第一节 深井、超深井概述
• 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，我国每年都打 深井（超深井），并且数量逐步增加，由1976 年完成3口上升到1985年完成29口。在这一阶 段中，除完成100多口深井外，还完成了10口 超深井。其中2口井深超过7000m（四川关基井 7125m；新疆固2井7002m），这是我国深井、 超深井钻井的初步发展阶段。
方 案 2
钻头尺寸in （mm） 套管尺寸in （mm） 间隙（mm）
26 (660.4) 20 (508) 76.2
18 ½ (470) 16 (406.6) 31.8
14¾ (374.7) 10¾ (273.1) 50.8
9½ (241.3) 75/8 (193.7) 23.8
6½ (165.1) 5 (127) 19.1
第一节 深井、超深井概述
• 与国际深井钻井水平相比，我国的主要 差距是： • （1）设计水平较差，主要表现是地质依 据不足，针对性差，软件落后等。 • （2）钻井设备相对落后，缺少深井大功 率电动钻机以及配套顶驱、自动仪表等 辅助装备。
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• （3）随钻监测和钻头、参数优选技术跟不上。 • （4）超深井钻井液体系有待进一步提高。 • （5）缺少适用于深井的特殊钻具及防斜、减 震等井下工具。 • （6）超深井的闭环钻井技术欠缺，如防斜打 直的VDC垂直钻井系统，美国贝克休斯公司的 SDD直井钻井装置等。
第六章 深井、超深井钻井技术
第一节 深井、超深井概述
第一节 深井、超深井概述
• 由于在钻井过程中随着井深的增 加地层变化幅度大，地层的压力 随之增大，井底温度提高，导致 了不可见因素增多，因此深井钻 井的设备、工具、材料以及工艺 都有它的特殊性。
第一节 深井、超深井概述
• 一、深井、超深井的概念 • 对深井、超深井的界定，在国内外不同 教科书上有不同的概念。在我国一般把 井深超过4550m的井都定义为深井，井深 超过5500m的井定义为超深井。在国际上， 井深在4500－6000m的井定义为深井，井 深超过6000m的定义为超深井。
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• 其中，深开发井钻井技术进步显著，湖 南油田5000m左右开发井，一年可打4口， 东河塘油田6200m左右开发井，一年可打 2口，达到国际先进水平。在地质条件不 太复杂的地区，较好地完成了一批深探 井，如塔里木的最深井阳霞1井，井深 657lm，只用1年半时间就顺利完成。
第一节 深井、超深井概述
• 由于有完善的设计、严密的管理和先进的技术， 美国深井钻井速度快、事故少、成本低。据统 计，美国钻一口5000m左右的深井约需90天， 钻5500m左右的井约需110天，钻6000m左右的 深井约需140天，钻7000m的井需7—10个月。 井下复杂情况所占时间约占5％—15％。1989 至1993年间美国的深井成功率为42％－46％， 其中超深井成功率为22％－23％。美国的深井 平均单井成本要比世界其它地区的少40％－50 ％。
• 在深井钻井工艺技术方面，发展了优选 参数钻井和近平衡钻井技术；钻井液体 系由细分散发展到粗分散，开发了三磺 和聚合物等钻井液体系；钻井液化学处 理剂和水泥外加剂品种增多，逐步形成 系列。但是，在处理深井井下复杂的事 故方面，特别是井喷着火使我们付出了 沉重代价。
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• 第三阶段从1986年到现在。1989年4月，随着 塔里木盆地大规模勘探序幕的拉开，塔指正式 成立，塔里木会战从此开始，在90年代前期川 东气区的勘探开发也进入了高潮，使我国深井 超深井钻井工作进入规模性应用阶段。在这一 时期中，深井、超深井的数量进一步增加，11 年共完成深井、超深井688口，其中深井654口， 超深井34口，平均年完成深井、超深井62口。
方 案 3
钻头尺寸in （mm） 套管尺寸in （mm） 间隙（mm）
30 (762) 24 (609.6) 76.2
20 (508) 16 (406.6) 76.2
14¾ (374.7) 10¾ (273.1) 50.8
9½ (241.3) 75/8 (193.7) 23.8
6½ (165.1) 5 (127) 19.1
第一节 深井、超深井概述
• 现在全世界钻深井（包括超深井） 的国家已经达到80多个。美国是世 界上钻深井历史最长，工作量最大 的国家，也是技术最先进的国家之 一。1938至1993年，美国累计钻深 井16303口，约占发达国家深井总数 的90％。
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• 美国深井钻井投资大，数量多。1982年 钻井高峰期，美国深井钻井和完井的年 投资达80亿美元，当年钻深井1205口。 在80年代中、后期，因油价下降，深井 钻井和完井投资减少，1993年深井钻井 和完井投资18.2亿美元，当年钻深井242 口。
第一节 深井、超深井概述
• 少数深井、超深井钻机已配上顶驱； 1985年从美国引进的“三合一”牙轮钻 头生产线投产，随后又从美国引进了两 条PDC钻头生产线，使钻头品种和质量得 到了较大幅度增加和提高；并且国内已 开始生产部分规格品种的套管和钻杆。 装备上的这些改善，有力地支持了深井、 超深井钻井工作。
第二节 深井、超深井钻井技术
• （3）套管和钻头基本符合API标准，并 向国内常用产品系列靠拢，以减少改进 设备及工具的工作量； • （4）目的层套管尺寸要满足试油、开发 及井下作业的要求； • （5）要有利于提高钻井速度，缩短建井 周期，降低钻井成本。
第二节 深井、超深井钻井技术
• 2、推荐的井身结构方案 • 我国常用的深井套管程序为20in、 13 3／8in、9 5／8in、7in、5in系 列，不能满足多层复杂地层的要求。 最近，专家提出了几套方案，可以 推荐为深井井身结构设计见表6－l。
第一节 深井、超深井概述
• 在这阶段中，钻井装备得到初步改善。 从1976年开始，我国从罗马尼亚多次批 量进口6000m深井钻机，总数超过100台， 成为陆上打深井的主力钻机；从60年代 中期开始从德国、法国、日本进口的对 焊钻杆，在这一阶段中已全部替代了细 扣钻杆，较好地解决了断钻杆问题。
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表6－l 推荐深井井身结构
方 案 1 钻头尺寸in （mm） 套管尺寸in （mm） 间隙（mm） 26 (660.4) 20 (508) 76.2 17½ (444.5) 133/8 (339.7) 53 12¼ (311.2) 10¾ (273.1) 19.1 9½ (241.3) 75/8 (193.7) 23.8 6½ (165.1) 5 (127) 19.1
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• 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、超深井钻井技术攻关， 并先后于1990年、1993年和1996年在塔 里木召开了三次深井、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，深井、超深 井钻井技术进步较快。
第一节 深井、超深井概述
• 原苏联也钻了大量的深井，1956－ 1983年，原苏联钻深井1357口，而 且大多数为探井。但其深井建井周 期相当慢，在平均井深相同的情况 下，深生产井的建井周期是美国的4 倍，探井则是7倍。
第技术的发展状 况 • 我国的深井钻井发展较晚，整个发展过程可 分为三个阶段。第一阶段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。到 1975年断断续续又打了4口深井。
第一节 深井、超深井概述
• 在过去打不成井的复杂地质条件地区， 现在也打成了深探井，如天山麓山前构 造带的东秋里塔克构造，从70年代开始， 先后打了4口探井，均工程报废，最深的 东秋2井也只打到3250m。1993年2月4日 东秋5井开钻，到1995年5月4日钻成了该 构造第一口深探井，井深达5314m。
第二节 深井、超深井钻井技术
第二节 深井、超深井钻井技术
• • • • 一、深井、超深井钻井施工中的几个问题 （一)井身结构的设计 1、井身结构设计的原则 （l）套管层数要满足分隔不同压力系统的地 层及加深的要求，以利于安全钻井 • （2）套管／井眼间隙要有利于套管顺利下入 和提高固井质量，有效分隔目的层；
第一节 深井、超深井概述
• 二、国内外深井、超深井钻井技术的发 展状况
• （一）国外深井、超深井钻井技术的发 展状况
• 随着油气勘探开发工作不断向深层发展， 深井钻井的规模日益扩大，深井钻井已 经成为勘探钻井的重要组成部分。
第一节 深井、超深井概述
• 美国自从1938年钻成第一口4573m的深井 以来，深井钻井技术已经有了很大的发 展：1949年钻成6255m的超深井，1972年 又把深井记录提高到9583m。目前世界深 井钻井最高记录是原苏联科拉半岛上的 SG－3井，井深为12200m。人类大约花了 半个世纪把井深从4500m提高到12200m。
第一节 深井、超深井概述
• 在塔里木会战前期，我国对全部在用的 罗马尼亚钻机进行了重大改进，提高了 机泵功率；从1985年起，陆续从美国引 进了22台5000m到9000m电驱动二手钻机； 更可喜的是90年代中期国内研制成6000m 电动钻机，经试用性能良好，达到国际 90年代水平，具备了批量生产的条件；
68.3
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第二节 深井、超深井钻井技术
• （二)提高深井钻速的技术 • 随着我国石油勘探开发不断向新探区和深 部发展，为了勘探开发深部的油气藏、获取地 质资料，钻井深度越来越深，深井钻井的数量 也越来越多。特别是西部地区5000－7000m的 深井和超深井数量不断增加，深井钻井过程中 遇到的复杂情况增多，钻井速度明显下降，同 时钻井成本也急剧增加，这直接影响到油田的 勘探开发速度和成本。