的岩石可钻性差、深部油气藏存在异常高温、高压现象,且钻井液具有高密度和高粘度的特点。为探索适合大港油田的深井、超深井优快钻井配套技术,结合滨深24-5-27井的钻井实例展开了研究。通过优选钻井液体系、应用精细控压钻井技术,以及高效PDC钻头+螺杆马达复合钻井技术,实现该井完钻井深4510 m,钻井周期36天,全井平均机械钻速为11.56 m/h的快速钻井效果。研究结果表明,该井钻井周期的缩短主要得益于全井机械钻速的提高,以及生产组织的有序衔接和保证。相对所在区块的历史指标井,该井机械钻速提高15.27%,二开和三开的生产组织时间缩短31.68%,钻井周期缩短18.78%。该优快配套钻井技术可为大港油田高效开发深部油气藏提供工程技术保障。     

超深井钻探与深部地质学

超深井(Super deep well)的定义随着钻探工程技术的发展和钻井深度的不断加深而变化。1969年以来,国际上习惯于将用旋转钻机(石油钻机)施工的6000米以深的井和用地质岩心钻机施工的2500米以深的钻孔,通称为超深井。近三十年来,由于近代科学技术的飞速发展,促使地质科学向外层空间和地球深部(内层空间)两个方向发展,从而使人类探索地球深部的奥秘有了可能。深部地质学—一门新兴的地质学科正在兴起。为研究地壳与上地幔专门施工的地质井、地层井,赋予超深井以崭新的含义,称为莫霍井(Mohole),深度通常     

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。     

深井钻进井底参数测量系统用传感器的分析研究

深井、超深井钻探工程中,钻进工艺和操作技术非常重要,直接影响钻井技术经济指标,目前主要依靠地面仪表显示的读数指标来指导钻进。但是,地面仪表显示的读数与井底钻进工艺参数实际数值有一定差异,而且孔越深,差异越大,据俄罗斯超深井钻井研究结果,这个差异可达20%~30%。为此俄罗斯成功研发出了井底参数测量系统,取得了很好的效果,其中传感器是关键器具。本文将俄罗斯深井钻进测量系统中使用的多种传感器进行了综合整理,包括井底钻井液压力传感器、井底温度传感器、井斜顶角传感器、井斜方位角传感器、井底钻头轴载传感器,介绍了这些井底参数传感器的结构组成及工作原理,并分析了传感器与井底-井口联系通道的配合问题。以期对我国13000 m的特深地质井钻进提供参考。     

高温高压小井眼尾管固井技术应用

高温、高压、深井、小井眼尾管固井是固井技术的一个难点,龙16井在各项配套工程技术措施综合应用的情况下施工成功,为高温、高压、深井固井作业积累了经验。龙16井是川北低平褶皱带九龙山构造上的一口预探井,[JP2]原设计2159 mm井眼钻至下二叠系完钻。由于地质条件复杂,纵向上分布多套产层并具有超高压特点,地层裂缝发育,多次出现涌漏同存复杂情况,被迫提前下入1778 mm套管固井以封隔上部复杂井段。采用1492 mm钻头钻至598800 m完钻并进行了尾管固井作业。固井作业前钻井液密度234     

高温岩体热能开发及钻进技术

高温岩体热能资源量巨大,增强型地热系统（EGS技术）是提取高温岩体热能的有效技术手段,而其中注水井和生产井的钻进效果对EGS系统运行的经济性有着举足轻重的影响作用。在坚硬的岩石中和高温条件下钻进对钻探技术提出了极大的挑战,本文探讨了高温岩体钻进技术问题,涉及硬岩钻进方法、高温定向钻进工具和井底钻具组合,可为今后开展高温岩体钻进的关键技术问题研究提供参考。