本期技术概览——钻井技术与装备

当前油气新兴市场不断涌现，页岩气、致密油气等逐渐成为业界的热点。在这样的背景下，钻井技术紧随油气发展的步伐，尽管面临着前所未有的困难和挑战，但也迎来了创新和发展的新机遇。

来自 | Halliburton等
编译 | 白矾

钻井可以称得上是一项为石油天然气“增储上产”而开辟油气通道和采集地下信息的入地工程，具有高投入、高产出、高风险和高技术的特点。钻井费用占整个石油天然气勘探和开发投资总费用的50%以上，是影响石油天然气勘探开发整体效益最敏感的因素。因此，提高钻井效率和安全性对石油天然气行业的发展有着举足轻重的作用。

钻井技术主要包括钻井装备和工具、井筒技术、测量和控制技术等，提高钻井效率和安全性的关键点很多，本期「石油圈」主要选取了其中的定向钻井技术、旋转导向技术以及连续油管欠平衡钻井技术进行介绍。

定向钻井技术

随着勘探开发的不断深入，定向钻井技术得到了快速发展，为降低作业成本，实现油气资源的经济高效开发，水平井水平段延伸更长、钻进速度变得更快和井筒更加光滑。

为提高定向钻井的质量和效率，目前国内外研究人员正在改进工具设计、提高工具性能和可靠性以及优化钻井作业模式等，并在井下数据获取与传输、井眼轨迹控制技术、定向钻井配套技术和钻井作业管理等方面取得了诸多进展。

为提高定向钻井效率，降低成本，一系列定向钻井新技术应运而生，使得定向井、水平井、大位移水平井、多分支井以及在一个井场钻多口水平井进行工厂开发作业模式得到广泛应用。

目前，普通定向井已经成为一种常规技术，水平井的应用比例逐年增加。随着勘探开发转向深水、更复杂地层和非常规油气藏，现场对创新方案的需求日益迫切，要求垂深更大、水平段更长及分支更多，促使定向钻井技术朝着全新的方向发展。

旋转导向技术

油气田勘探和开发过程中，人们对于钻井的井眼轨迹提出了很多新要求，特别是水平井技术、大位移钻井技术、薄油层钻水平井的技术、水平分支井技术，这些技术要求钻井工具能够去满足越来越复杂的地层条件，同时还要暴露更多的储层，以期获得更大的产能。因此提出了越来越复杂的井眼轨迹要求。同时为了能提高钻井效率、降低昂贵的钻井成本和减少钻井井下作业的风险，旋转导向技术应运而生。

旋转导向钻井技术是一项尖端的自动化钻井新技术，国外钻井实践证明，在水平井、大位移井、大斜度井、三维多目标井中推广应用旋转导向钻井技术，既提高了钻井速度，也减少了钻井事故，从而降低了钻井成本。旋转导向钻井工具是旋转导向钻井系统的核心，决定了旋转导向钻井系统的工作特色和工作能力。

连续油管欠平衡钻井技术

欠平衡压力条件下采用连续油管钻井具有较大的优越性：对地层或产层伤害低、钻井效率和安全性高、可实时测量环空压力。

欠平衡钻井要求在钻进、接单根、起下钻等作业过程中始终保持负压条件，有效降低了地层或产层的损害。用常规的连接钻杆柱进行欠平衡钻井，在连接钻杆时，会失去其优势，而采用连续油管，因钻井期间不用连接钻杆，可始终维持欠平衡条件，从而充分地显示出了欠平衡钻井的优越性。

欠平衡钻井的钻速比常规钻井高，而连续油管在欠平衡钻井中不用接单根，省去了接单根的时间，而在起下钻中的起下速度也比常规钻杆柱快，这样可大大节约占用钻机的时间。

欠平衡钻井中采用连续油管，免去了钻井人员在钻台上进行接卸钻杆作业，这样，可避免接卸钻杆时人员的伤亡。另一个优点是，采用连续油管在起下钻作业时可连续循环钻井液，消除了在起下钻产生的压力抽吸及压力激动所引起的井喷事故。

在通常情况下，钻井液脉冲MWD工具不能在欠平衡钻井所用的可压缩钻井液中使用。在这种情况下，若使用有线MWD工具测量，但因在测量时需停钻就会失去欠平衡条件。连续油管是解决这个问题的有效手段，因为连续油管内装的电缆可进行实时定向测量、实时环空压力测量和实时伽马测井，因此就维持住了连续的欠平衡条件。

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