从我国陆地油气资源分布格局来看,东部老区作为国内石油资源主力产区,浅层和中深层的勘探程度较高,深层及超深层探明程度很低,具有很大石油资源潜力;中部地区是天然气富集区,有超过一半的天然气资源量在深部地层;西部地区是国内石油产量的主要战略接替区,但其近70%油气资源埋藏在深部地层。因此,国内石油公司要提高勘探开发效益,提高自身竞争力,保证国家能源安全,必须向地层深部进军,向深层要储量,大力发展深井超深井钻井技术,开启地下深层油气宝库的大门。
一、深井超深井钻井技术发展概况
世界深井钻井技术的发展始于20世纪30年代末,美国于1938年钻成世界上第一口4573米的深井,1949年钻成6255米的超深井。1984年,苏联创造了12400米世界超深井的纪录。
目前,全球能钻4500米以上深井的国家有80多个,有30多个国家能钻6000米以上的超深井,中国是其中之一。美国是世界上钻深井历史最长、工作量最大、技术水平最高的国家,累计钻深井已占全球80%以上。
我国深井和超深井钻井技术起步较晚,大体经历了三个阶段:第一阶段是1966年到1975年的起步阶段。1966年7月28日我国在大庆油田钻成第一口深井 松基6井,井深4719米。第二阶段是1976年至1985年的初步发展阶段。1976年4月30日在四川地区完成了第一口超深井“女基井”,井深6011米。第三阶段是1986年至今的规模应用阶段。20世纪90年代以来,国内各大石油公司、科研单位、高等院校重点针对塔里木盆地、川东地区深层油气勘探进行了复杂地质条件下深井超深井钻井技术联合攻关,大大提高了深井超深井钻井技术水平。
2006年7月12日,中国石化西北分公司部署的塔深1井成功钻至井深8408米,被誉为当时陆地上“亚洲第一深井”,该井的钻探对于在塔里木盆地寻找古生界大型原生油气藏具有十分重大的意义。2006年,中国石化钻4000米以上深井196口,平均井深5458米,平均钻井周期仅为128天。
自2003年起,中国石油4000米以上深井的数量和进尺增加较快,增加幅度分别达77.69%和77.62%。2006年累计完钻4000米以上深井231口,完成深井累计进尺115.12万米,平均井深5007.16米,机械钻速3.5米/小时,平均钻井周期139.31天,平均完井周期155.73天。
近年来,随着工艺技术的不断完善,我国在深井机械钻速、钻井周期等方面都取得了很大进步。目前在塔里木油田轮南、塔中、哈德逊等区块完成一口5000米左右深井,钻井周期一般为50天至60天,而20年前,类似井的钻井周期一般需要一年以上。超深井钻井周期也大大缩短,塔里木油田哈得13井井深达6700米,实现了4个月完钻,四川盆地的元坝1井井深7170米,钻井周期也只有280天。