毕业论文钻井新技术.doc

毕业论文芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅羃袈蒃蒄螃肃葿蒃袅羆莅蒂羇膁芁蒁蚇羄膇蒀蝿膀蒅蒀袂羃莁蕿羄膈芇薈蚄羁膃薇袆膆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄薄螀肇芀薄袃芃膆薃羅肆蒄蚂蚅衿莀蚁螇肄芆蚀罿袇节虿虿膂膈蚈螁羅蒇蚈袃膁莃蚇羆羃艿螆蚅腿膅螅螈羂蒄螄袀膇莀螃肂羀莆螂螂芅节荿袄肈膇莈羇芄蒆莇蚆肇莂莆蝿节芈蒆袁肅膄蒅 毕业论文设计（论文）题目： 钻井新技术 系 部 名 称： 石油工程系 专 业： 学 生 姓 名： 学号： 指 导 教 师： 年 月日目 录1 绪论.3 1.1 研究背景. 3 1.2 研究意义. 32 钻井技术现状.4 2.1 目前钻井技术存在的难题. 4 2.2 目前重点研究方向. 53 钻井新技术的应用.5 3.1 套管钻井新技术.5 3.2 水基钻井液新技术.8 3.3 连续油管钻井新技术.12 3.4 应用钻井新技术控制污染.164 结论.18致 谢.19参考文献.20摘 要近几年由于世界油气价格暴涨，全球的钻井活动猛增钻机供应吃紧和某些地区钻机的日租金猛增。世界各国服务公司除千方百计地增加钻机外，也在不断地开发新技术以满足钻井的需求。本文从套管钻井新技术、连续油管钻井新技术等几方面对现今钻井新技术进行了阐述，最后为了满足现在hse安全环保的生产体系，从应用控制污染的方面对钻井新技术进行了阐述。关键词：石油钻井；新技术；套管钻井；连续油管；hseabstractin recent years, as the worlds oil and gas prices skyrocketing, the global surge in drilling activity and rig supply tight in some areas the daily rig rental surge. in addition to service companies around the world doing everything possible to increase the drilling rig, the are constantly developing new technologies to meet the demand for drilling. this new technology from the casing drilling, coiled tubing drilling technology and other aspects of the current drilling of new technology are described, and finally to meet current safety and environmental protection hse production system, control of pollution from the application of new technology aspects of drilling are described.key words: oil drilling; new technology; casing drilling; coiled tubing; hse1 绪论1.1 研究背景石油工程技术不仅关系到钻井施工的速度与成本，也关系到勘探开发的水平与效益。钻井技术如何适应油田勘探开发新形势，为老油田稳产作贡献？应在关键技术和优势技术上寻求突破，在提高老油田采收率上作好文章，要不断拓宽石油钻井工程技术的支撑领域。1.2 研究意义目前钻井工程技术的攻关领域有了很大的拓宽，已经从单纯为钻井施工提供技术支撑，延伸到为勘探开发提供强力支持上来。传统的攻关领域，主要是为钻井施工提供实用新型的工艺技术和装备，目的是提高钻井速度、降低钻井成本。钻井公司作为施工方，是油公司的乙方，为油公司提供优质服务，并获得最大的经济效益是钻井公司的追求。对于目前占绝大多数的常规探井、开发井来说，不是能不能打成的问题，而是如何打快、打好，创造更大效益的问题。因此，一些实用、先进的钻井工艺技术和装备就成为提高钻井速度、降低钻井成本的重要手段，而这正是钻井工程技术传统的攻关方向。在这方面，一些先进的钻井工艺技术研究已经取得了突破并正在推广应用，如优快钻井技术的实施，将钻井完井周期缩短了40以上；新型pdc钻头的推广应用，将过去几只钻头打一口井变成一只钻头打几口井。这些技术，对提高钻井质量、加快钻井速度、降低钻井成本起到了很大的推动作用。然而，这些技术和装备还远远不能满足现场需求，还有许多新的课题需要继续攻关。2 钻井技术现状2.1 目前钻井技术存在的难题就钻井工程而言，东部深部地层的勘探面临着地质结构复杂、压力层系多、井下高温等难题；在西部和南方海相地区，面临着超深井钻探、地质构造斜度大、地层压力复杂多变等难题；在海外，面临着地质资料不全、超长段盐层下的勘探难题，这些都是目前钻井工程技术面临的紧迫的攻关任务。在开发方面，东部老区由于进入开发中后期，边际油藏、薄油层及特殊岩性油藏和低渗透油藏开发成为主攻方向，钻井工程技术举足轻重。西部新区降低吨油成本、提高开发效益的要求，对钻井工程技术和保护油气层提出了许多新的课题。可以说，钻井工程技术已经成为勘探开发的先头“攻城”部队。2.2 目前重点研究方向面对这些新要求，石油工程技术必须在科技创新重点、科研攻关方向上进行新的调整，在关键技术和优势技术上寻求突破。在为提高钻井速度、降低钻井成本提供技术支撑的传统技术攻关领域，要瞄准世界前沿的钻井新技术，全面分析影响钻井速度和效率的各项因素，重点在钻井工艺、井下测量仪器、井下实用工具、新型钻井液、先进的钻井完井技术等方面开展有针对性的立项攻关，力争迅速形成成果并尽快转化。3 钻井新技术的应用3.1 套管钻井新技术3.1.1 套管钻井工艺套管钻井工艺是用套管代替钻柱，通过套管向钻头传递水力和机械能的。它采用一种可回收式再进入钢丝绳井下钻具组合钻进，并且起下钻具组合不需要起下套管。这种井下钻具组合是由能穿过套管的领眼钻头和扩孔器组成的。钻进时由领眼钻头先钻出领眼，再打开其后面的张合式扩孔器进行扩孔，把领眼扩成与套管留有一定间隙的井眼。在钻定向井时，井下钻具组合还包括螺杆钻具和随钻测量仪等必备的定向钻井设备，并可同时下入随钻测井仪或取心工具。套管钻井与常规的转盘钻井的主要区别在于：套管钻井需要的是一种特制钻机，也可对常规钻机进行改造，使其适用于套管钻井。套管钻机必须使用顶驱来旋转套管，它还要有一个大型钢丝绳装置来起下钻具组合。用套管钻井系统钻进时，要求钻头能穿过套管，同时又能钻出尺寸比套管直径大的井眼。套管钻井所钻出的井眼无法用常规的测井仪进行测井，而是用套管内测井仪进行随钻测井。用这种钻井工艺其造斜率要比常规钻井的造斜率高。 3.1.2 套管钻井优点（1）钻井和下套管同时进行；（2）不用钻杆和钻铤；（3）不需要起下钻作业；（4）减少意外事故；（5）提高钻井安全系数；（6）降低钻机成本；（7）降低油井成本；（8）大大地降低了钻井成本；（9）钻机轻便，易于搬迁和操作。3.1.3 国外套管钻井的概况1996 年美国tesco公司开发出世界上第一套套管钻井系统（cds），并在两口井中进行了先导性试验。目前，该系统已在10口井中进行推广应用，取得较好效果。除tesco公司外，bakerhughes 公司、weatherford国际公司也开始了类似系统的研制。由于国内对该技术研究甚少，目前还未见有关该项技术的报道。近年来，随着套管钻井技术的进步，套管钻井技术的适用范围将不断扩大。定向套管钻井技术、套管钻井取心技术将成为两大主要发展方向。目前，国外的一些大石油公司和科研机构正在不断地开发套管钻井新技术，如加拿大卡尔加里的tesco 公司就采用套管作为钻井马达的引导装置和下钻头的运送工具。最近他们用5 1/ 2”套管完成了一口直井，该井开始用9 5/ 8”套管钻了120ft ，又用7 5/ 8”套管钻至577ft 处。该井通过旋转套管和利用197ft 的泥浆马达进行钻进，套管钻过煤层、硬砂层和页岩地层，下入绳索式取心工具成功地完成了25ft 的取心作业，取心收获率100 %。当钻至1752ft 时，起下钻改用钻杆和钻铤进行钻进，在同一口井内完成两次定向侧钻。由于这些装置安放在5 1/ 2”套管底端，所以，几次撤回和再下入都未进行起下钻。托斯克钻井技术公司开发的套管钻井系统具有降低钻井成本、提高钻井效率和最大限度地减少井眼问题等优点，经过三年的研究试验表明，该系统对直井和定向井都有效。该技术通过综合配套使用独特的钻机和井下设备，在油田现场应用中，靠套管向钻头传送机械能和液压能，同时固定在套管内的可回收缆式钻具组合省去了使用常规钻柱起下钻操作。1999 年在墨西哥北部的大石油公司已用5 1/ 2”套管成功钻进1663m ，大大地节省了钻井时间和钻井费用。3.1.4 套管钻井的发展前景现场试验表明，在无事故井中进行套管钻井可节省钻井成本10 %15 %。在钻速较快的陆地井中估计可节约钻井成本30 %。对于钻易坍塌地层，如果套管钻井被证明是一种更加经济有效的方法，则有可能节省更多的钻井费用。对已有的钻井技术如定向钻井、注水泥、测井、取心和试井等作业采用套管钻井、固井来替代常规的钻杆钻井，其速度比常规钻杆钻井快510 倍。因此，套管钻井作为一项前沿技术已推动钻井工业进入新世纪。这一降低钻井成本的重大举措，对石油工业的发展具有重大影响。在我国，除辽河油田外，吉林油田、陕北地区浅层井很多，利用该技术的优势，容易占领市场，其应用前景十分可观。3.2 水基钻井液新技术水基钻井液的成膜理论与控制技术是近年来国内外研究较多和发展较快的一类新型钻井液技术和理论。该理论与技术的提出基于解决两方面问题：一是非酸化屏蔽暂堵保护储层；二是成膜护壁维持井壁稳定。众所周知，国内外保护储层技术最普遍使用的是屏蔽暂堵技术，该技术在国内的应用己见到很好的效果。非酸化隔离膜保护储层技术的核心内容是尽量减少钻井液中的有害固相含量，通过改变钻井液处理剂的抑制性使钻井液本身固相颗粒的粒度大小与储层的孔隙大小相匹配，有效封堵孔隙，与此同时，利用成膜技术中特定的聚合物在井壁岩石表面形成一层防止钻井液和钻井液中有害固相进入储层的屏障，即隔离膜。无需进行酸化作业，求得最大自然产能，与屏蔽暂堵技术相比可节省大量的屏蔽暂堵材料费用和酸化作业费用。3.2.1 无渗透钻井液技术无渗透钻井液技术（简称nif钻井液），是由美国环保钻井技术公司（edti）生产的一种钻井液。该钻井液主要由dwc2000（增粘剂）、flc2000（动态降漏失剂，注意：不是api降滤失剂）、kfa2000（润滑剂）组成，是一种据称可以在超低固相含量下，使所钻地层损害接近于零的钻井液。这种钻井液依靠表面化学原理在地层表面产生可以密封地层的非渗透膜，实现同一种组分的钻井液封闭不同孔隙尺寸分布的地层的目的，从而实现钻井液对地层的无渗透。nif钻井液可以无损害地钻开油层，还可以钻进油层与页岩的互层、在同一裸眼井段中不同压力的油层、由于力学原因而严重失稳的地层。室内试验表明，nif钻井液可使岩石的渗透率恢复率达到90 %以上。3.2.2 水基成膜钻井液技术这种技术在理论上认为，在水基钻井液中，通过加入一到几种成膜剂，可以使钻井液体系在泥页岩等类地层井壁表面形成较高质量的膜。这样可阻止钻井液滤液进入地层，从而在保扩油气层和稳定井壁方面发挥类似油基钻井液的作用。国外mi钻井液公司对页岩的膜效率进行过比较系统的研究，并取得了一些成果，比如他们研究认为，在水基钻井液中可以形成三种类型的膜：（1）水基钻井液成膜（型膜）。这类膜形成于页岩表面，钻井液滤液、页岩粘土、孔隙流体的化学性、孔隙尺寸、滤液粘度、渗透率、粘土组分和页岩的胶结作用都会影响膜的形成。在水基钻井液中能够成膜的物质有糖类化合物及其衍生物（如甲基葡糖贰meg）、丙烯酸类聚合物、硅氧烷、木质素磺酸盐、乙二醉及其衍生物和各种表面活性剂（如山梨糖醇配的脂肪酸盐）；（2）封堵材料成膜（型膜）。如硅酸盐、铝酸盐、铝盐、氢氧化钙和酚醛树脂等封堵材料。在实验中发现在硅酸盐钻井液中加入糖类聚合物可保持实际渗透压接近理论渗透压。硅酸盐钻井液的成膜效率可达到70 %以上；（3）合成基和逆乳化钻井液成膜（型膜）。钻井液中的流体和页岩作用导致了毛细管力和较高的膜效率。此膜是由连续相的可移动薄膜、表面活性剂薄膜和钻井液的水相的薄膜组成的膜。型膜形成了一道防止水和溶质扩散的屏障。其中型膜的膜效率最高，并认为，各种类型膜的渗透机理是完全不同的。就能形成膜的钻井液种类来讲有:合成基钻井液、硅酸盐钻井液、逆乳化钻井液和聚合醇类钻井液等。据报道，目前，国外csiro 和baroid 公司已联合开发研制了具有高膜效率的新型水基钻井液，在现场使用获得较好的效果。国内中国石油勘探开发研究院等研究单位已研制出btm-1水基钻井液成膜剂，具有良好的半透膜效能，抑制泥页岩水化膨胀、分散能力较硅酸盐、聚合物钻井液强。在吉林大庆等油田应用，取得了较好效果。3.2.3 纳米处理剂基础上的钻井液技术通常将纳米尺寸范围定义为1100nm，处于团簇（尺寸小于1nm 的原子聚集体）和亚微米级体系之间，其中纳米微粒是该体系的典型代表。由于纳米微粒尺寸小、比表面积大，表面原子数、表面能和表面张力随粒径的下降急剧增大，表现出四大效应:小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特点，从而使纳米粒子出现了许多不同于常规粒子的新奇特性，展示了广阔的应用前景。为了在正电性钻井液技术基础上，进一步改善钻井液的综合性能，探索纳米技术在钻井液完井液领域中的应用。由中国石化石油勘探开发研究院、胜利石油管理局和山东大学共同承担了中国石化科技开发部纳米技术在钻井液完井液中的应用研究项目，通过此项攻关研究，欲达到以下目标:（1）研究成功正电纳米钻井液处理剂；（2）研究成功一种新型纳米润滑剂；（3）形成一种新型防塌保护油层钻井液体系和新型纳米润滑工艺技术。在以往国内外同行对钻井液技术的研究中，均着眼于如何改变钻井液体系中组份的物理化学性质来达到目的，有目的地从纳米技术的角度来对钻井液技术进行研究，国内外这方面的工作做的还很少。目前，该项研究的室内工作已全部结束，取得一些阶段性成果，所研制的中试产品性能达到了合同的要求。在研究出的新材料基础上形成的钻井液体系，经在胜利油田三口井中进行试验，取得了明显的效果。可以预见，以上项目的研究完成，将提高钻井液的水平。3.3 连续油管钻井新技术3.3.1 连续油管钻井工艺ctd的主要优势钻井技术是小井眼钻井、大位移钻井、欠平衡钻井、多侧向钻井、短半径钻井和重进入钻井等技术。稠油油藏所具有的特殊性，不采用大幅度的增产措施，达不到经济开采产量，稠油开发将成为难题，水平井是大幅度提高单井产量的唯一手段。同时，由于稠油油藏边底发育，采用ctd技术钻短半径多层多侧向水平井开采，不仅有利于防止边水水窜和底水推进，更有利于提高单井产量和采收率。3.3.2 连续油管钻井的主要优势连续油管钻井，便于进行短半径、小井眼、欠平衡钻井，以利于解决以下在勘探开发中的一些特殊问题。（1）对于低压易漏失层的钻探，可以安全方便的进行负压钻井， 提高钻探成功率。（2）对于水敏易塌地层的钻探， c t d 可以采用氮气钻井、油基洗井液钻井等方法，为泥页岩、石膏盐层和煤层等水敏易塌地层钻井提供安全可靠的钻井手段。（3）对于已下小套管的老井，在进行加深钻井。因钻具规格的限制，常规钻井的难度很大，但利用c t d 技术进行加深钻井则非常方便。（4）上部地层复杂的情况下，采用常规钻井技术钻水平井，成本高、风险大、工艺复杂；利用c t d 技术的短半径、小井眼可以有效的避开上部复杂地层，实现从油层进入油层，减小风险，降低成本。3.3.3 连续油管钻井设备ctd设备主要包括：连续油管装置、井下工具仪器和循环除砂装置三大部分。（1）连续油管装置主要包括连续油管、注入头、操作控制装置和井口防喷装置四部分。组装方式主要为两种，一种是四部分组装于一台车上，称为连续油管车；另一种采用撬装方式。目前， 国内没有连续油管制造厂，世界上几大连续油管主要制造商均集中在美国，它们是优质油管公司，精密管技术公司和西南管子公司。用以制造连续油管的材料有碳素钢、调质钢和稀有材料三种。其中稀有材料，例如钛合金，有质量轻和强度高等优点，但价格贵，是普通钢制连续油管的6倍。1、直接从国外进口连续油管，作为连续油管作业机配套部件。2、从国内外找合作厂家生产连续油管。连续油管装在的专用的绞盘上，其规格型号较多，油管的规格尺寸越大，最小弯曲半径也就越大。（2） 井下工具仪器连续油管钻井井下工具仪器主要包括钻头、马达、推进器、开窗工具、扩眼器和随钻测试仪mwd （measurement while drilling）。1、钻头钻头主要用金刚石钻头，包括pdc钻头，tsd钻头及天然金刚钻头，很少使用牙轮钻头。有时为了扩大井眼，使用井下扩眼器。2、马达马达用来给钻头提供旋转扭矩，为了便于增斜和顺利通过短半径曲率段，井下马达制造成外径小、长度短、扭矩大、能弯曲（单弯、双弯和绞链式）的容积式马达。美国drelex公司井下动力马达，具有气液两种介质驱动方式，使用方便，性能优越。3、随钻测量仪随钻测量仪是随马达下入井中边钻进边进行井眼倾斜角和方位角测量的仪器，有直读式和储存式两种。多数采用无线传输直读方式， 定时将测量结果传达到地面，以便地面进行钻井参数调整和控制井眼轨迹。近年来又出现了随钻地震测量技术swd，边钻进边进行地震测量，确定井下岩性，与地面计算机系统配套处理，实现自动导向。随钻测井lwd，在钻进的同时，随钻进行伽玛、电位和成相测井。4、推进器推进器是给钻头加压的液压工具，由于连续油管重量轻，刚度小，不能用其给钻头施加钻压，一般用专门的井下推进器（do whole thruster）实现加压钻进目的。5、引斜器引斜器是从直井开始在套管内引斜侧钻开窗的工具，其类型很多，有液压座封，液力座封和火药爆炸座封等多种形式，应用较为广泛的是液压座封式。（3） 循环处理装置连续油管钻井循环处理装置与普通钻井的区别很大，其特点一是轻便，由于连续油管所钻井眼小，应用排量小；钻井液用量少，整个系统比较轻便，大大节约了井场征地面积；二是密闭，为了保证油基钻井液、泡沫钻井液和欠平衡钻井安全，在分离脱气前的循环系统部分是密闭的；三是脱气，连续油管常采用欠平衡钻井，钻井液返出后，含有油气或循环气，为了保证安全，不但要除砂，而且要脱气，一般要配除砂器和分离器进行除砂和脱气。3.3.4 国内外应用现状自从1962年世界上第1台连续油管作业机问并开始用于石油工业以来，经过40多年的发展，已成为世界油气工业技术研究和应用中的一个热点。ctd 技术从九十年代开始得到了迅速发展，加拿大是应用ctd技术最早，发展最快的国家之一，七十年代用ctd技术完成钻井15口井，其中8口丛式井，7口重钻加深井。八十年代完成30口井，进入九十年代的五年中（90-94）已完成145口井。可以说，世界石油工业正在经历一次连续油管技术革命。我国引进和利用连续油管技术始于1977年，我国引进了第1台bowen oil tools的产品。四川油田首先利用引进的连续油管设备进行气井小型酸化、注氮排残酸、气举降液、冲砂、清蜡等一些简单作业。大庆油田自1 9 8 5 年引进hydra-r公司的连续油管设备以来，共在100多口井中进行了修井等多种井下作业。吐哈油田自1994年引进续油管设备以来，每年的作业量不断增加。连续管技术在我国油田已经得到认可。3.4 应用钻井新技术控制污染3.4.1 钻井过程控制和钻井液固相控制（1）钻井过程控制1、钻进过程中根据钻井和地质设计， 优化钻具结构和优选钻头， 缩短钻井周期，实现快速钻进，尽量采用小循环，避免钻井液的增加。2、在保证安全快速钻井的前提下，合理调整钻井液性能，避免钻井液频繁的稀释和反复加药，降低钻井液量和药品量，从而降低完井后的废弃钻井液处理的量。3、减少起下钻、接单根时的钻井液喷溅，调整适宜的钻井液性能，坚持使用防喷盒。4、设置专门的储砂坑堆放钻屑，不要把钻屑冲入废水池中，或取消大循环池。5、钻井施工完井后，对剩余的钻井液组织回收利用。6、加强泥浆罐和泥浆循环池的检查，避免跑冒滴漏现象发生。7、井场布局合理，实施“清污分流”，减少污水产生。（2）钻井液固相控制钻井液固相控制系统包括振动筛、除砂器、除泥器以及离心机， 使用高效振动筛以及高速离心机可大大提高钻井液中固相物质的去除率，从经济角度分析，提高固化控制效率，可减少钻井液稀释和废弃钻井液处理所用的资金。现场测定表明：若固相控制系统的处理效率提高到5%，则含量4%的低密度固体可大量减少，从而减少钻井废弃物量。3.4.2 钻井新技术控制污染（1）小井眼钻井工艺小眼井集中地体现在大幅度降低钻井费用（降低30%75%） 和最大限度地减轻对环境的污染及不良影响方面。在减少环境污染的情况下基本不影响产能，因而切实可行、值得推广。（2） 多功能钻井液技术多功能钻井液是在原有钻井液基础上转化而来的，即添加不多的水淬高炉矿渣或其他可水化材料，基本上不影响钻井液的滤失性、润滑性、流变性、携岩能力及密度等性能。它在非碱性环境中呈化学惰性，可长期保持流动性；而固井时其泥饼和环空中残留钻井液全部固化，防止了油、气、水窜复杂情况，尤其适用于水平井固井施工。它不仅能大幅降低固井成本，还为减少废弃钻井液的污染提供了全新思路。（3）分支井钻井技术分支井也称多底井，即在一口主井眼内钻出两口或多口分支井眼。分支井在环境保护方面的优点一是能够减少钻井液的用量，从而减少废弃钻井液的产生量；二是能够更好地利用平台和地面设施， 减少井场占地面积；三是由于在一口主井眼内钻出两口或多口分支井眼，可减少钻井岩屑的产生量，减少对环境的污染；四是减少了钻井作业的时间，可节约燃料油，减少废气排放量。（4）应用新型钻井液体系及添加剂钻井废弃物对环境的危害性差别很大，这主要取决于所用的钻井液及其添加剂的类型，因此，积极开发并尽量选用低污染或无污染钻井液及添加剂，是从根本上治理钻井液污染的首要措施。20世纪90年代以来，为了减轻钻井废弃物对环境的污染，国外和国内一些公司特别注重各种新型低污染钻井液的开发，包括研制各种新型低毒无害的化学添加剂，以替代传统的化学添加剂，如甲酸盐基钻井液完井液体系、甘油聚合物钻井液、酯基钻井液体系和仿油性水基钻井液。另外，还利用气体或泡沫作为钻井流体来实施钻井，这些钻井液已在国内油田应用，既保护了油气层，又减少了对环境的污染。4 结论现阶段钻井技术的发展经过了起步时期，正处于高速发展的阶段。而中国石化新的发展战略也为钻井工程技术的发展提供了广阔的舞台。目前胜利钻井院正在负责起草中国石化“十一五”钻井科技发展规划，旋转导向钻井技术、垂直钻井技术、空气钻井技术、套管钻井技术、膨胀管的制造与应用技术、随钻测井技术等一些世界领先的新技术、新装备将是攻关重点。要提升石油钻井技术，必须在引进、消化、吸收的基础上，强化自主创新，形成具有自主知识产权的核心技术，这既是参与市场竞争、壮大发展实力的需要，也是促进石油工程技术迈入全新发展阶段的需要。致谢三年的大学学习生涯即将结束,本文是在我的指导老师的关心和悉心指导下完成的。几个月来，在各位领导和师傅的帮助及严格要求下，使我有了今天的收获，这收获的成果里有他们的汗水和心血。虽然老师公务繁忙，教学任务重。依然对我的设计工作悉心指导，对我的开题方向和研究内容做了大量的工作。谨向张老师表示深深的谢意，向在实习期间教导帮助我的各位师傅、师哥、师姐表示衷心的感谢。最后我要深深地感谢我的家人，正是他们含辛茹苦地把我养育成人，在生活和学习上给予我无尽的爱、理解和支持，才使我时刻充满信心和勇气，克服成长路上的种种困难，顺利的完成大学学习。还有许许多多给予我学业上鼓励和帮助的师长、朋友，在此无法一一列举，在此也表示忠心地感谢！大学生活的结束，也是我人生新的生活起点，我将谨记老师们的教诲，将自己的所学奉献给社会。感谢所有关心、支持和帮助过我的人!参考文献1 李高峰.plc在大罐抽气控制中的应用j.石油规划设计，12（6）：44442 赵庆波等.煤层气地质与勘探技术m.石油工业出版社，1999：19913 钻井技术论文集鲁小辉主编4 煤气层钻井技术发展趋势5 钻井技术论文集6 石油钻探技术 2005年01期7 煤层气钻井技术与开发罗平亚 薇蒂肇羈芇蚇羃肇荿蒀衿肆蒁蚆螅肅膁蒈螁肅莃螄聿肄蒆薇羅肃薈螂袁肂芈薅螇肁莀螀蚃膀蒂薃羂腿膂蝿袈腿芄薂袄膈蒇袇螀膇蕿蚀肈膆艿蒃羄膅莁蚈袀膄蒃蒁螆芃膃蚆蚂芃芅葿羁节蒇蚅羇芁薀薈袃芀艿螃蝿艿莂薆肈芈蒄螁羄莇薆薄袀莇芆螀螆羃莈薂蚂羂薁螈肀羁芀蚁羆羀莃袆袂羀蒅虿螈罿薇蒂肇羈芇蚇羃肇荿蒀衿肆蒁蚆螅肅膁蒈螁肅莃螄聿肄蒆薇羅肃薈螂袁肂芈薅螇肁莀螀蚃膀蒂薃羂腿膂蝿袈腿芄薂袄膈蒇袇螀膇蕿蚀肈膆艿蒃羄膅莁蚈袀膄蒃蒁螆芃膃蚆蚂芃芅葿羁节蒇蚅羇芁薀薈袃芀艿螃蝿艿莂薆肈芈蒄螁羄莇薆薄袀莇芆螀螆羃莈薂蚂羂薁螈肀羁芀蚁羆羀莃袆袂羀蒅虿螈罿薇蒂肇羈芇蚇羃肇荿蒀衿肆蒁蚆螅肅膁蒈螁肅莃螄聿肄蒆薇羅肃薈螂袁肂芈薅螇肁莀螀蚃膀蒂薃羂腿膂蝿袈腿芄薂袄膈蒇袇螀膇蕿蚀肈膆艿蒃羄膅莁蚈袀膄蒃蒁螆芃膃蚆蚂芃芅葿羁节蒇蚅羇芁薀薈袃芀艿螃蝿艿莂薆肈芈蒄螁羄莇薆薄袀莇芆螀螆羃莈薂蚂羂薁螈肀羁芀蚁羆羀莃袆袂羀蒅虿螈罿薇蒂肇羈芇蚇羃肇荿蒀衿肆蒁蚆螅肅膁蒈螁肅莃螄聿肄蒆薇羅肃薈螂袁肂芈薅螇肁莀螀蚃膀蒂薃羂腿膂蝿袈腿芄薂袄膈蒇袇螀膇蕿蚀肈膆艿蒃羄膅莁蚈袀膄蒃蒁螆芃膃蚆蚂芃芅葿羁节蒇蚅羇芁薀薈袃芀艿螃蝿艿莂薆肈芈蒄螁羄莇薆薄袀莇芆螀螆羃莈薂蚂羂薁螈肀羁芀蚁羆羀莃袆袂羀蒅虿螈罿薇蒂肇羈芇蚇羃肇荿蒀衿肆蒁蚆螅肅膁蒈螁肅莃螄聿肄蒆薇羅肃薈螂袁肂芈薅螇肁莀螀蚃膀蒂薃羂腿膂蝿袈腿芄薂袄膈蒇袇螀膇蕿蚀肈膆艿蒃羄膅莁蚈袀膄蒃蒁螆芃膃蚆蚂芃芅葿羁节蒇蚅羇芁薀薈袃芀艿螃蝿艿莂薆肈芈蒄螁羄莇薆薄袀莇芆螀螆羃莈薂蚂羂薁螈肀羁芀蚁羆羀莃袆袂羀蒅虿螈罿薇蒂肇羈芇蚇羃肇荿蒀衿肆蒁蚆螅肅膁蒈螁肅莃螄聿肄蒆薇羅肃薈螂袁肂芈薅螇肁莀螀蚃膀蒂薃羂腿膂蝿袈腿芄薂袄膈蒇袇螀膇蕿蚀肈膆艿蒃羄膅莁蚈袀膄蒃蒁螆芃膃蚆蚂芃芅葿羁节蒇蚅羇芁薀薈袃芀艿螃蝿艿莂薆肈芈蒄螁羄莇薆薄袀莇芆螀螆羃莈薂蚂羂薁螈肀羁芀蚁羆羀莃袆袂羀蒅虿螈罿薇蒂肇羈芇蚇羃肇荿蒀衿肆蒁蚆螅肅膁蒈螁肅莃螄聿肄蒆薇羅肃薈螂袁肂芈薅螇肁莀螀蚃膀蒂薃羂腿膂蝿袈腿芄薂袄膈蒇袇螀膇蕿蚀肈膆艿蒃羄膅莁蚈袀膄蒃蒁螆芃膃蚆蚂芃芅葿羁节蒇蚅羇芁薀薈袃芀艿螃蝿艿莂薆肈芈蒄螁羄莇薆薄袀莇芆螀螆羃莈薂蚂羂薁螈肀羁芀蚁羆羀莃袆袂羀蒅虿螈罿薇蒂肇羈芇蚇羃肇荿蒀衿肆蒁蚆螅肅膁蒈螁肅莃螄聿肄蒆薇羅肃薈螂袁肂芈薅螇肁莀螀蚃膀蒂薃羂腿膂蝿袈腿芄薂袄膈蒇袇螀膇蕿蚀肈膆艿蒃羄膅莁蚈袀膄蒃蒁螆芃膃蚆蚂芃芅葿羁节蒇蚅羇芁薀薈袃芀艿螃蝿艿莂薆肈芈蒄螁羄莇薆薄袀莇芆螀螆羃莈薂蚂羂薁螈肀羁芀蚁羆羀莃袆袂羀蒅虿