陸上深層是我國能源戰略的重要接替領域，39%剩余石油和57%剩余天然氣資源分布在深層，超深井鉆井成本占勘探開發總投入的55%～80%。為高效、安全、快速地勘探開發深層油氣資源，必須解決深層窄密度窗口安全鉆進難、常規井身結構不適應復雜壓力系統、大溫差高壓長封固段井筒完整性差等難題?！笆晃濉鼻埃覈?000米超深井鉆井技術與國際先進技術相比差距較大，嚴重制約了勘探開發進程。

精細控壓鉆井成套裝備組成

 

中國石油所屬鉆井工程技術研究院經九年攻關，全面攻克了上述難題，取得創新成果如下。一是在國際上首次發明精細控壓鉆井成套工藝裝備，可實現9種工況、4種控制模式、13種復雜條件應急轉換的精細控制，壓力控制精度在0.2MPa以內，深部縫洞型碳酸鹽巖水平井水平段延長210%，可有效解決發現與保護儲層、提速提效及防止窄密度窗口井筒復雜等世界難題。二是研發一體化鉆井設計方法、非常規特殊井身結構、提速司鉆導航儀、非平面齒PDC鉆頭、壓力系數2.59的超高壓鹽水層安全控制等特色技術。完成7000米以上超深井226口，占國內市場61.8%；碳酸鹽巖與砂巖油氣藏直井鉆井周期分別縮短38.2%與50.1%，鉆井成本分別降低37.8%與63.7%。三是研制國際首臺四單根立柱9000米鉆機和國內首臺8000米鉆機。發明了四單根立柱施工工藝方法和特殊的鉆機結構，保障了井架有限空間內彈性薄壁長管柱安全移運；建立了超高井架及底座起升下放、大荷載施工動態響應模型，解決了國內最高井架細長重荷結構件安全作業難題。相比常規鉆機，起下鉆時間減少20%，事故復雜時效同比降低75%。四是創新形成超高密度、高溫大溫差的安全鉆完井工作液技術。發明了降粘劑和納米封堵劑等產品，掌握了抗45%鹽水污染、抗溫大于200℃、實鉆與壓井密度達2.59g/cm3與2.85g/cm3的油基鉆井液技術，事故復雜時效同比降低56.4%；發明了溫差大于100℃的緩凝劑和降失水劑等產品，形成3套不同溫度段的大溫差水泥漿體系，固井合格率100%，創造了一次封固6657m的世界紀錄。

項目授權發明專利23項、實用新型專利30項、技術秘密49項、軟件著作權17項，發表論文65篇，制定行業/企業標準35項。獲省部級科技進步特等獎1項、一等獎2項、美國E&P工程創新獎1項，并入選科技部國家重點新產品。

項目成果經過產學研用一體化組織和聯合攻關，已在國內外15個油氣田、1236口井中應用，經濟與社會效益顯著。實踐證明，該成果使我國邁入7000米復雜超深井鉆井先進國家行列，促進了行業技術升級換代，推動了復雜超深井油氣田的高效安全快速鉆井技術進步，開拓了國內外油氣鉆探技術服務市場，為保障國家能源安全提供了有力的石油工程技術支撐。

【責任編輯：斕曦】