6胜利油田钻井技术现状及发展方向

胜利油田钻井技术现状及发展方向

胜利石油管理局石油工程技术管理处 张桂林

摘要：本文对胜利油田发现以来钻井技术的发展情况进行了较为系统的回顾，包括1956年华北地区第一口井——华1井到2004年底钻井主要指标统计分析、钻井技术发展变化情况等；对目前胜利钻井十个方面的先进技术进行了客观的分析，对目前的技术水平进行了客观定位；指出了胜利钻井技术十个方面的重点发展方向和“十一五”期间要达到的目标。

关键词：胜利油田 钻井技术 发展经历 技术现状 发展方向 近期目标

作者简介：张桂林，1959年生。1981年7月毕业于胜利石油学校钻井专业，石油大学函授本科学历。现任胜利石油管理局石油工程技术管理处主任工程师，高级工程师。

联系电话：0546-8555165，13506362816

胜利油田发现于1961年4月16日完成试油的华8井（日产原油8.1吨）。1964年1月25日，中央批准了《关于组织华北石油勘探会战的报告》。 1964年6月，石油工业部华北石油勘探会战指挥部成立（简称“九二三”厂又称胜利油田），胜利钻井也进入了大发展时期。

经过40多年钻井的实践，胜利钻井队伍不断壮大、装备水平不断提高、管理水平不断迈上新台阶、技术水平保持了国内领先并在一些关键技术方面达到了国际先进水平。在钻井技术不断进步的同时，勘探开发也不断提出新的要求，施工区域不断扩大，钻井难度不断增加，面临的市场竞争和技术挑战形势也越来越严峻，胜利钻井必须不断追求新的技术突破和整体水平的提高，才能发挥应有的作用，巩固应有的地位。

一、胜利钻井技术发展简要回顾

自1956年钻探华北第一口基准井——华1井到“九五”末，45年间胜利油区共钻各种类型井3.45×104口，进尺7468×104m，平均井深2165m。其中完成定向井、丛式井5415口，水平井166口。满足了胜利油田“石油地质大观园”复杂地质条件的要求，取得了一个个重大技术突破，保持了国内技术领先地位。

胜利油田成立以前，1956～1963年在华北地区共开钻35口，交井26口，钻井进尺79779m。在东营油区发现了东辛、胜坨两个油田。

胜利油田成立后的“二五”、“三五”期间，胜利钻井处于发现和会战初期。当时主要配套使用原苏联钻机和罗马钻机、刮刀钻头和普通（非密封）牙轮钻头、采用重钻压大排量钻井方式、铁铬盐泥浆体系、地面土池泥浆循环系统，主要依靠 “丢弃恐斜症，勇敢打直井”一些基本的技术口号，打成了胜利油田的一批浅到中深井，形成了胜利油田的勘探开发大局面。1969年7月28日完井的东风1井，完钻深度4400m，是当时国内第二口超过4000m的深井。

“四五”期间，是胜利油田会战持续发展时期。1974年开展了喷射钻井试验，钻井速度有了明显提高。1971年6月12日完井的东风2井，完钻深度达到了5006m，实现了深井钻井的新突破。1973年12月22日，3252钻井队以356天5小时钻井105口，进尺151420m，实现了“班上千，月上万，一年打井十五万”的目标，创造了全国钻井新纪录。

“五五”期间，随着对外技术交流的不断扩大，钻井技术开始由传统方式向新技术方向转变。推广应用了“喷射钻井、优质轻泥浆、高效钻头”三大技术，形成了喷射钻井为核心的配套技术，钻井速度显著提高。1976年6月14日，32358钻井队在莱38—15井用油田产喷射式刮刀钻头创班进尺1423m、钻头进尺2576.84m的新纪录，打破了美国鱼尾钻头进尺2527.70m的世界记录。1978年开展了20～22MPa喷射钻井工艺技术研究并试验成功，3252钻井队在义76—1井打出了日进尺1983.70m、24小时58分上双千的指标，创造了10项全国新纪录。1980年，6061钻井队在青海旱2井钻达井深6000m，创出了油田和柴达木盆地

深井钻井纪录。

1978年，开始了海上勘探钻井，至1980年在海上钻井5口。

“六五”期间是喷射钻井技术和优选参数钻井技术研究与推广的重要时期，钻井总体水平显著提高。同时，深井钻井也取得了新突破。1982年9月6日完井的桩古6井，完钻深度5456m，1983年12月5日完井的新东风10井，完钻深度5344m，实现了东营地区深井钻井突破。并且在距原井300m完成了永69—11井定向救援井，将失控井喷68天的永69—1井制服，是胜利油田定向井技术水平提高的重要标志。这一时期海洋钻井7口。

“七五”期间，重点进行了定向井、丛式井钻井攻关研究并形成了配套技术，胜利钻井技术国内领先地位得到了巩固。1986年2月17日，胜利油田第一口“聪明井”——辛11—74井完钻，钻穿油层15层58.7m，油水同层11层72m，含油水层3层18.2m。1988年8月26日，60105钻井队完成的桩310井，完钻井深3456m，垂深2581.58m，最大井斜59°，井底位移1905m，创造了国内同类井水平位移最新纪录。同年10月22日由4552钻井队完成的桩1—17井，完钻井深2611m，垂深1660m，井底位移1695m，垂位比1:1.02，创出了全国纪录。

这一时期也是胜利钻井大发展的重要时期，先后组织了孤东油田、渤南油田、中央隆起带、滨纯等区域的开发会战，钻井技术指标大幅度提高。在塔里木地区完井两口，平均井深4952m。海上钻井进入了全面发展时期，期间共钻井25口。

“八五”期间，重点开展了水平井钻井攻关研究与应用工作，并形成了配套技术。1991年开始进行水平井钻井试验，第一口水平井——埕科1井水平段长度505.13m、穿过19个油层，收到了良好效果。到1995年6月项目鉴定时共完成水平井30口，完成井数量占当时国内总数的63.83%，包括四口水平探井，创出了当时国内水平段最长901.43m等多项记录，形成了水平井钻井配套技术。这一时期完成最深的水平井是樊15—平1井，完钻斜深3380m，垂深2940.35m；造斜率最高的井是水平4井，完钻井深2347.25m，垂深1957.98m，平均造斜率达到了13.89°/30m；国内第一口三维绕障水平井——单2—平1井，井深1520m，井斜85.7°，水平位移477m。

在外部市场深井钻井中也不断取得新突破，在新疆地区钻井48口，其中超深井5口，YH5井完钻井深6400m。1991年12月17日，60160钻井队用315天13小时30分完成钻井进尺2.27万米，实现了总公司领导提出的5000m深井年五开四完、进尺超过两万米的目标。海洋钻井不断发展，期间钻井68口。

“九五”期间，钻井工作量显著减少，油田内部钻井进尺为“七五”的65.92%，为“八五”的74.93%。这一时期重点攻关推广了短半径侧钻水平井，并形成了配套技术。期间在油田内部完成侧钻水平井12口，有10口为短半径水平井。其中，完成的义118—28侧平1井，完钻井深3337.42m，最大井斜89.8°，平均造斜率达1.39°/m；97年11月在塔里木油田完成的开窗侧钻水平井STM4—C2，侧钻点深度4426.53m；2003年7月超深探井库1井套管开窗侧钻，侧钻点达到6335m。1996年3月10日完成套管开窗侧钻水平井草20—12—侧平13井，是国内第一口侧钻水平井。并先后完成了双井联通水平井、重力辅助泄油水平井、大位移水平井、多目标阶梯式水平井等，取得了特殊工艺井钻井技术的新突破。

在新疆地区钻井49口，其中超深井3口，YK1井完钻井深6406m。海洋钻井202口。 “十五”以来，针对勘探开发提出的新要求，胜利钻井技术进入了新的发展时期。以欠平衡压力钻井、大位移井钻井、分支井钻井、深井钻井为代表的钻井技术取得了新的突破，总体水平有了显著提高。到2004年底，水平井钻井完成445口，欠平衡压力钻井及技术服务完成79口（油田内、外部），大位移井攻关试验2口，分支井现场试验应用3口，深井钻井技术完成了研究试验内容，超薄油层水平井钻井技术、固井技术、泥浆技术、膨胀管技术、套管钻井技术等方面也取得了新的突破与进展。期间在塔里木地区钻井67口，平均井深

5456.82m。其中超深井8口，哈得17井完钻井深6750m。

经过40多年的发展，特别是“四五”以来钻井技术的不断攻关研究与推广应用，胜利钻井技术进入了科学发展的新阶段，为进一步发展打下了坚实基础。

二、胜利油田钻井技术现状

进入“十五”以来，针对勘探开发的新要求，进一步立项攻关了多项新技术并形成了成熟配套技术，关键技术达到了世界先进。目前，胜利钻井已经成为具有钻井科研攻关、钻井设计、钻井施工、钻井工程技术服务、钻井技术培训等多方面优势于一体的综合配套能力国内先进的钻井系统。

1、定向井、丛式井钻井技术

定向井、丛式井钻井技术于1973年开始进行现场试验，当时采用了涡轮钻具、弯接头和氢氟酸测斜仪，施工效率和精度较低。1983年引进美国单、多点磁性照相测斜仪、螺杆动力钻具，促进了定向井技术的快速发展。1985年与美国公司合作完成了GB1—1和GB1—2两口高难度深井定向井施工，开创了定向井技术发展的新时期。1986年成立了定向井专业服务公司后，胜利定向井技术开始了全面攻关研究与推广应用工作，并在“七五”期间形成了配套技术。定向井钻井所占比重逐年增加，钻井速度逐年提高。2004年，定向井钻井口数和进尺分别占总数的50.06%和50.13%，平均机械钻速20.36m/h。

丛式井技术的攻关与应用，代表着定向井总体技术水平状况。

河50丛式井组1989年5月25日建成，井组面积0.042km2，由42口定向井组成，平均井深2962m，平均水平位移611.40m，平均井斜角30.55°，是全国钻井口数最多、面积最大的陆地平台，创造了7项全国定向井纪录。该工程被国家科委定为“七五”期间重点攻关工程。在该平台施工中完成了较大位移定向井、三维绕障定向井、井间防碰钻井等工艺技术，创出了当时国内钻井最高水平。

2004年月5日完成的桩139丛式井组，在70.13°扇面内由浅海人工平台向海上深水区钻井27口（其中两口水平井），平均井深2189.93m，平均水平位移1157.69m，实现了海油陆采，取得了显著的开发效益。

海洋钻井公司施工的埕岛西A井组，设计22口井，已完成20口，井间距离为1.524×1.829m（5×6ft），通过科学设计、精心施工、严格控制井身轨迹，在钻井速度、钻井质量、钻井安全等方面都取得了良好效果。

2、水平井钻井技术

胜利油田于1991年开始进行水平井钻井研究试验，“八五”期间形成了配套技术。经过“八五”攻关、“九五”攻关与推广以及“十五”以来水平井技术的进一步发展，胜利油田完成了十六种类型的水平井钻井设计与施工技术，技术水平保持了国内领先。

进入“十五”以后，重点突出了深层水平井、薄油层水平井、大位移水平井、多井联合开发水平井等方面的关键技术，取得了重大进展。2003年10月25日在孤岛油田完成孤平1井，水平段长度达到1054.15m，是目前国内陆地第一的水平；97年6月5日完成的解放128井，垂深达到5341.76m，井深达到5750.30m。2003年3月完成的东河1—平2井，井深6476m，水平段400m，创出国内水平井垂深、井深最深记录。

目前，胜利油田已经达到了“水平井口口井上LWD（FEWD）、定向井口口井上MWD”的配套技术水平，钻井数量年年都有增加。到2004年底，胜利油田已完成水平井钻井和技术服务662口，其中油田内部445口，油田外部217口。

（1）超簿油层地质导向水平井技术

在“九五”引进FEWD随钻地质评价系统进行研究应用的基础上，“十五”以来应用范围迅速扩大。到2004年底，胜利油田使用FEWD、LWD完成薄油层水平井钻井127口，使难动用储量油藏得到了有效开发，推动了水平井技术的发展。

营31断块是胜利油田的薄油层区块，2001年应用MWD+FEWD完成了两口井，营31—平2井油层厚度仅有0.9m。王53区块，目的层沙二段油层厚度1～3m，通过应用FEWD技术钻水平井7口，初产单井达到35t/d以上，是全部应用水平井技术开发的超薄油层区块。

在薄油层水平井施工中创出了多项高指标：卡塔尔国薄层水平井DK—586井，水平段长度1635m；最深的薄层水平井HD1—8井，油层深度5551m；国内第一口阶梯式薄层水平井临2—平1井；国内第一口弧形薄层水平井营93—平3井；国内第一口海油陆采薄油层水平井桩12－平2井，等等。

2001年开始进行MWD/LWD国产化研究工作，目前成功地研制出了具有自主知识产权的新型正脉冲MWD、随钻自然伽玛和随钻感应电阻率测量仪。

目前胜利油田地质导向钻井技术在国内具有领先水平。 （2）三维轨道和阶梯式水平井技术

三维轨道水平井钻井的应用越来越多，在油田内部已完成了多口该类水平井。临2—平1井是一口双阶梯水平井，该井完钻井深1956.09m，水平位移640.22m，两油层相距109m、落差11m；在新疆哈德油田完成的深层双阶梯薄油层水平井——HD1—27H井，第一层油层厚度0.6～1.8m，中间泥岩隔层3.0～3.8m，第二层油层厚度1.2～2.1m。完钻井深5488m，侧钻点4790m，水平位移571.78m，水平段长365m，油层钻遇率100%；完成的DH1—H3井，是国内最深的阶梯式水平井。完钻井深6326m，垂深5736.79m，造斜点5483.02m，水平位移725.32m，最大井斜88.8°，两水平段落差13.51m；2002年8月卡塔尔杜汉油田DK-522井创出了水平段连续调整方位70°的最高指标。

经过多年的技术研究与应用，该类井的钻井技术已经成为成熟技术。 （3）短半径、超短半径水平井技术 近几年来，胜利油田内部短半径水平井主要是开窗侧钻水平井，在外部主要以深井水平井为主。

在新疆地区服务完成的S23C井，完钻井深5778.00ｍ，垂深5419.82ｍ，造斜点井深5397.00ｍ，最大造斜率110.10°/100m；T703CH完钻井深6181.00ｍ，垂深5694.28ｍ，造斜点5580ｍ，最大造斜率80.36°/100m，井底水平位移561.45ｍ。

2001年，在油田内部完成了两口两分支超短半径水平井现场试验，具备了实施该类井钻井的能力。试验应用的两井组，在垂直井眼的半径方向上借助特殊转向器、特殊钻具和高压水力射流破岩，钻出了曲率半径为0.3m的水平井，水平段井斜角均为90?。高12－39侧平1—1井完钻深度994.49m，水平段11.68m，高12—39侧平1—2井完钻深度995.37m，水平段12.56m；高17—16侧平1—1井完钻深度1122.47m，水平段12.69m，高17—16侧平1—2井完钻深度1120.04m，水平段10.26m。

（4）小井眼水平井技术 小井眼水平井，主要以套管开创侧钻水平井居多，胜利油田“九五”期间形成了配套技术。近年来，在油田内部仍以套管开创侧钻为主，在开窗工艺技术、小井眼测量和轨迹控制技术、安全钻井技术等方面不断成熟完善。

在外部，2002年10月完成的卡塔尔杜汉油田63口水平井钻井技术服务项目大部分井眼直径为Φ152.4mm，最大水平段长1635m，水平位移1852m，水平段靶点数最多达到12个；2004年完成的新疆塔河油田TK406CH1井，是一口集深井、短半径、小井眼、欠平衡、水平井于一体的高难度井，井眼直径Ф149.2mm，完钻井深5879.60m，垂深5473.55m，水平位移430.29m，造斜点5390.00m，最大造斜率1.44°/m，最大井斜角92.30°，具有较高的水平井钻井技术综合应用水平。

（5）复合大井眼水平井钻井技术

2003年6月完成的胜利油田郑科平1井，是一口配合直井注蒸汽实现蒸汽辅助重力泄

油（SAGD）开发新技术的科学探索试验井，目的是实现该井水平段与两口直井建立热连通，实现该区超稠油有效开采。该井采用Φ346.1mm+Φ311.1mm大尺寸复合井眼，完钻井深2055.50m，水平位移820.52m，下入Ф273.1mm+Ф244.5mm复合套管，Ф311.1mm井眼水平段长560.76m，创国内水平井水平段井眼直径最大指标。郑科平1井的顺利完成，为复合大井眼水平井的施工积累了经验。

（6）双井连通水平井钻井技术

双井连通水平井目前主要应用于江苏硭硝矿开采，到2004年底已完成连通井组18对。重要的是，通过该类井的施工，提高了定向钻井技术水平，为实施钻井抢险等重要施工积累宝贵经验。

3、大位移井钻井技术

1999年以来，胜利油田开展了大位移井钻井技术攻关，重点将大位移井技术应用于“海油陆采”钻井。“九五”期间按照大位移井钻井方式完成了埕北21—平1井，2004年完成了垦东405—平1井，为大位移井形成配套技术打下了基础。

埕北21—平1井完钻井深4837.40m，水平位移3167.34m，垂深位移比1：1.21，创出国内陆上定向井水平位移最大记录。垦东405—平1井完钻井深2888.86m，垂深1186.40m，水平位移2073.46m，垂位比达到了1：1.75，是目前国内陆上垂位比指标最高的一口水平井。

与此同时，在常规井钻井中水平位移指标不断有新的突破。到2004年底，完成水平位移大于1000m的井171口，其中大于1500m的井26口，大于2000m的井4口。

4、欠平衡钻井技术

胜利油田从1998年开始进行欠平衡压力钻井技术研究与应用工作，1998完成了史125—1井，达到了正确评价地层的效果。随后试验和应用范围逐步扩大，应用效果显著。特别是渤深6区块，在采用常规钻井技术难以进行开发的情况下，采用欠平衡技术建成了高产产能区块，效果非常显著。

到2004年底，已在油田内外部市场完成钻井和技术服务79口，其中完成欠平衡水平井12口，并且将欠平衡技术应用于水平井钻井，满足了勘探开发需要。已配套欠平衡钻井井口装置10套，包括两套旋转防喷器，8套旋转控制头装置。

5、分支井钻井技术

胜利油田从上个世纪80年代末开始进行套管开窗侧钻研究及应用，2000年9月进行了真正意义上的分支井钻井研究应用工作。到目前已完成了三口TAML4级完井双分支井，并且全部为水平井，为分支井的进一步应用打下了基础。

2004年2月提供技术服务完成的西北局TK908DH四级分支井，两分支完钻井深分别达到了5234.55m和5239.64m，两分支水平段分别为449.84m和500m，创国内分支井井深最深（5239.64m）、垂深最深（4597m）和累计水平段最长（950m）三项分支井纪录。通过几年的攻关研究并引进先进工具，分支井钻井技术已趋于成熟。

6、深井、超深井钻井技术

自勘探开发以来，在东营油区共完成井深超过4500m深井110口，其中超过5000m深井36口，目前还没有超过6000m的超深井。在油田以外施工区域完成超过4500m深井142口（其中川东地区1口，其余为新疆地区），其中超过5000m深井108口，超过6000m超深井17口。

1969年7月在东营地区钻成东风l井，完井井深4400m，建井周期1231d，是继大庆松基6井后我国第二口超过4000m的井。1971年6月钻成了东风2井，井深5005.95m，是我国第一口超过5000m的深井。1987年完成5700m深井——桩古9—1井，并在深井完井上掌握了Ф339.7mm套管下深2700m，Ф244.5mm套管下深4636m，Ф177.8mm套管下深4800m，Ф139.7mm套管下深5415m的下套管与注水泥固井施工工艺。1997年6月，钻成