中国石油7000米复杂超深井钻井关键工艺与装备总体达国际先进水平

陆上深层是我国能源战略的重要接替领域，39%剩余石油和57%剩余天然气资源分布在深层，超深井钻井成本占勘探开发总投入的55%～80%。为高效、安全、快速地勘探开发深层油气资源，必须解决深层窄密度窗口安全钻进难、常规井身结构不适应复杂压力系统、大温差高压长封固段井筒完整性差等难题。“十一五”前，我国7000米超深井钻井技术与国际先进技术相比差距较大，严重制约了勘探开发进程。

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精细控压钻井成套装备组成

中国石油所属钻井工程技术研究院经九年攻关，全面攻克了上述难题，取得创新成果如下。一是在国际上首次发明精细控压钻井成套工艺装备，可实现9种工况、4种控制模式、13种复杂条件应急转换的精细控制，压力控制精度在0.2MPa以内，深部缝洞型碳酸盐岩水平井水平段延长210%，可有效解决发现与保护储层、提速提效及防止窄密度窗口井筒复杂等世界难题。二是研发一体化钻井设计方法、非常规特殊井身结构、提速司钻导航仪、非平面齿PDC钻头、压力系数2.59的超高压盐水层安全控制等特色技术。完成7000米以上超深井226口，占国内市场61.8%；碳酸盐岩与砂岩油气藏直井钻井周期分别缩短38.2%与50.1%，钻井成本分别降低37.8%与63.7%。三是研制国际首台四单根立柱9000米钻机和国内首台8000米钻机。发明了四单根立柱施工工艺方法和特殊的钻机结构，保障了井架有限空间内弹性薄壁长管柱安全移运；建立了超高井架及底座起升下放、大荷载施工动态响应模型，解决了国内最高井架细长重荷结构件安全作业难题。相比常规钻机，起下钻时间减少20%，事故复杂时效同比降低75%。四是创新形成超高密度、高温大温差的安全钻完井工作液技术。发明了降粘剂和纳米封堵剂等产品，掌握了抗45%盐水污染、抗温大于200℃、实钻与压井密度达2.59g/cm3与2.85g/cm3的油基钻井液技术，事故复杂时效同比降低56.4%；发明了温差大于100℃的缓凝剂和降失水剂等产品，形成3套不同温度段的大温差水泥浆体系，固井合格率100%，创造了一次封固6657m的世界纪录。

项目授权发明专利23项、实用新型专利30项、技术秘密49项、软件著作权17项，发表论文65篇，制定行业/企业标准35项。获省部级科技进步特等奖1项、一等奖2项、美国E&P工程创新奖1项，并入选科技部国家重点新产品。

项目成果经过产学研用一体化组织和联合攻关，已在国内外15个油气田、1236口井中应用，经济与社会效益显著。实践证明，该成果使我国迈入7000米复杂超深井钻井先进国家行列，促进了行业技术升级换代，推动了复杂超深井油气田的高效安全快速钻井技术进步，开拓了国内外油气钻探技术服务市场，为保障国家能源安全提供了有力的石油工程技术支撑。