深井、復雜井鉆井技術專場：
中國石油大學教授、長江學者高德利演講——復雜結構井工程設計控制技術研究
我們國家剩余的油漆資源離開油氣井是不行的，所以對剩余油氣資源的開發也面臨著技術的挑戰。可以說面對這樣一些剩余的油氣資源，我們的尤其經也是復雜的，我把復雜的油氣井分了幾類，一個是斜井，還有深水、深層的，求有復雜結構井，實際上國際上包括SPE的峰會也講大位移、深水、酸性氣井等等，這都是容易出問題的井。復雜井型是我今天講的重點，也有人認為現在的水平可以平均35%，提高10%就是全人類可以多用30年。但是這個能不能做到呢?關鍵是技術，技術里面首先講到一個什么?先進的井型，還有一些舉升系統高效的，還有井下的，包括海底的裝置，油藏檢測管理等等，還有三次才有，我們國家做得非常好的。在這個方面我們國家也很重視，國家油氣重大專項立了一個課題就叫復雜結構井優化設置與控制關鍵技術。我們最近幾年取得了一些進展，十一五的成果出了一本書，2011年出的。最近我又出了一本書是美國技術科學出版社，是也是鉆完井的緘默和模擬，復雜的井型我想在座的很多專家也都是很熟悉的，我們從直井發展到定井，水平井還有大位移井，就是目標更遠的一些。
全球的研究水平比如說我的井口，作業平臺在這個地方畫一個矩形，我們的鉆頭只在這個圈里面，這都是歷史上的可能世界記錄，很快就要破了。這里有一些現象，就是水平、直井等還是比較多的。當然還有很多方面的實際的驅動，如果我們把一個水垂比，就是水平和垂直之比畫一條線，在這個區域的經是非常少的，這里有難度，還有實際驅動的問題，因為我們地球有六千多公里的半徑，現在世界上最深的井也只打到1.2萬千米，我們告訴也就是8408米。最早翻譯成復雜結構井當時我還是做了這個國家的，當時的石油大會在中國召開。
像我們國家屬于復雜井型類，像西江大位井，現在也是最大水平位移的。像流花也是依靠國際合作，完全是水平井開發的，這也是得了國家獎的。包括在惠州也是大位移的三維的水平井，也是做得比較成功的。包括在雙分支的，在長北氣田，效果也不錯。
在復雜結構井工程設計方面有一些理論問題，我們怎么能夠優化，這里頭有一些問題。包括井眼的長度，工程成本，包括載荷等，要綜合去優化，這方面我們有一些新的發展。包括安全性，包括方位的設計，都要考慮。如果考慮各項性，你水平延伸，安全性是不一樣的。同樣一個區塊，方位可以是零到三百六十度設計，不同的方向是不一樣的，這也是我們做的一個創新性的工作，就不細說了。
從井深結構設計方面，復雜井和通常的井是不一樣的，差別很大，有些是相反的概念。現在包括渤海灣漏油以后還有一些其他的風險因素，包括淺層地質體的不完整也都要考慮，壓力沒有問題，鉆井沒有問題，但是淺層不完整漏油了，還有操作的水平。那么水平井和直井是不一樣的，有些概念是相反的，比如說我們一層下深跟直井的概念不一樣，我們說直井下一層的套管的深度是不要高過上一層的管套的，這個和多向流，環空壓好是非常有關系了，這個方面做了一些工作。
復雜結構井的目標設計也是很難復雜的，也是油藏的設計。包括開發地質要考慮這些問題，對一些像分支水平井的結構參數的影響我們都做了一些研究。就是將來為這種井型的優化提供依據，包括完井，現在我們的低滲透和陳個常規都是壓裂，因為不壓裂出不了出來。那么壓裂完井也有一些優化的問題，這些方面我們也取得了一些進展。
還有將來壓裂的控制方面，在控制設計方面，我們不光是一個撕裂，就是長列，就是裂紋是有三種類型，我們至少要考慮到一、二型，出現三維的非平面的，這樣我們處理人工和自然裂縫配合的問題，就是交而不是順著走。
復雜結構井一個很關鍵的技術還是要讓鉆頭沿著你設計的軌道，就是把井眼想放在什么位置放在什么為了，所以定向鉆井很重要。包括現在技術信息發展很快，這是我們的技術模型，不多說了。
導向的控制方式現在有幾種，一個是導向馬達的滑動導向，還有使用的導向馬達的符合鉆井，還有一種自動的，還有像一些穩定器在井下可變，也可以提高效率。這種旋轉導向有不同的方式，有推靠有指向式，我這里特別強調什么?就是我們的導向鉆井術一定要和鉆頭匹配，匹配不好要出問題的，鉆頭有各項性。比如說推靠式的旋轉導向工具一定和測向能力匹配，否則你的效果就很差。如果指向式就不一樣了，可能是相反的。最近我也發表了一篇文章，在國外，這就是我們有一個例子，我們在南海的流花，就是推靠式的旋轉導向工具，配上一個短脖頸，這是我參與的項目，一個單次先轉四千多，這個叫海上勇士。實際上它是和鉆具匹配的好，因為一個是力的機理，一個是指向的機理及，要求鉆頭要匹配。另外磨損等問題也特別多，特別大位移也有一個極限延伸的問題，磨損、滑動等都要考慮，底下還有失穩的問題，失穩了可能管柱作業很困難甚至沒法作業，我們都做了大量的工作。包括各種的計算精度越來越高，我們也在很多地方，最近一年用了很多地方。
還有就是老井利用，死井符合，現在井越來越多，井從新到老，老井越來越多，老井利用，死井符合是未來一個很大的領域。在我們國家可以說這樣的作業還是沒有的，就是用這個打的比較遠，還是沒有。我們缺少核心的技術，就是底部鉆井組合的東西，我們的石油與裝備雜志這次參與組織，我統計了一下有超過四十萬口的老井都可以測算，現在我們也在公關，就是小鉆頭，小馬達，小控，包括牽引機構，小測量這些東西，這是我們缺的。現在我負責的課題正在攻關，取得了一些進展。
測算也不是很大的問題，但是它也在一直發展，這是一個現狀了，這個也有很多的困難。最近這方面我們也取得了一些進展，就是從開床測鉆，包括理論研究的工藝過程，最近寫了文章在國外發表的，包括數值模擬，模擬包括開床過程的受力，扭矩這些。這個工作還在繼續進行，我帶著我的博士生還在繼續研究這些工作。
還有一件事情就是比如說我們的雙水平井，據說是在油里的開采里是最好的，這兩個的薦舉要精確控制，比如說現在克拉瑪依的主要是靠雙水平井，這個間距如果用傳統的測量技術這個效果就沒有了，所以必須研究，國外比我們研究還早，所謂的精確的探測技術，叫磁導向技術。這個方面我們也取得了進展，現在完全可以用了，現場已經用了18對了，春以后要大規模的應用這些東西。同時我們還在做防碰的東西，還有救援井的聯通，這個也是沒有的。比如說墨西哥灣那個漏油，最后就是靠鉆井把它聯通，怎么聯通?探測要首先有，這個很難的，過去打定向井畫一個半徑打那個圈就行了，這個不行，這個要打到眼上，包括防碰，以后的井越來越密，這些工作都取得了管寫進展。這個地方已經獲得了九項發明專利，包括探測方面，包括聯通其他的一些，我們都可以已經實現產業化了。
那么在聯通方面，救援井的聯通，這就是墨西哥灣，當時打了一口救援井和它聯通，這個關鍵你要精確探測，我們在這方面取得比較好的進展，已經做了模擬實驗了，在國外也發表了文章，有些技術還是要保密的。這就是我們做的一些實驗，我就不細說了，時間關系。
剛才李教授都講了壓裂了，壓裂一般是水平井希望沿著最小的打，因為裂縫容易在最大的地方張開，這是國外的圖了。控制上來講最好把人工裂縫和自然裂縫相交而不是順著，這是一個難題，世界上來說也是難題，真正做到這一點不容易。包括壓裂，有一種說法，你這個壓裂弄進去出來很多，大部分都出來了也是個問題，反排的適量也是評價一個井成功與否的東西，當然還是一個謎，還沒有解決好，包括一些壓裂的工具。簡單講這么多，總體來說我們采用先進的井型可以實現對油氣儲存的最佳保護，保護也很重要，我這里沒有講，我們做了很多的工作。加上后期的生產改造，像壓裂的一些工作，協同更緊，這個國際上也有這樣一個思路，像低于滲透、非常規等油氣資源的高效開發，應該是先進的井型受到青睞，對定向鉆井的要求就更高了，這方面也是受到國家的重視，取得了一些進展，就說這些，謝謝大家。
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