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钻井新技术简介
1、欠平衡钻井技术 2、水平井钻井技术 3、套管钻井技术 4、连续管钻井技术 5、控压钻井技术
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1、欠平衡钻井技术
欠平衡钻井是指井筒环空中循环介质的井底压力低于地层孔隙压力，允 许地层流体有控制地进入井筒并将其循环到地面进行有效处理的钻井技术。
欠平衡钻井分类
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1、欠平衡钻井技术
6% 6%
6%
7%
5%
6% 6%
0%
旋转地 井下压力/ 连续管 连续管
智能
多相
同心
双心 可膨胀 顶驱下套 高压设备 高温设备
质导向 温度测量 完井
钻井
完井 流量计 扩眼器
钻头 扩眼器 管装置 （>140MPa） (>177°)
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钻井技术概况
钻井技术发展趋势
高效、低成本 更加注重HSE
更有利于保护油气层
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1、欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术在勘探开发中发挥了重要作用
欠平衡钻井在勘探开发中的作用主要体现在: 勘探上: 提高低压、复杂岩性、水敏性、裂缝性等类储层
油气的发现和保护。 开发上: 通过有效地保护储层,提高单井产量,降低开发综
合成本。 钻井工程上: 提高了钻速,减少了井漏与压差卡钻。
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斯仑贝谢 麦克巴/Smith
24% （31%） 20% （19%）
其它
33% （11%）
56% （52%）
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
专家预测，未来几年欠平衡钻井仍然有较高的潜力。陆上使 用欠平衡钻井比例将达到37%，海上将达到12%。
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1、欠平衡钻井技术
美国历年欠平衡钻井数统计
30
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钻井技术概况
9. 智能化
人工智能专家系统、旋转闭环导向和智 能完井工艺使钻井向智能化方向迈进了一步。
贝克休斯钻井专家系统OASIS®
智能完井是建立数字油田基础，近年来 发展迅速，有效地加快了数字油田进程，其 作用能够优化生产、提高采收率和减低生产 成本。
智 能 完 井
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目录
1 钻井技术概况 2 钻井新技术简介
1、欠平衡钻井技术
平均数 360% 大多数 200％
不同岩石类型中进行的欠平衡钻井产量增加的幅度 （BP公司）
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1、欠平衡钻井技术
2006年世界欠平衡钻井领域排行榜
威德福/Williams
(红字为 2003 年的结果)
贝克休斯/Inteq
36% （36%）
哈里伯顿/Baroid
25% （32%）
1950年前
通过坑道钻成，很少通过垂直井打钻
50年代
老井侧钻短半径泄油孔，水平进尺短
70年代
技术不成熟，成本高，处于发展停滞阶段
80年代 90年代
进入高速发展阶段，短半径为主
全世界推广和普及，成为提高油田综合效益 的重要技术手段
21世纪初
综合应用到集成创新，MRC、ERC等技术
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2、水平井钻井技术
常规井
用可膨胀管 简化井身结构
单直径井
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钻井技术概况
4. 健康、安全和环保
健康、安全和环保（HSE）越来越受到重视。
随钻地层压力测试
提高钻井作业安全性
丛式井 大位移井 小井眼 连续管钻井 优质钻井液 优质完井液
减少井场数量或占地面积 减少环境污染
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钻井技术概况
5. 保护油气层
优质钻井液 优质完井液 欠平衡钻井 低密度水泥
包括水平井、分支井、大 位移井和老井侧钻水平井 等
包括特殊工艺井 和直井ห้องสมุดไป่ตู้斜打快
8
钻井技术概况
（4）“技术含量更高”,世界主要油公司均采用多种钻井、完井新技术，以 提高勘探开发效益。
35%
占 30%
29%
调 查 25%
2006年数据
总 井
20%
18%
数 15% 的
11%
10%
10%
比 10% 例 5%
13
钻井技术概况
2. 准
MWD LWD 导向泥浆马达 地质导向 旋转闭环导向
提高井眼轨迹的控制精度
引导钻头准确地钻入油气 层并在油气层中的适当位置 延伸
提高探井的成功率和开发 井的油气产量。
旋转闭环导向的功能
•闭环控制 •地质导向 •旋转导向 •双向通讯
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3. 省
井 型 多 样 化
钻井技术概况
面参数
远程监控 远程决策 提高效率
方案设计 过程监控 钻后评价 人员培训
长远目标
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钻井技术概况
7. 自动化
旋转闭环导向钻井系统 自动垂直钻井系统
井下自动化
地面自动化钻井装备
地面自动化
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8. 集成化
钻井技术概况
钻井 录井 测井 LWD、地质导向 试井 随钻地层压力测试 随钻地震
提高油气发现率 增加单井产量 缩短建井周期 降低吨油成本
发展权重系数
7.9 7.7 7.0 6.9 6.5 6.4 6.4 6.4 6.3 6.3 6.3 6.1 6.1 6.1 6.0 5.9 5.8 5.7 5.6 5.5 5.4 5.3
备注
相对成本而言
主要是推广应用
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钻井技术概况
钻井技术发展方向
1. 快 2. 准 3. 省 4. 健康、安全和环保(HSE)
油井
气井
注入井
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
63% 34%
3%
2002
63% 34% 3%
2003
64% 34% 2%
2004
56% 40%
4%
2005
53% 42%
5%
2006
近年来世界海洋年钻油气井数比例
7
钻井技术概况
（3）“井更难打”，统计预测未来2～3年世界范围内钻井井型仍以常规井为 主，但将更趋于复杂。
剩余可采资源量
3
钻井技术概况
（2）油气勘探发展趋势
随着油气勘探的不断深入，勘探难度日益增加，勘探对象趋于多样化和 复杂化，呈以下趋势 ：
从构造圈闭 向岩性地层圈闭发展
从碎屑岩为主向 碳酸盐岩和火山岩勘探发展
从简单构造 向复杂冲断带发展
油气勘探 六大趋势
天然气勘探 进入了快速发展时期
从中浅层 向深层、超深层延伸
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钻井技术概况
1. 快
快是钻井承包商和技术服务公司一贯追求的目标之一。 PDC钻头、热稳定聚晶金刚石钻头、高压喷射钻井、顶
部驱动系统、连续管钻井和套管钻井等有助于提高钻井 速度。列如:加拿大的Tesco公司和美国的威德福公司的套 管钻井技术居中世界领先地位，应用规模也是最大的。 气体钻井技术是目前提高ROP最好的手段，UBD拓展到非 储层钻进。 避免井眼事故，减少复杂，是整体提高行程钻速的有力手 段，MPD是最有效的技术之一。
俄罗斯 2110 5577 5140 5500 4650 4630 4870 3850 4581
中国石油 7304 6373 6746 6677 7885 8873 10577 11782 13800
5
钻井技术概况
（2）随着经济发展和对清洁能源的需求，天然气勘探开发力度加大，气井
比例大幅提高。
近
油井
水平井 大位移井 多目标井 多分支井
小井眼 连续管钻井 可膨胀管
显著增加泄油面积 提高单井产量和油田采 收率 改善油气田开发的综合 效益
提高钻井效率 降低钻井综合成本
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井眼轨迹 直井 定向井 丛式井 水平井 大位移井 多目标井 分支井 多分支井
钻井技术概况
井径多样化
井径 常规井 小井眼 微孔井
井身结构 常规井 单直径井
欠平衡钻井发展历程
1041--1048 1880s 1895 1920 1920s 1928 1932 1955 1950--60s
1970s 1988 1993
1997 1970--80s 1990s
在中国第一次顿钻钻井(北宋庆历年间) 第一次用空压机钻矿井 用水进行旋转钻井 第一次用泥浆钻井 第一次用空压机钻油气井(有意识的欠平衡钻井) 第一次使用防喷器 第一次应用充气泥浆钻井 空气钻井开始被广泛应用(开始) 中石油尝试了欠平衡钻井技术(四川、新疆,清水、天然 气) 第一次应用稳定泡沫钻井 第一次应用欠平衡技术在Austin Chalk钻高压气井 第一次应用连续管钻欠平衡井, 1995年开始用于欠平 衡水平井 第一次在海上应用欠平衡钻井 中石油欠平衡钻井技术开始深入研究与试验 中石油欠平衡钻井技术迅速发展
自动化、可视化、智能化
超深水钻井技术
智能完井
可视化
套管钻井 可膨胀管
钻
自动垂直钻井
井
旋转闭环导向
技 术
互联网
地质导向 连续管钻井
进
欠平衡钻井
步
小井眼
趋
卫星
多分支井
势
通讯
大位移井
LWD
计算机 技术
顶部驱动系统 导向泥浆马达
我国 目前位置
水平井 MWD
TSP钻头
PDC钻头
时间
10
钻井技术概况
技术进步/研发需求程度
高度需求
需求度高
未来2～3 年需投入 重点发展 的技术
需求度较高
需求度适中
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
技术