中国大陆科学钻探工程新型钻井技术体系的研究与应用

中国大陆科学钻探工程（CCSD）是“九五”立项的国家重大科学工程项目，总项目分为钻探、钻孔地质、分析测试、测井、地球物理和信息五大子工程。其中钻探是技术难度最大，耗用投资最多的子工程。该地区属超高压变质带，结晶岩层，岩石坚硬、钻孔易斜，科学研究要求全孔取心、取样。类似的钻探工程在我国没有先例，在国际上也十分少见，钻探技术遇到了空前的挑战。为顺利完成本项目，进行了大量前期的预研究，在借鉴国际大陆科学钻探技术经验的基础上，通过我国自主研究、开发，并在科钻一井中成功实施，最终形成了独具中国特色的科学钻探新型钻井技术体系。这套技术体系主要由总体技术战略与施工方案，井底动力驱动的冲击回转取心钻探系统（螺杆马达＋液动锤＋金刚石提钻取心钻探技术），硬岩大直径长井段扩孔钻进技术，坚硬复杂地层下套管、小间隙固井及活动套管应用技术，强致斜坚硬地层井斜控制技术，性能优良的LBM-SD泥浆技术，孔内事故预防与处理技术，钻探数据采集处理技术等组成。应用该技术体系优质、高效和低成本地完成了科钻一井钻进施工任务。科钻一井终孔井深5158m，各种钻进施工累计总进尺为9177.71m（不含钻水泥塞和扩孔钻进中的磨孔进尺）。从2001年6月25日开钻，至2005年1月24日钻进至5118.2m，施工总时间1310天，平均日进尺6.99m，平均机械钻速为0.95m/h，其中取心钻进1071回次、平均机械钻速1.01m/h、平均岩心采取率85.7％，扩孔钻进89回次、平均机械钻速1.07m/h。本项目属地质勘探和石油钻井技术领域。该技术体系可用于深部地质勘探、石油钻井、地热钻探、科学钻探等领域，目前已经在国家973项目、冀东油田勘探钻井中成功应用，成果推广应用前景十分广阔。这些成果对促进科学钻探技术进步，对能源和资源的勘查钻探活动都有巨大推动作用，它的成功不但表明我国深钻技术获得了长足的进步，还大大提升了我国钻探技术在国际上的地位。 2100433B

“新型聚合物钻井液的研究与应用”是局级科研项目。通过试验研究优选出了三种钻井液及配方。即：NPA多元聚合物钻井液、小阳离子聚合物钻井液、物钻井液。通过19口井的现场试验，平均井径扩大率为3．78％，划眼1．03％，泥浆密度由1．30下降为1．15左右，加快了钻井速度。该聚合物钻井液对泥作用，使储层中的泥质颗粒得到了稳定，具有保护油气层的作用。 2100433B

中国大陆科学钻探工程是我国“九五”期间立项的国家重大科学工程项目之一，同时也是国际大陆科学钻探计划(ICDP)项目，被称为中国科钻一井(CCSD-1)。该项目利用钻探新技术在坚硬结晶岩地层实施一口5000米深孔，全孔连续采取岩心，利用岩心及原位观测数据，进行多学科研究，揭示超高压变质带的形成与折返机理，并利用5000米超深钻孔建立长期观测站。