本文對中國陸上深井超深井鉆完井的總體現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)進行了闡述,，從對標國際先進水平、支撐油氣勘探開發(fā)等視角,，展望了深井超深井鉆完井技術發(fā)展方向,，提出了技術攻關，以期對中國深井超深井鉆完井技術的發(fā)展起到加速推動作用,。

一,、總體現(xiàn)狀

中國深井和超深井鉆井開始于20世紀60年代和70年代，到90年代末實現(xiàn)了規(guī)?；鰞ι袭a(chǎn),。中國陸上深井尤其是超深井主要分布在塔里木盆地和四川盆地，由中國石油和中國石化主導油氣勘探開發(fā)業(yè)務,。

1966年,，在大慶油田鉆成第1口深井——松基6井，井深4719m,。

1976年,，在西南油氣田鉆成第1口超深井——女基井，井深6011m,。

1978年,，在川西北中壩構造鉆成第1口超過7000m的超深井——關基井，井深7175m,。

2000年以來,，深井超深井鉆完井技術快速發(fā)展，不斷刷新井深紀錄,。

2006年,，鉆成塔深1井，井深8408m。

2016年,，鉆成馬深1井,，井深8418m。

2017年,，鉆成順北評2H井,，井深8433m。

2019年,，鉆成順北鷹1井,，井深8588m。

2019年,，鉆成亞洲最深井——輪探1井,，井深達8882m。

從深井超深井數(shù)量上看,，進入“十二五”呈明顯上升趨勢,，但受低油價影響2015年以后明顯減少。

從深井超深井鉆井指標上看,，中國石油深井的平均井深為5540m左右,，超深井的平均井深為6748m；平均鉆井周期逐年縮短,，深井已不足105d,，超深井為125d左右；平均機械鉆速逐年提高,，2019年深井達到5.66m/h,，超深井達到4.64m/h。

截至2019年底,，中國石化已完鉆7000m以上272口井,、8000m以上33口井。深井超深井的鉆井周期顯著縮短,，平均機械鉆速較2018年提高1倍左右,。

二、面臨的挑戰(zhàn)

中國陸上深井超深井地質條件復雜,，鉆井安全風險大,、周期長。尤其是,， 塔里木盆地和四川盆地超高溫超高壓,、多壓力體系、地層堅硬及可鉆性差,、富含酸性流體等問題共存 ,，面臨一系列世界級的深井超深井鉆完井技術難題,，安全優(yōu)質高效鉆井最具挑戰(zhàn)性。

（1）地質條件復雜,，鉆井時效低,，安全風險大。 塔里木盆地地層古老,，存在山前高陡構造(地層傾角高達87°),、斷裂破碎帶，發(fā)育復合鹽膏層(厚達4500m),、巨厚泥頁巖,、煤層、異常高壓鹽水層,、縫洞型高壓油氣層等,。

四川盆地陸相地層膠結致密，須家河地層高壓,、自流井地層易漏,，海相地層發(fā)育高壓鹽水層,，地層壓力高(壓力系數(shù)高達2.4以上),。單井復雜故障及處理時間高達470d，甚至有些井未能鉆達地質目標,。

（2）深井超深井普遍存在超高溫,、超高壓,，鉆井儀器及工具、鉆井液及材料等面臨嚴峻挑戰(zhàn),。 大慶徐家圍子地區(qū)古龍1井井底溫度高達253℃,、地溫梯度高達4.1℃/（100m）；順托1井鉆遇地層壓力達170.0MPa,。

超高溫超高壓帶來的主要問題有：套管及水泥環(huán)封隔地層失效,，致使環(huán)空帶壓；鉆完井工具及井下儀器等對耐溫耐壓能力要求高,，故障率顯著上升,，有些地區(qū)井下儀器的故障率曾高達60%；鉆井液處理劑及材料易失效,，流變性及沉降穩(wěn)定性差,，性能調控、井壁穩(wěn)定,、防漏堵漏等難度大,；水泥漿控制失水、調控漿稠化時間等困難，增大了固井施工難度及風險,。

（3）地層壓力體系多,，鉆井液密度窗口窄，井身結構設計和安全鉆井難度大,。 存在多套壓力系統(tǒng),，易漏失層、破碎帶,、易垮塌,、異常高壓等地質條件復雜，必封點多,，井身結構設計難度大,；縫洞型儲層溢漏共存，溢漏規(guī)律尚待認識,，油氣侵及溢流發(fā)生快,、早期特征不明顯，安全鉆井風險高,。

（4）地層堅硬可鉆性差,，機械鉆速低，鉆井周期長,。 元壩地區(qū)上部陸相地層,、西北地區(qū)麥蓋提等，地層硬度多為2000～5000MPa,，可鉆性級值為6～10級,，有些地層的平均機械鉆速只有約1m/h。二疊系火成巖漏失,、志留系泥巖坍塌等,，導致巖屑上返困難，蹩跳鉆,、阻卡等現(xiàn)象嚴重,。

塔里木博孜礫石層巨厚(達5500m)，礫石含量高,、粒徑大(10~80mm,，最大340mm)，巖石抗壓強度高(目的層180~240MPa),、研磨性強(石英含量40%~60%),，致使常規(guī)PDC鉆頭進尺少、壽命短,，牙輪鉆頭機械鉆速低,、蹩跳鉆嚴重,。

（5）地層富含酸性流體，對固完井及井筒完整性等要求高,。 深部碳酸鹽巖地層富含硫化氫,、二氧化碳等高酸性流體，四川元壩地區(qū)儲層硫化氫含量為3.71%～6.87%,、二氧化碳含量為3.33%～15.51%,。高酸性環(huán)境對套管及固井工具性能、水泥環(huán)長期密封性,、井筒完整性等都提出了更高要求,。

三、主要攻關方向

全球第1口深井,、超深井和特深井都誕生于美國,，陸上深井超深井主要集中在得克薩斯州(占一半以上)，海上深井超深井主要集中在墨西哥灣,。目前全球有80多個國家能鉆深井,，有30多個國家能鉆超深井，表明深層超深層已成為全球油氣資源勘探開發(fā)的重大需求,，深井超深井鉆完井技術已成熟配套,。國際先進水平的深井超深井鉆完井技術早已突破12000m垂深，鉆機等主要裝備初步具備15000m鉆深能力,，正在向自動化,、智能化方向發(fā)展,。

中國的深井超深井鉆完井技術與國際水平還有一定差距,，當前主要面臨兩大任務：

一是圍繞深層超深層油氣勘探開發(fā)需求 ，以“降本保質增效”為目標,，從“安全提速”入手,，不斷打造工程技術利器，加速技術迭代和裝備配套,，降低復雜時效,，縮短工程周期，支撐油氣勘探開發(fā)的重大發(fā)現(xiàn)和突破,；

二是圍繞特深井和深地研發(fā)計劃 ,，強化安全高效鉆完井基礎研究和重大技術攻關，將油氣勘查技術能力提升到10000m及以上,，支撐特深井和深地資源規(guī)?；碧脚c效益化開發(fā)。深井超深井鉆完井技術正在向更深,、更快,、更經(jīng)濟,、更清潔、更安全,、更智能的方向發(fā)展,。

主要攻關方向如下：

（1）研制鉆深12000m以上的鉆機、高強度鉆桿及配套裝備,，提升鉆完井作業(yè)能力,。

（2）強化地球物理、測井錄井,、鉆井工程等多學科融合,，進一步準確預檢測地層巖體的斷層及地應力、縫洞展布,、巖性及組分,、地層壓力系統(tǒng)等地質環(huán)境因素，優(yōu)化鉆完井工程設計,，保障作業(yè)安全,。

（3）發(fā)展高效破巖長壽命鉆頭及工具、耐高溫隨鉆測量儀器,、垂直鉆井工具,、固完井工具等井下工具及儀器，提高機械鉆速和井身質量,，縮短鉆井周期,。

（4）提高鉆井液、水泥漿,、壓裂液等耐高溫能力,，提升綜合性能調控技術，滿足超高溫超高壓,、復雜地層等需求,。

（5） 發(fā)展超深水平井、多分支井,、羽狀井等鉆完井技術,，提高儲層鉆遇率、單井產(chǎn)量和最終采收率,。

（6）打造地面作業(yè),、井下測控等一體化平臺，提高鉆完井作業(yè)效率,，防控作業(yè)風險,。

（7）加快智能鉆完井、仿生井等技術研發(fā),，支撐油氣井高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn),。

本文作者：蘇義腦,，路保平，劉巖生,，周英操,，劉修善，劉偉,，臧艷彬,，來源：油媒方