我国钻井液技术发展现状及展望.ppt

我国钻井液技术发展现状及展望我国钻井液技术发展现状及展望 2 目目 录录一、我国钻井液技术现状一、我国钻井液技术现状二、当前我国钻井工程与泥浆技术急待解决的重大技术难题二、当前我国钻井工程与泥浆技术急待解决的重大技术难题三、技术思路三、技术思路四、主要攻关研究内容四、主要攻关研究内容五、认真总结五、认真总结,充分发挥我国现有泥浆技术水平充分发挥我国现有泥浆技术水平3一、我国钻井液技术现状一、我国钻井液技术现状一、我国钻井液技术现状一、我国钻井液技术现状 经过七十年代、八十年代、九十年代的全国性攻关，我经过七十年代、八十年代、九十年代的全国性攻关，我国泥浆技术达到了比较高的水平（总体上达到当时的先进国国泥浆技术达到了比较高的水平（总体上达到当时的先进国际水平，但缺了油基泥浆）。能较好的满足钻井工程、地质际水平，但缺了油基泥浆）。能较好的满足钻井工程、地质勘探、油层保护的一般要求。勘探、油层保护的一般要求。近十年来我国钻井液技术也有较大的发展和进步，但主近十年来我国钻井液技术也有较大的发展和进步，但主要是对现有处理剂及泥浆体系及应用技术的改进、提高和完要是对现有处理剂及泥浆体系及应用技术的改进、提高和完善善,并无突破性进展：并无突破性进展：4 .没有产生新的理论没有产生新的理论没有产生新的理论没有产生新的理论(观点观点观点观点)、方法、处理剂、普适性很、方法、处理剂、普适性很、方法、处理剂、普适性很、方法、处理剂、普适性很强强强强,全国普遍采用的新的泥浆体系及应用技术全国普遍采用的新的泥浆体系及应用技术全国普遍采用的新的泥浆体系及应用技术全国普遍采用的新的泥浆体系及应用技术(公认、新一代公认、新一代公认、新一代公认、新一代););););.水基泥浆技术整体水平与国外先进水平相差不大，且水基泥浆技术整体水平与国外先进水平相差不大，且水基泥浆技术整体水平与国外先进水平相差不大，且水基泥浆技术整体水平与国外先进水平相差不大，且有自己特色，有自己特色，有自己特色，有自己特色，但油基泥浆仍未成体系但油基泥浆仍未成体系但油基泥浆仍未成体系但油基泥浆仍未成体系(与国外巨大差距与国外巨大差距与国外巨大差距与国外巨大差距););););.虽能适应钻井技术发展的某些需要虽能适应钻井技术发展的某些需要虽能适应钻井技术发展的某些需要虽能适应钻井技术发展的某些需要(如水平井如水平井如水平井如水平井,大位移大位移大位移大位移井井井井,气体钻井气体钻井气体钻井气体钻井),),),),但不能很好满足当前我国钻井工程发展的迫但不能很好满足当前我国钻井工程发展的迫但不能很好满足当前我国钻井工程发展的迫但不能很好满足当前我国钻井工程发展的迫切需要切需要切需要切需要;不能有效帮助解决我国钻井工程急待解决的重大技不能有效帮助解决我国钻井工程急待解决的重大技不能有效帮助解决我国钻井工程急待解决的重大技不能有效帮助解决我国钻井工程急待解决的重大技术难题术难题术难题术难题(技术发展瓶颈技术发展瓶颈技术发展瓶颈技术发展瓶颈););););.泥浆体系及应用技术自身的一系列技术难题仍未能很泥浆体系及应用技术自身的一系列技术难题仍未能很泥浆体系及应用技术自身的一系列技术难题仍未能很泥浆体系及应用技术自身的一系列技术难题仍未能很好解决好解决好解决好解决 .泥浆技术下一步发展方向也不清晰泥浆技术下一步发展方向也不清晰泥浆技术下一步发展方向也不清晰泥浆技术下一步发展方向也不清晰(国内外国内外国内外国内外););););5我国钻井液技术的发展方向我国钻井液技术的发展方向我国钻井液技术的发展方向我国钻井液技术的发展方向(建议建议建议建议):1 1 1 1、有效协助解决我国钻井工程急待解决的重大技术难题、有效协助解决我国钻井工程急待解决的重大技术难题、有效协助解决我国钻井工程急待解决的重大技术难题、有效协助解决我国钻井工程急待解决的重大技术难题(技术瓶颈技术瓶颈技术瓶颈技术瓶颈););););2 2 2 2、提高钻我国液井技术及钻技井术的国际竟争力，重点、提高钻我国液井技术及钻技井术的国际竟争力，重点、提高钻我国液井技术及钻技井术的国际竟争力，重点、提高钻我国液井技术及钻技井术的国际竟争力，重点之一是尽快建立具有世界先进水平的油基类钻井液系列配套之一是尽快建立具有世界先进水平的油基类钻井液系列配套之一是尽快建立具有世界先进水平的油基类钻井液系列配套之一是尽快建立具有世界先进水平的油基类钻井液系列配套技术和环境保护技术；技术和环境保护技术；技术和环境保护技术；技术和环境保护技术；3 3 3 3、以新的理论观点，新的评价方法来优选、集成现有的、以新的理论观点，新的评价方法来优选、集成现有的、以新的理论观点，新的评价方法来优选、集成现有的、以新的理论观点，新的评价方法来优选、集成现有的泥浆处理剂、泥浆体系、泥浆应用技术及经验和研发新的泥泥浆处理剂、泥浆体系、泥浆应用技术及经验和研发新的泥泥浆处理剂、泥浆体系、泥浆应用技术及经验和研发新的泥泥浆处理剂、泥浆体系、泥浆应用技术及经验和研发新的泥浆处理剂、泥浆体系、泥浆应用技术浆处理剂、泥浆体系、泥浆应用技术浆处理剂、泥浆体系、泥浆应用技术浆处理剂、泥浆体系、泥浆应用技术.6二、当前我国钻井工程与泥浆技术急待解决的重大技术难题二、当前我国钻井工程与泥浆技术急待解决的重大技术难题二、当前我国钻井工程与泥浆技术急待解决的重大技术难题二、当前我国钻井工程与泥浆技术急待解决的重大技术难题:随着我国石油天然气勘探开发目标进一步面向随着我国石油天然气勘探开发目标进一步面向随着我国石油天然气勘探开发目标进一步面向随着我国石油天然气勘探开发目标进一步面向地质条地质条地质条地质条件十分复杂的深层油气资源件十分复杂的深层油气资源件十分复杂的深层油气资源件十分复杂的深层油气资源。近年来我国在复杂地层深井。近年来我国在复杂地层深井。近年来我国在复杂地层深井。近年来我国在复杂地层深井(特别是探井特别是探井特别是探井特别是探井)的钻井中普遍遇到井下复杂和频繁事故，特的钻井中普遍遇到井下复杂和频繁事故，特的钻井中普遍遇到井下复杂和频繁事故，特的钻井中普遍遇到井下复杂和频繁事故，特别是钻遇高陡构造及逆掩推覆体迂到的防斜打快、井壁稳别是钻遇高陡构造及逆掩推覆体迂到的防斜打快、井壁稳别是钻遇高陡构造及逆掩推覆体迂到的防斜打快、井壁稳别是钻遇高陡构造及逆掩推覆体迂到的防斜打快、井壁稳定、恶性漏失、窄密度窗口安全钻进、高研磨性地层钻速定、恶性漏失、窄密度窗口安全钻进、高研磨性地层钻速定、恶性漏失、窄密度窗口安全钻进、高研磨性地层钻速定、恶性漏失、窄密度窗口安全钻进、高研磨性地层钻速很低、复杂井固井质量差等世界级难题，导致钻井速度慢、很低、复杂井固井质量差等世界级难题，导致钻井速度慢、很低、复杂井固井质量差等世界级难题，导致钻井速度慢、很低、复杂井固井质量差等世界级难题，导致钻井速度慢、复杂与事故多、钻井周期长、风险大、钻井成本高、以致复杂与事故多、钻井周期长、风险大、钻井成本高、以致复杂与事故多、钻井周期长、风险大、钻井成本高、以致复杂与事故多、钻井周期长、风险大、钻井成本高、以致防碍勘探目标的实现防碍勘探目标的实现防碍勘探目标的实现防碍勘探目标的实现，已成为严重影响我国油气资源重已成为严重影响我国油气资源重已成为严重影响我国油气资源重已成为严重影响我国油气资源重要接替区勘探开发进程的技术瓶颈要接替区勘探开发进程的技术瓶颈要接替区勘探开发进程的技术瓶颈要接替区勘探开发进程的技术瓶颈;并大大削弱了我国钻井并大大削弱了我国钻井并大大削弱了我国钻井并大大削弱了我国钻井技术的核心竟争力，成为妨得我国油气勘探开发走向国外技术的核心竟争力，成为妨得我国油气勘探开发走向国外技术的核心竟争力，成为妨得我国油气勘探开发走向国外技术的核心竟争力，成为妨得我国油气勘探开发走向国外的重大技术障碍。的重大技术障碍。的重大技术障碍。的重大技术障碍。7 .目前复杂地层深井急待解决又没能很好解决的重大技术难目前复杂地层深井急待解决又没能很好解决的重大技术难目前复杂地层深井急待解决又没能很好解决的重大技术难目前复杂地层深井急待解决又没能很好解决的重大技术难题题题题(与泥浆技术密切相关的井下复杂与事故与泥浆技术密切相关的井下复杂与事故与泥浆技术密切相关的井下复杂与事故与泥浆技术密切相关的井下复杂与事故):):):):.复杂地层条件下的井壁稳定问题复杂地层条件下的井壁稳定问题复杂地层条件下的井壁稳定问题复杂地层条件下的井壁稳定问题 如深井、高温大段盐、膏、泥层的井壁稳定如深井、高温大段盐、膏、泥层的井壁稳定如深井、高温大段盐、膏、泥层的井壁稳定如深井、高温大段盐、膏、泥层的井壁稳定;山前高陡构造山前高陡构造山前高陡构造山前高陡构造、破碎地层井壁稳定问题破碎地层井壁稳定问题破碎地层井壁稳定问题破碎地层井壁稳定问题;气体钻井转换泥浆后的井壁稳定问题气体钻井转换泥浆后的井壁稳定问题气体钻井转换泥浆后的井壁稳定问题气体钻井转换泥浆后的井壁稳定问题 .山前高陡构造防斜打快问题。山前高陡构造防斜打快问题。山前高陡构造防斜打快问题。山前高陡构造防斜打快问题。.超深井超深井超深井超深井(7000M)(7000M)(7000M)(7000M)高温高温高温高温(200(200(200(200220)220)220)220)钻井和固井技术钻井和固井技术钻井和固井技术钻井和固井技术 .钻遇高压、高产、高含钻遇高压、高产、高含钻遇高压、高产、高含钻遇高压、高产、高含H H H H2 2 2 2S(COS(COS(COS(CO2 2 2 2)气层安全钻井难题：气层安全钻井难题：气层安全钻井难题：气层安全钻井难题：8(5).(5).(5).(5).“恶性漏失恶性漏失恶性漏失恶性漏失恶性漏失恶性漏失”主要表现为漏失厉害并且很难堵住。主要表现为漏失厉害并且很难堵住。主要表现为漏失厉害并且很难堵住。主要表现为漏失厉害并且很难堵住。主要表现为漏失厉害并且很难堵住。主要表现为漏失厉害并且很难堵住。它常有两种不同的情况：它常有两种不同的情况：它常有两种不同的情况：它常有两种不同的情况：它常有两种不同的情况：它常有两种不同的情况：溶洞及较大的天然裂缝引起的有进无出的严重漏失溶洞及较大的天然裂缝引起的有进无出的严重漏失溶洞及较大的天然裂缝引起的有进无出的严重漏失溶洞及较大的天然裂缝引起的有进无出的严重漏失溶洞及较大的天然裂缝引起的有进无出的严重漏失溶洞及较大的天然裂缝引起的有进无出的严重漏失 井段低承压地层井段低承压地层井段低承压地层井段低承压地层井段低承压地层井段低承压地层“随机性、多点漏失随机性、多点漏失随机性、多点漏失随机性、多点漏失随机性、多点漏失随机性、多点漏失”问题问题问题问题问题问题 .窄安全密度窗口安全钻井问题窄安全密度窗口安全钻井问题窄安全密度窗口安全钻井问题窄安全密度窗口安全钻井问题:当漏、喷、塌、当漏、喷、塌、当漏、喷、塌、当漏、喷、塌、位于同一裸眼井段位于同一裸眼井段位于同一裸眼井段位于同一裸眼井段(同层同层同层同层)，则引发出，则引发出，则引发出，则引发出多种复杂问题多种复杂问题多种复杂问题多种复杂问题:主要归纳为主要归纳为主要归纳为主要归纳为窄或负安全密度窗口窄或负安全密度窗口窄或负安全密度窗口窄或负安全密度窗口的安全钻井复的安全钻井复的安全钻井复的安全钻井复杂问题，成为目前钻井工程亟待解决的重大技术难题，而喷杂问题，成为目前钻井工程亟待解决的重大技术难题，而喷杂问题，成为目前钻井工程亟待解决的重大技术难题，而喷杂问题，成为目前钻井工程亟待解决的重大技术难题，而喷和漏构成的窄或负安全密度窗口的安全钻井问题则更为复杂、和漏构成的窄或负安全密度窗口的安全钻井问题则更为复杂、和漏构成的窄或负安全密度窗口的安全钻井问题则更为复杂、和漏构成的窄或负安全密度窗口的安全钻井问题则更为复杂、困难和危险困难和危险困难和危险困难和危险,是我们当前重点攻关解决的重大难题。是我们当前重点攻关解决的重大难题。是我们当前重点攻关解决的重大难题。是我们当前重点攻关解决的重大难题。9 (二二)、关于提高机械钻速的问题关于提高机械钻速的问题关于提高机械钻速的问题关于提高机械钻速的问题 当前、深井复杂井钻速低是制约我国油气勘探开当前、深井复杂井钻速低是制约我国油气勘探开当前、深井复杂井钻速低是制约我国油气勘探开当前、深井复杂井钻速低是制约我国油气勘探开发事业发展瓶颈的另一重要难题发事业发展瓶颈的另一重要难题发事业发展瓶颈的另一重要难题发事业发展瓶颈的另一重要难题:也是与国外先进水平的重要差距。也是与国外先进水平的重要差距。也是与国外先进水平的重要差距。也是与国外先进水平的重要差距。(2006(2006(2006(2006年年年年台年台年台年台年进尺进尺进尺进尺加加加加7.167.167.167.16万米、美万米、美万米、美万米、美5 5 5 5 425425425425万米、中万米、中万米、中万米、中3.213.213.213.21万米。万米。万米。万米。我我我我国目前的深井钻井平均钻井周期是美国国目前的深井钻井平均钻井周期是美国国目前的深井钻井平均钻井周期是美国国目前的深井钻井平均钻井周期是美国20202020世纪世纪世纪世纪80808080年年年年代的代的代的代的1.41.41.41.4倍倍倍倍)成为成为成为成为当前钻井、泥浆界必须联手解决的当前钻井、泥浆界必须联手解决的当前钻井、泥浆界必须联手解决的当前钻井、泥浆界必须联手解决的重大难题重大难题重大难题重大难题:10 主要问题主要问题:高陡构造的防斜打快问题高陡构造的防斜打快问题;深井上部大尺寸井段的钻速问题深井上部大尺寸井段的钻速问题;深部重泥浆井段深部重泥浆井段(耐磨地层耐磨地层)钻速问题钻速问题;油基泥浆提高钻速问题油基泥浆提高钻速问题:油基泥浆机械钻速提高到超过油基泥浆机械钻速提高到超过现有水基泥浆水平；现有水基泥浆水平；水基泥浆机械钻速整体再上台阶水基泥浆机械钻速整体再上台阶;(与泥浆技术的发展有很大的关系与泥浆技术的发展有很大的关系)11.泥浆体系及应用技术自身急待解决的问题泥浆体系及应用技术自身急待解决的问题泥浆体系及应用技术自身急待解决的问题泥浆体系及应用技术自身急待解决的问题1,H.T.H.P1,H.T.H.P重泥浆的流变性控制问题重泥浆的流变性控制问题:.重泥浆体系重泥浆体系(t 150,r2.00);(t 150,r2.00);.超高温超高温(200c(200c以上以上)泥浆体系泥浆体系(水基、油基水基、油基););2.r2.002.r2.00重泥浆体系的造壁性与深部高渗低压地层防粘卡重泥浆体系的造壁性与深部高渗低压地层防粘卡;3.3.泥浆体系抑制性泥浆体系抑制性:机理、评价、措施、手段、办法、机理、评价、措施、手段、办法、;4,4,泥浆体系封堵能力泥浆体系封堵能力:机理、评价、措施、手段、办法机理、评价、措施、手段、办法;5.5.特殊钻井特殊钻井(如欠平衡钻井、大位移井、如欠平衡钻井、大位移井、)的钻井液体系及技的钻井液体系及技术（包括气体钻井、微泡沫钻井液术（包括气体钻井、微泡沫钻井液及其配套应用技术）及其配套应用技术）;126.6.保护环境的泥浆体系保护环境的泥浆体系;防止泥浆环境伤害技术防止泥浆环境伤害技术与国外差距大与国外差距大;7.7.低压低渗储层保护低压低渗储层保护(提高单井提高单井产量产量钻井配套的泥浆技术钻井配套的泥浆技术)8.8.油基泥浆系列、配套。油基泥浆系列、配套。这些技术难题的解决是促进泥浆技术进一步发展的必由这些技术难题的解决是促进泥浆技术进一步发展的必由之路之路,也是解决前述钻井技术瓶颈必须的技术保证。二者有也是解决前述钻井技术瓶颈必须的技术保证。二者有着紧密的必然联系。着紧密的必然联系。13 众所周知众所周知众所周知众所周知,这些问题与钻井液技术密切相关，是对这些问题与钻井液技术密切相关，是对这些问题与钻井液技术密切相关，是对这些问题与钻井液技术密切相关，是对钻井液技钻井液技钻井液技钻井液技术的严重挑战术的严重挑战术的严重挑战术的严重挑战,是国内外至今没能很好解决的世界级难题是国内外至今没能很好解决的世界级难题是国内外至今没能很好解决的世界级难题是国内外至今没能很好解决的世界级难题.只有针对这些问题研究发展相应的钻井液技术才可能有效解只有针对这些问题研究发展相应的钻井液技术才可能有效解只有针对这些问题研究发展相应的钻井液技术才可能有效解只有针对这些问题研究发展相应的钻井液技术才可能有效解决这些技术难题。决这些技术难题。决这些技术难题。决这些技术难题。因此研究发展相关的钻井液技术以解决当前钻井的重大技术因此研究发展相关的钻井液技术以解决当前钻井的重大技术因此研究发展相关的钻井液技术以解决当前钻井的重大技术因此研究发展相关的钻井液技术以解决当前钻井的重大技术难题是当前我国钻井工程的难题是当前我国钻井工程的难题是当前我国钻井工程的难题是当前我国钻井工程的迫切要求迫切要求迫切要求迫切要求,也是当前我国钻井液技术也是当前我国钻井液技术也是当前我国钻井液技术也是当前我国钻井液技术发展的发展的发展的发展的主要方向和重要标志主要方向和重要标志主要方向和重要标志主要方向和重要标志,还是当前钻井及钻井液技术发展的还是当前钻井及钻井液技术发展的还是当前钻井及钻井液技术发展的还是当前钻井及钻井液技术发展的前沿课题前沿课题前沿课题前沿课题。也成为我国钻井液技术发展的也成为我国钻井液技术发展的也成为我国钻井液技术发展的也成为我国钻井液技术发展的良好机遇良好机遇良好机遇良好机遇1414三、技术思路三、技术思路:所有这些问题都是国内外至今没能很好解决的世界级难所有这些问题都是国内外至今没能很好解决的世界级难题题,它们都是钻井最传统的问题，是钻井工程永恒的难题。它们都是钻井最传统的问题，是钻井工程永恒的难题。多年来为解决它们我们作过不懈的努力多年来为解决它们我们作过不懈的努力,取得了很大进展，取得了很大进展，也集累了丰富的经验。且具有较高的技术水平。也集累了丰富的经验。且具有较高的技术水平。其具体表现为其具体表现为:当我们钻遇上述各种技术难题时，无论表当我们钻遇上述各种技术难题时，无论表现多难现多难,只要组织攻关，我们利用现有的理论和技术只要组织攻关，我们利用现有的理论和技术,经多方经多方努力努力,几经反复之后几经反复之后(“交够学费交够学费”),),大多能想出办法维持钻大多能想出办法维持钻井的正常进行。除个别情况外井的正常进行。除个别情况外“打成井打成井”已基本不成问题。已基本不成问题。15 但它们并未很好解决但它们并未很好解决,更未完全解决更未完全解决:这充分表现在解决这充分表现在解决它们的过程中付出过多的它们的过程中付出过多的(时间、人力、物力、财力、安全、时间、人力、物力、财力、安全、信誉信誉方面方面)的代价，使我们不能保证实现的代价，使我们不能保证实现“打成井、打快井、打成井、打快井、打好（省）井打好（省）井”的目标，而且每钻探一个新的地区、新的构的目标，而且每钻探一个新的地区、新的构造都会重复这一过程造都会重复这一过程。成为严重阻碍勘探开发进程技术瓶。成为严重阻碍勘探开发进程技术瓶颈。大大防碍了勘探开发的进程。影响了颈。大大防碍了勘探开发的进程。影响了CNPCCNPC的形象的形象,削弱我削弱我们的竟争能力们的竟争能力,降低经济效益。降低经济效益。16 现有的丰富的解决井下各种复杂问题的技术常常处于经现有的丰富的解决井下各种复杂问题的技术常常处于经验使用的层面验使用的层面:关于解决井下各种复杂问题的相关理论、方法关于解决井下各种复杂问题的相关理论、方法,都难以都难以准确指导这些问题的解决。准确指导这些问题的解决。现有的众多钻井液技术的作用及功效的评价方法与评价现有的众多钻井液技术的作用及功效的评价方法与评价标准大都不够科学、不够准确、其客观可比性差。标准大都不够科学、不够准确、其客观可比性差。使得现有技术对于已打过的复杂地层最终大多能找到解使得现有技术对于已打过的复杂地层最终大多能找到解决问题的办法决问题的办法,而对每一个未打过的复杂地层在而对每一个未打过的复杂地层在“交够学费交够学费”之后大多也能解决其问题。之后大多也能解决其问题。1717例如：井壁稳定技术（研究最多，成果最多）例如：井壁稳定技术（研究最多，成果最多）人所共知井壁稳定三要素：人所共知井壁稳定三要素：合理泥浆密度合理泥浆密度 足够的抑制性足够的抑制性 足够的封堵能力足够的封堵能力 人所共知：决定井壁稳定问题的坍塌压力是岩石力学与化学耦合的结果。人所共知：决定井壁稳定问题的坍塌压力是岩石力学与化学耦合的结果。（多大才合理？）（多大才合理？）（多大算足够？如何准确测量评价？（多大算足够？如何准确测量评价？)(多大算足够？如何准确测量评价？多大算足够？如何准确测量评价？)但致今没有建立起他们之间的关系。但致今没有建立起他们之间的关系。只能是经验的合理应用！只能是经验的合理应用！1818 因此，每当我们钻探一个新区时，总要针对上述技术难因此，每当我们钻探一个新区时，总要针对上述技术难题组织攻关题组织攻关(包括过去、现在各级项目包括过去、现在各级项目)，经多方努力，几经，经多方努力，几经反复交够反复交够“学费学费”之后，可以解决或基本解决本地区钻井的之后，可以解决或基本解决本地区钻井的上述难题。上述难题。所以，如何作到所以，如何作到“少交少交”最后达到最后达到“基本不交基本不交”这个这个“学费学费”而能解决这些难题是我们不懈追求的目标，也是当前而能解决这些难题是我们不懈追求的目标，也是当前发展钻井液技术的基本出发点。发展钻井液技术的基本出发点。19 然而多年来使用现有的理论、技术、经验都达然而多年来使用现有的理论、技术、经验都达不到这个目标的现实说明了国内外钻井液技术现在不到这个目标的现实说明了国内外钻井液技术现在所依据的理论、技术和经验都不够支持对这些难题所依据的理论、技术和经验都不够支持对这些难题最终的有效解决。最终的有效解决。换言之，只囿于本学科领域传统的理论和思路换言之，只囿于本学科领域传统的理论和思路很难有效解决这些瓶颈性难题。很难有效解决这些瓶颈性难题。20 要最终有效解决它们，必须在现有技术和经验的基础上，要最终有效解决它们，必须在现有技术和经验的基础上，发挥产学研的优势、综合应用多学科知识和最新成果，深入发挥产学研的优势、综合应用多学科知识和最新成果，深入研究其作用机理及内在规律，凝练新的科学问题、建立新的研究其作用机理及内在规律，凝练新的科学问题、建立新的观点、建立新的方法、观点、建立新的方法、并在此基础上并在此基础上研发新的材料、新的工研发新的材料、新的工具、并形成新的技术才有可能有效解决，并提高我国钻井液、具、并形成新的技术才有可能有效解决，并提高我国钻井液、完井液技术整体水平。完井液技术整体水平。21 要突破传统泥浆研究的技术思路：要突破传统泥浆研究的技术思路：要要“跳出泥浆跳出泥浆”进行研究进行研究;再落实回到泥浆技术。再落实回到泥浆技术。要以解决现场复杂问题为出发点要以解决现场复杂问题为出发点,以这些问题的以这些问题的“解决解决“为目标为目标:凝练凝练解决现场复杂问题解决现场复杂问题的科学问题、建立新的观点、的科学问题、建立新的观点、建立新的评价方法建立新的评价方法:原始创新原始创新 要多学科要多学科:岩石力学、泥浆化学、流变学、工程测井、岩石力学、泥浆化学、流变学、工程测井、地质、钻井、岩矿学、矿物学地质、钻井、岩矿学、矿物学综合应用。综合应用。各种问题综合系统考虑各种问题综合系统考虑系统工程。系统工程。22 优化、集成现有技术优化、集成现有技术(剂、体系、应用技剂、体系、应用技术术)创造新技术创造新技术创造新技术创造新技术(剂、剂、体系、应用技术体系、应用技术)观点创新观点创新;建立建立“准确准确”评价方法和技术评价方法和技术解决现场现有复杂问题解决现场现有复杂问题23四、主要攻关研究内容四、主要攻关研究内容四、主要攻关研究内容四、主要攻关研究内容 、井壁稳定技术、井壁稳定技术、井壁稳定技术、井壁稳定技术:、井下恶性漏失的堵漏技术、井下恶性漏失的堵漏技术、井下恶性漏失的堵漏技术、井下恶性漏失的堵漏技术 、提高地层承压能力、提高地层承压能力、提高地层承压能力、提高地层承压能力:、调、控三个压力剖面与扩大安全密度窗口、调、控三个压力剖面与扩大安全密度窗口、调、控三个压力剖面与扩大安全密度窗口、调、控三个压力剖面与扩大安全密度窗口:、有助于提高机械钻速的钻井液技术、有助于提高机械钻速的钻井液技术、有助于提高机械钻速的钻井液技术、有助于提高机械钻速的钻井液技术 、深井高温、深井高温、深井高温、深井高温(150_180(150_180(150_180(150_180)(200)(200)(200)(200)水基重泥浆水基重泥浆水基重泥浆水基重泥浆(2(2(2(2 00)00)00)00)体系及应用技术体系及应用技术体系及应用技术体系及应用技术:、尽快建立具有世界先进水平的油基类钻井液系列配套、尽快建立具有世界先进水平的油基类钻井液系列配套、尽快建立具有世界先进水平的油基类钻井液系列配套、尽快建立具有世界先进水平的油基类钻井液系列配套技术技术技术技术 、油气层保护、油气层保护、油气层保护、油气层保护 、废泥浆的无害化处理、废泥浆的无害化处理、废泥浆的无害化处理、废泥浆的无害化处理 24 是解决井壁不稳定的钻井、泥浆技术。它是我是解决井壁不稳定的钻井、泥浆技术。它是我是解决井壁不稳定的钻井、泥浆技术。它是我是解决井壁不稳定的钻井、泥浆技术。它是我们具有丰富经验并能较好解决生产问题的系列配套技们具有丰富经验并能较好解决生产问题的系列配套技们具有丰富经验并能较好解决生产问题的系列配套技们具有丰富经验并能较好解决生产问题的系列配套技术术术术(提高密度、提高抑制性、有效封堵提高密度、提高抑制性、有效封堵)，但同时又是，但同时又是，但同时又是，但同时又是我们并未能完全掌握而时常碰到的技术难题我们并未能完全掌握而时常碰到的技术难题我们并未能完全掌握而时常碰到的技术难题我们并未能完全掌握而时常碰到的技术难题(特别是特别是特别是特别是在山前高陡构造、破碎地层、强水敏地层在山前高陡构造、破碎地层、强水敏地层在山前高陡构造、破碎地层、强水敏地层在山前高陡构造、破碎地层、强水敏地层)。其问题的主要表现其问题的主要表现:尚不能准确预测，不能准确判断；尚不能准确预测，不能准确判断；尚不能准确预测，不能准确判断；尚不能准确预测，不能准确判断；机理研究尚不能预先指导，只能事后解释；机理研究尚不能预先指导，只能事后解释；机理研究尚不能预先指导，只能事后解释；机理研究尚不能预先指导，只能事后解释；防塌技术实施难以准确到位。防塌技术实施难以准确到位。防塌技术实施难以准确到位。防塌技术实施难以准确到位。防塌泥浆密度普遍偏高防塌泥浆密度普遍偏高防塌泥浆密度普遍偏高防塌泥浆密度普遍偏高,诱发一系列井下问题。诱发一系列井下问题。诱发一系列井下问题。诱发一系列井下问题。多年来无重大突破和实质进展多年来无重大突破和实质进展多年来无重大突破和实质进展多年来无重大突破和实质进展.井壁稳定技术的发展井壁稳定技术的发展井壁稳定技术的发展井壁稳定技术的发展25常见现象是井眼缩径、掉常见现象是井眼缩径、掉常见现象是井眼缩径、掉常见现象是井眼缩径、掉 块、井壁坍塌块、井壁坍塌块、井壁坍塌块、井壁坍塌 这是一项涉及钻井、泥浆、这是一项涉及钻井、泥浆、这是一项涉及钻井、泥浆、这是一项涉及钻井、泥浆、岩石力学岩石力学岩石力学岩石力学-岩矿学岩矿学岩矿学岩矿学-化学化学化学化学-渗渗渗渗流力学相耦合流力学相耦合流力学相耦合流力学相耦合的综合应用技术。目前仍以经验规律总结的综合应用技术。目前仍以经验规律总结的综合应用技术。目前仍以经验规律总结的综合应用技术。目前仍以经验规律总结及定性判定（半定量解释）相结合的实用系列技术。及定性判定（半定量解释）相结合的实用系列技术。及定性判定（半定量解释）相结合的实用系列技术。及定性判定（半定量解释）相结合的实用系列技术。这里只讨论由于井壁坍塌压力而引起的技术难题，不讨这里只讨论由于井壁坍塌压力而引起的技术难题，不讨这里只讨论由于井壁坍塌压力而引起的技术难题，不讨这里只讨论由于井壁坍塌压力而引起的技术难题，不讨论井壁水化分散、泥浆冲刷、井下扰动以及时间因素论井壁水化分散、泥浆冲刷、井下扰动以及时间因素论井壁水化分散、泥浆冲刷、井下扰动以及时间因素论井壁水化分散、泥浆冲刷、井下扰动以及时间因素等等等等引起的不稳定。引起的不稳定。引起的不稳定。引起的不稳定。26井壁不稳定由井壁坍塌应力井壁不稳定由井壁坍塌应力井壁不稳定由井壁坍塌应力井壁不稳定由井壁坍塌应力P塌塌引起。引起。引起。引起。井眼形成后，地应力在井壁上的二次分布所产井眼形成后，地应力在井壁上的二次分布所产井眼形成后，地应力在井壁上的二次分布所产井眼形成后，地应力在井壁上的二次分布所产生的指向井内引起井壁岩石向井内移动的应力，称生的指向井内引起井壁岩石向井内移动的应力，称生的指向井内引起井壁岩石向井内移动的应力，称生的指向井内引起井壁岩石向井内移动的应力，称为为为为井壁坍塌应力井壁坍塌应力井壁坍塌应力井壁坍塌应力(P(P(P(P塌塌塌塌0)0)0)0)。它是引起井壁不稳定的根。它是引起井壁不稳定的根。它是引起井壁不稳定的根。它是引起井壁不稳定的根本原因本原因本原因本原因(P(P(P(P泥泥泥泥PPPP塌塌塌塌)。但所钻地层形成井眼不一定必然。但所钻地层形成井眼不一定必然。但所钻地层形成井眼不一定必然。但所钻地层形成井眼不一定必然会产生坍塌压力会产生坍塌压力会产生坍塌压力会产生坍塌压力(P(P塌塌塌塌=0)=0)。1.1.1.1.井壁坍塌应（压）力：井壁坍塌应（压）力：井壁坍塌应（压）力：井壁坍塌应（压）力：P P P P塌塌塌塌27P P P P塌塌塌塌一旦产生（一旦产生（一旦产生（一旦产生（P P P P塌塌塌塌0 0 0 0）井壁岩石必然逐渐掉）井壁岩石必然逐渐掉）井壁岩石必然逐渐掉）井壁岩石必然逐渐掉（挤）入井中（缩径、掉块丶垮塌）。（挤）入井中（缩径、掉块丶垮塌）。（挤）入井中（缩径、掉块丶垮塌）。（挤）入井中（缩径、掉块丶垮塌）。钻井过程中钻井过程中钻井过程中钻井过程中P P P P塌塌塌塌可以（也只能）用井内泥浆柱压力有效平衡：可以（也只能）用井内泥浆柱压力有效平衡：可以（也只能）用井内泥浆柱压力有效平衡：可以（也只能）用井内泥浆柱压力有效平衡：P P P P泥泥泥泥P P P P塌塌塌塌则井壁保持稳定则井壁保持稳定则井壁保持稳定则井壁保持稳定(防塌防塌防塌防塌),),),),对应泥浆密度对应泥浆密度对应泥浆密度对应泥浆密度称为防塌泥浆密度。称为防塌泥浆密度。称为防塌泥浆密度。称为防塌泥浆密度。井壁保持稳定实质是力学平衡井壁保持稳定实质是力学平衡井壁保持稳定实质是力学平衡井壁保持稳定实质是力学平衡的问题的问题的问题的问题.井壁稳定的关健是井壁稳定的关健是井壁稳定的关健是井壁稳定的关健是:准确掌握准确掌握准确掌握准确掌握P P P P塌塌塌塌;科学确定所用科学确定所用科学确定所用科学确定所用泥浆密度泥浆密度泥浆密度泥浆密度,并使其并使其并使其并使其P P P P泥泥泥泥作用于井壁以有效平衡作用于井壁以有效平衡作用于井壁以有效平衡作用于井壁以有效平衡P P P P塌塌塌塌.井壁坍塌应（压）力：井壁坍塌应（压）力：P P塌塌28P P P P塌塌塌塌的确定的确定的确定的确定:P P P P塌塌塌塌与地应力方向和大小、岩石的力学性质、岩与地应力方向和大小、岩石的力学性质、岩与地应力方向和大小、岩石的力学性质、岩与地应力方向和大小、岩石的力学性质、岩体强度、强度（破坏）准则有关；体强度、强度（破坏）准则有关；体强度、强度（破坏）准则有关；体强度、强度（破坏）准则有关；与岩石物性（渗透率、裂缝发育程度与状态、与岩石物性（渗透率、裂缝发育程度与状态、与岩石物性（渗透率、裂缝发育程度与状态、与岩石物性（渗透率、裂缝发育程度与状态、界面润湿性界面润湿性界面润湿性界面润湿性）、地层流体组成性质有关；）、地层流体组成性质有关；）、地层流体组成性质有关；）、地层流体组成性质有关；与地层流体压力与地层流体压力与地层流体压力与地层流体压力(泥浆柱作用下泥浆柱作用下泥浆柱作用下泥浆柱作用下)、岩石组成、岩石组成、岩石组成、岩石组成、产状及水化状态有关；产状及水化状态有关；产状及水化状态有关；产状及水化状态有关；与井眼状态（斜度、方位与井眼状态（斜度、方位与井眼状态（斜度、方位与井眼状态（斜度、方位）等因素有关；）等因素有关；）等因素有关；）等因素有关；与泥浆类型、组份性能、泥浆柱压力有关。与泥浆类型、组份性能、泥浆柱压力有关。与泥浆类型、组份性能、泥浆柱压力有关。与泥浆类型、组份性能、泥浆柱压力有关。井壁坍塌应（压）力：井壁坍塌应（压）力：P P塌塌29几十年来，为在理论上求出几十年来，为在理论上求出几十年来，为在理论上求出几十年来，为在理论上求出P P塌塌,考虑各种因素建考虑各种因素建考虑各种因素建考虑各种因素建立的井壁地层应力二次分布的模型有近百种，每一种立的井壁地层应力二次分布的模型有近百种，每一种立的井壁地层应力二次分布的模型有近百种，每一种立的井壁地层应力二次分布的模型有近百种，每一种都有其合理性，有很多具有指导意义和参考价值，但都有其合理性，有很多具有指导意义和参考价值，但都有其合理性，有很多具有指导意义和参考价值，但都有其合理性，有很多具有指导意义和参考价值，但至今仍没有一种模型能真正具体指导一口井的井壁稳至今仍没有一种模型能真正具体指导一口井的井壁稳至今仍没有一种模型能真正具体指导一口井的井壁稳至今仍没有一种模型能真正具体指导一口井的井壁稳定技术定技术定技术定技术(为什么为什么为什么为什么?)?)?)?)，大都是，大都是，大都是，大都是指出方向，明确思路再由指出方向，明确思路再由指出方向，明确思路再由指出方向，明确思路再由经验加以分析、判断、实验加以验证，通过实践形成经验加以分析、判断、实验加以验证，通过实践形成经验加以分析、判断、实验加以验证，通过实践形成经验加以分析、判断、实验加以验证，通过实践形成实用技术。实用技术。实用技术。实用技术。井壁坍塌应（压）力：井壁坍塌应（压）力：P P塌塌30众所周之井壁稳定是岩石力学众所周之井壁稳定是岩石力学众所周之井壁稳定是岩石力学众所周之井壁稳定是岩石力学-化学相耦合的问化学相耦合的问化学相耦合的问化学相耦合的问题题题题,所以所以所以所以一般情况下，人们常把井壁稳定问题主要分一般情况下，人们常把井壁稳定问题主要分一般情况下，人们常把井壁稳定问题主要分一般情况下，人们常把井壁稳定问题主要分成二大类：成二大类：成二大类：成二大类：水敏性地层的井壁稳定问题水敏性地层的井壁稳定问题水敏性地层的井壁稳定问题水敏性地层的井壁稳定问题破碎性地层的井壁稳定问题破碎性地层的井壁稳定问题破碎性地层的井壁稳定问题破碎性地层的井壁稳定问题而对地应力异常及塑性地层（软泥岩、纯盐层而对地应力异常及塑性地层（软泥岩、纯盐层而对地应力异常及塑性地层（软泥岩、纯盐层而对地应力异常及塑性地层（软泥岩、纯盐层）的井壁稳定问题不划归此列。）的井壁稳定问题不划归此列。）的井壁稳定问题不划归此列。）的井壁稳定问题不划归此列。井壁坍塌应（压）力：井壁坍塌应（压）力：P P塌塌31 主要指泥、页岩地层、钻井实施中井壁稳定问主要指泥、页岩地层、钻井实施中井壁稳定问主要指泥、页岩地层、钻井实施中井壁稳定问主要指泥、页岩地层、钻井实施中井壁稳定问题。它们占题。它们占题。它们占题。它们占80%80%80%80%。坍塌应力坍塌应力坍塌应力坍塌应力P P P P塌塌塌塌由地应力、地层岩石力学性质、岩由地应力、地层岩石力学性质、岩由地应力、地层岩石力学性质、岩由地应力、地层岩石力学性质、岩石强度、地层流体压力、井眼状态（井斜、方位石强度、地层流体压力、井眼状态（井斜、方位石强度、地层流体压力、井眼状态（井斜、方位石强度、地层