深井钻井技术问题及其系统配套性问题

  依据.

 

  深井钻井技术配套性研究在/八五0计划以来的科技攻关和钻井实践中反复提到,而且与随后的深井核心技术研究和高新技术战略相关。/九五0及/十五0期间国家通过立项对西部探区深井钻井技术进行攻关研究,取得的重要成果有/复杂地质条件深井超深井钻井采油配套技术0/吐哈地区深井钻井配套技术0/塔河油田深井钻井配套技术0/川东大天池构造带钻探综合配套技术0等。这些深井钻井的核心技术研究均和区域高新技术战略相关,其配套性研究开始超越传统钻井理论束缚但局限于简单巨系统内,因而整体涌现性不够显著。随着几口科学探索井的逐步实施,钻井配套技术快速发展,实现了一次性打成、打好、打快的地质勘探目的。

 

  方法.

 

  系统分析与系统综合相结合,采用与复杂性处理相同的方法。

 

  结果与讨论.

 

  实践证明,没有一个深井钻井系统中全是先进技术,也不是什么装备都要从国外配套,相反国外先进技术转化率并不高。其实,国内的深井钻井技术系统与他国有别,完全可以使用性能价格比更高的、拥有自主产权的高新技术和廉价装备,也不必过分追求深井超深井世界记录。应运用复杂性系统工程原理追求/3个不稳定的元件,可以组成一个高度稳定的系统0。而这种深井钻井系统往往也是低投入、高产出、技术难度适中的。因此,引进深井技术或知识产权的态度应是:不管是哪国的,只要有用,就想办法拿来用好(发挥后发优势,形成自主知识产权)。

 

  实例说明深井成批钻井技术的配套性问题,更复杂,更适用,也更重要,是复杂性巨系统工程问题。

 

  实例.

 

  塔里木盆地柯深101井,是用来接替柯深1井的评价井。由于柯克亚油田深部地层极其复杂,柯深1井经6次卡钻、耗时1002 d才得以完井。而柯深101井用438 d钻至井深6850 m,实现了打成、打快目的,效益极好。其配套技术的核心是井身结构优化设计和使用长寿命高效钻头、防塌钻井液及深层小井眼技术。配套设计的基本思路如下。

 

  (1)根据地层孔隙压力预测及柯深1井实钻资料,将柯深1井的4层套管结构简化为3层,即用244. 5 mm套管封低压层以上地层(4100 m)防止因下部井段钻井液密度高而引起压差卡钻,用215. 9 mm钻头、高密度钻井液钻穿高压盐水层、垮塌层和高压气层以提高机械钻速。

 

  (2)针对可钻性极差地层DS66GJNSW钻头很有效, 1只215. 9 mm钻头2次入井,进尺1358 m,纯钻1330 h,创塔西南钻井最高记录。

 

  (3)应用聚合物钻井液体系钻至4800 m,使用抗高温KCl钻井液体系解决页岩垮塌问题。

 

  (4)用88. 9 mm钻杆(长5100 m)在钻井液密度1. 98 g /cm3的情况下顺利钻至井深6850m,标志着国内常规钻井方式钻小眼井技术达到新的水平。

 

  塔河油田成批深井钻井新技术配套的基本思路:把精细的地质物探研究和复杂的深井钻井系统工程研究结合起来,开展科技攻关、技术创新、装备6石油钻采工艺 2005年10月(第27卷)第5期 改造、技术引进和管理制度改革等工作,从而实现复杂深井钻井新技术配套的协同作用,促进勘探开发进程,提高综合效益。

 

  通过科技攻关研究,塔河油田深井钻井新技术配套工作达到国内先进水平。仅就装备配套而言,原有F320型钻机经改造后完全适应深探井钻井要求,新配备的F400型钻机性能更优。在工具配套方面,新购顶部驱动钻井系统、S135钢级钻杆和Land-mark钻井软件等,应用效果好。

 

  (1)在深井钻井技术系统构成方面,要结合不同国情、企业情况及近30多年时代特征。通过系统分析复杂性与先进性、功能性与适用性、核心性与配套性等关系问题,提出采用高新技术战略创造深井钻井新水平的观点。通过对现有深井钻井技术系统理论的整合和拓展,首次提出了复杂钻井工程系统的集合论描述具有时变、时滞特征的非线性复杂适应系统仿真的逻辑思维方法和分析计算数据。

 

  (2)通过深层次思考、系统集成分析与方法论上的功能整合,把深井钻井技术的复杂性真正当作复杂性处理,超越传统的理论束缚,重视复杂性非线性科学研究成果的运用和人工智能技术的引进,为复杂深井钻井工程创造性思维和技术创新体系的建立,提供了智力支持、知识储备和理论基础。

 

  (3)根据现代科学(探索)钻井基本要求,结合国内外特别是中国石化系统近30年深井钻井实际情况和塔里木盆地等4个重点领域深井钻井技术最新进展,在国内首次提出/深探井钻井复杂巨系统工程0基本概念和/深井钻井技术系统0新构想。