鄧建明 馬英文

中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司

渤中凹陷西南環(huán)帶深層含油氣構(gòu)造是渤海灣乃至我國(guó)東部迄今發(fā)現(xiàn)最大的中深層天然氣田［1-2］，對(duì)我國(guó)華北地區(qū)冬季天然氣保供和綠色低碳發(fā)展具有重要意義。渤中凹陷包括渤中19-6、渤中21/22和渤中13-2三個(gè)含油氣構(gòu)造，總體資源規(guī)模烴類氣1561 億m3、凝析油10 307 萬m3，開發(fā)潛力巨大［3-5］。渤海中深層天然氣以孔店組、太古界潛山為主要目的層，埋深均超過4 000 m3，具有儲(chǔ)層埋藏深、成藏地質(zhì)復(fù)雜、地層壓力異常、可鉆性差等特點(diǎn)［6-8］，給鉆探作業(yè)帶來諸多挑戰(zhàn)，如何安全、環(huán)保、高效地開展鉆井作業(yè)成為攻關(guān)的方向。

自2010年渤海灣第1口深層科探井BZ21-2-1井開始鉆探，至2017年BZ19-6-4/5井測(cè)試獲得中深層天然氣重大勘探發(fā)現(xiàn)，近十年以來，針對(duì)渤海中深層的儲(chǔ)層特點(diǎn)和技術(shù)難題，借助國(guó)家科技重大專項(xiàng)、中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司重大科技專項(xiàng)、渤海油田穩(wěn)產(chǎn)3 000萬噸重大科技專項(xiàng)以及自主研究等平臺(tái)，渤海油田通過技術(shù)攻關(guān)逐漸形成一套中深層安全、環(huán)保、高效的鉆完井關(guān)鍵技術(shù)體系。實(shí)踐證明，該關(guān)鍵技術(shù)體系可為今后海上類似的中深層天然氣井鉆完井作業(yè)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒和參考。

1 氣藏地質(zhì)特征

渤中19-6構(gòu)造經(jīng)歷了加里東、印支、海西、燕山、喜山多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的改造，太古界變質(zhì)巖潛山斷裂發(fā)育，主要發(fā)育3組斷裂體系，分別為近SN向的走滑斷裂體系以及NEE向的張性斷裂體系，局部發(fā)育NW向斷裂體系，形成了裂縫型儲(chǔ)集層［9］。太古界潛山儲(chǔ)層巖性主要為二長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)片麻巖和混合片麻巖等，靠近大斷裂處可見斷層角礫巖，研磨性極強(qiáng)。儲(chǔ)層縱向分帶性明顯，儲(chǔ)集空間以裂縫為主，亦可見沿縫發(fā)育的溶蝕孔隙。孔隙度2.7%～12.8%，均值為5.3%，滲透率0.01～11.81 mD，均值為0.733 mD；在裂縫發(fā)育段孔隙度可達(dá)12.5%～12.8%，滲透率可達(dá)11.81 mD。已鉆探井在太古界潛山測(cè)試獲得的地層溫度和壓力資料表明，潛山構(gòu)造壓力系數(shù)為1.15～1.26，屬弱超壓凝析氣田；地溫梯度為3.3～3.4℃/100 m，為正常的溫度系統(tǒng)，局部異常高溫可達(dá)150 ℃以上［9-10］。

潛山上覆地層自上而下分別為新近系明化鎮(zhèn)組、館陶組，古近系東營(yíng)組和沙河街組，構(gòu)造區(qū)南部局部發(fā)育孔店組。明化鎮(zhèn)組發(fā)育塑性泥巖，東下段及沙河街組均發(fā)育異常壓力，實(shí)測(cè)地層壓力系數(shù)最高1.52，孔店組厚層砂礫巖研磨性極強(qiáng)。

2 勘探鉆井歷程

渤海中深層勘探主要集中于渤中21/22、渤中13-2和渤中19-6等含油氣構(gòu)造，作業(yè)時(shí)間開始于2010年，第1口鉆探井為渤海灣中深層科學(xué)探索井BZ21-2-1［11-12］。該井的成功鉆探，發(fā)現(xiàn)天然氣控制地質(zhì)儲(chǔ)量497.74 億m3，原油控制地質(zhì)儲(chǔ)量304.56萬t，天然氣探明儲(chǔ)量89.39 億m3，證明了渤中潛山地層具有良好的資源前景和開發(fā)潛力。同時(shí)，BZ21-2-1井也是渤海灣第1口典型的高溫高壓井，該井的成功實(shí)施創(chuàng)下渤海油田鉆探的多項(xiàng)記錄，為渤海中深層高溫高壓井作業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［10，13-14］。

BZ21-2-1井實(shí)施后，在渤中21/22構(gòu)造區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)6個(gè)油氣田和4個(gè)含油氣構(gòu)造，證實(shí)為富油氣區(qū)帶。根據(jù)鉆探結(jié)果和成藏條件分析，渤中21/22構(gòu)造區(qū)具有較大的儲(chǔ)量規(guī)模。其中渤中22-1構(gòu)造位于渤中21-2含油氣構(gòu)造的東部，T8層為一較大型的斷鼻構(gòu)造，其潛山圈閉頂面前者相對(duì)后者高約500 m，為了揭示渤中22-1構(gòu)造的含油氣性，進(jìn)一步擴(kuò)大整個(gè)渤中21/22構(gòu)造的儲(chǔ)量規(guī)模，于2013年成功在渤中22-1構(gòu)造實(shí)施科探井BZ22-1-2。BZ22-1-2井鉆遇奧陶系碳酸鹽巖古潛山，探明天然氣規(guī)模儲(chǔ)量約500 億m3，標(biāo)志著渤海油田在渤中凹陷深埋古潛山天然氣勘探獲得重大突破［3］。

2016年12月，渤中19-6構(gòu)造第1口探井BZ19-6-1井開鉆，在明下段、館陶組、東營(yíng)組、孔店組和太古界均見油氣顯示。該區(qū)共部署探井11口，截止目前已累計(jì)完成7口探井的作業(yè)，已鉆和在鉆井中均發(fā)現(xiàn)良好的油氣顯示，尤其是在孔店組及太古界潛山測(cè)試獲得高產(chǎn)，喜獲大型整裝優(yōu)質(zhì)凝析氣田，新增三級(jí)烴類地質(zhì)儲(chǔ)量686.66 億m3，凝析油地質(zhì)儲(chǔ)量6 804.03 萬m3，其中探明烴類氣地質(zhì)儲(chǔ)量408.40億 m3，凝析油地質(zhì)儲(chǔ)量4 085.21 萬m3，實(shí)現(xiàn)了渤海海域天然氣勘探新突破，為渤海油田持續(xù)上產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的儲(chǔ)量基礎(chǔ)［3，14］。

3 技術(shù)難點(diǎn)

從渤中19-6區(qū)域勘探鉆井實(shí)施效果來看，受區(qū)域地質(zhì)特征復(fù)雜、儲(chǔ)層埋藏深、存在異常高壓、可鉆性差、太古界潛山裂縫發(fā)育等特點(diǎn)的影響，鉆井過程中井漏、井壁失穩(wěn)、憋壓、阻卡等復(fù)雜事故頻發(fā)，鉆井效率低，儲(chǔ)層保護(hù)難度大，同時(shí)井底高溫和地層壓力異常也造成較高的井筒安全風(fēng)險(xiǎn)和井控風(fēng)險(xiǎn)［15-18］。

3.1 儲(chǔ)層埋藏深，地層壓力系統(tǒng)復(fù)雜

渤中19-6區(qū)塊主要目的層埋藏較深，作業(yè)井深均超4 000 m，其中BZ19-6-9井設(shè)計(jì)井深近5 000 m，該區(qū)塊自東二下段發(fā)育異常，沙河街組實(shí)測(cè)壓力系數(shù)最高達(dá)1.52，孔店組砂礫巖實(shí)測(cè)均有超壓發(fā)育，但其垂直有效應(yīng)力與速度交匯圖顯示加載曲線與實(shí)測(cè)壓力點(diǎn)投影不重合，超壓成因?yàn)榉乔穳簩?shí)成因，綜合其實(shí)測(cè)壓力點(diǎn)表現(xiàn)為明顯隨深度線性增加的特征，超壓來自于鄰近油氣充注傳導(dǎo)。潛山井段無法采用常規(guī)壓力預(yù)測(cè)手段對(duì)三壓力剖面進(jìn)行有效預(yù)測(cè)，導(dǎo)致作業(yè)過程中多次發(fā)生溢流進(jìn)行壓井［10，16，19］。

3.2 地層可鉆性差，鉆井效率低

該區(qū)塊自上而下鉆遇多套地層，巖性復(fù)雜多變，其中在館陶組中下部鉆遇厚層砂礫巖，對(duì)鉆頭磨損較大；東營(yíng)組鉆遇火成巖，易垮塌、易漏失；孔店組鉆遇大套砂礫巖，抗壓實(shí)強(qiáng)度高達(dá)227.7 MPa，太古界潛山為致密花崗片麻巖，抗壓實(shí)強(qiáng)度高達(dá)276 MPa，可鉆性極差。渤海油田中部?jī)?chǔ)層巖石研磨性強(qiáng)，可鉆性差是導(dǎo)致平均機(jī)械鉆速和鉆井效率低的關(guān)鍵原因，同時(shí)鉆井過程中復(fù)雜事故頻發(fā)，作業(yè)時(shí)效低。對(duì)2010年以后中深層井鉆井效率進(jìn)行分析，10口井平均井深4 094 m，平均鉆井工期64.5 d，平均生產(chǎn)時(shí)效71%，其中BZ13-1-A3井非生產(chǎn)時(shí)間高達(dá)2 462 h，生產(chǎn)時(shí)效僅為46%。因此，鉆井提速和提高作業(yè)時(shí)效是渤海中深層鉆井亟需攻克的關(guān)鍵難題。

3.3 井壁失穩(wěn)現(xiàn)象突出

從整個(gè)渤中區(qū)域前期鉆井實(shí)踐來看，井壁失穩(wěn)現(xiàn)象頻發(fā)，造成工期較長(zhǎng)，非生產(chǎn)時(shí)間占比較高，井壁失穩(wěn)主要表現(xiàn)為井壁坍塌、頻繁憋壓、阻卡、井漏、溢流，其中井壁坍塌比例達(dá)63%。上部井段坍塌主要由于軟泥巖較為發(fā)育，其復(fù)雜情況主要是劃眼/倒劃眼頻繁，井徑擴(kuò)大現(xiàn)象較明顯。中深層巖性復(fù)雜，廣泛存在硬脆性泥頁巖，部分發(fā)育火成巖，此類地層存在裂縫、微裂縫，鉆井液侵蝕后出現(xiàn)井壁坍塌，返出較多碎屑及掉塊，導(dǎo)致嚴(yán)重阻卡現(xiàn)象頻繁發(fā)生。此外，深部地層壓力體系復(fù)雜，部分區(qū)塊高壓分布廣泛，起壓快，壓力臺(tái)階多，過渡帶不明顯；高壓井井壁失穩(wěn)主要是發(fā)生在泥頁巖、火成巖和砂礫巖層段的坍塌［18，20-21］。

3.4 儲(chǔ)層保護(hù)難度大

渤海中深部?jī)?chǔ)層多屬于中低孔滲和裂縫型儲(chǔ)層，太古界潛山儲(chǔ)層裂縫發(fā)育，同時(shí)區(qū)塊斷層異常發(fā)育，平均每口井鉆遇2.5個(gè)斷層，BZ19-6-2井鉆探過程中曾發(fā)生過失返性漏失，儲(chǔ)層傷害機(jī)理比較復(fù)雜，傷害類型多，儲(chǔ)層保護(hù)難度較大。此外，中深部?jī)?chǔ)層鉆井液密度高、浸泡時(shí)間長(zhǎng)，易造成水鎖性傷害，增加油氣返排阻力，返排困難［22-23］。

3.5 井筒安全風(fēng)險(xiǎn)和井控風(fēng)險(xiǎn)高

該區(qū)域儲(chǔ)層埋藏深，井底溫度高，對(duì)鉆井液材料、井下及井口設(shè)備、工具、儀器的密封件的耐溫等級(jí)要求高［15-16］。同時(shí)，對(duì)渤中19-6區(qū)塊已鉆井測(cè)壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在古近系均發(fā)育異常高壓儲(chǔ)層，高壓的存在對(duì)該區(qū)鉆井井控措施和鉆井裝備要求更高。另外，中深部?jī)?chǔ)層流體含有CO2和SO2等腐蝕氣體，要求井下工具及鉆井裝備具備耐腐蝕性能，使得中深部?jī)?chǔ)層面臨的井筒安全風(fēng)險(xiǎn)和井控風(fēng)險(xiǎn)更高。

4 中深層鉆完井關(guān)鍵技術(shù)

基于以上技術(shù)難點(diǎn)，經(jīng)過“十二五”、“十三五”期間的技術(shù)攻關(guān)，形成了一套適合渤海中深層天然氣田勘探開發(fā)的鉆完井關(guān)鍵技術(shù)體系［11，14，24-29］。

4.1 地質(zhì)工程一體化快速評(píng)價(jià)技術(shù)

為了解決就位困難區(qū)域鉆探難題，結(jié)合地質(zhì)油藏目的、技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)性等因素，地質(zhì)工程緊密結(jié)合，優(yōu)化各井段資料錄取項(xiàng)目，減少工程裸眼暴露時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了低成本勘探目的。針對(duì)潛山界面卡層深度預(yù)測(cè)誤差大、巖性預(yù)測(cè)誤差大、鉆井巖屑辨識(shí)難等難點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，形成了鉆、錄、巖、流四位一體深層潛山卡層技術(shù)：通過鉆井參數(shù)法（鉆）、元素衍射組合技術(shù)（錄）及時(shí)判斷巖石可鉆性、巖性界面；通過元素衍射組合技術(shù)、薄片鑒定及特征礦物指征法綜合判斷巖性界面的準(zhǔn)確性；通過流體相指征差異法（三維熒光、氣測(cè)參數(shù)分析等）輔助判斷潛山界面。鉆前，油藏地質(zhì)專業(yè)在實(shí)現(xiàn)自身專業(yè)評(píng)價(jià)目的基礎(chǔ)上，對(duì)鉆完井專業(yè)進(jìn)行淺層氣、井漏等復(fù)雜情況風(fēng)險(xiǎn)提示，鉆完井專業(yè)合理優(yōu)化設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)，規(guī)避復(fù)雜地層情況，同時(shí)做好鉆前風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)預(yù)案和準(zhǔn)備。鉆井過程中，鉆完井專業(yè)在保證鉆井作業(yè)安全、高效的同時(shí)，協(xié)助油藏地質(zhì)專業(yè)進(jìn)行資料錄取等作業(yè)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)油藏專業(yè)快速評(píng)價(jià)的目的。

4.2 井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化與安全控制技術(shù)

渤海中深層天然氣田鉆探初期一直沿用中海油常用的深井六開制井身結(jié)構(gòu)，使得井身結(jié)構(gòu)冗余，嚴(yán)重制約了鉆探的提速提效。在充分分析隔水導(dǎo)管入泥及支撐能力等因素基礎(chǔ)上，結(jié)合已鉆探井經(jīng)驗(yàn)，基于地震速度場(chǎng)采用Eaton法進(jìn)行超壓預(yù)測(cè)，結(jié)合三壓力剖面、井控、固井當(dāng)量、提速等因素優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，調(diào)整各層套管下深，封固復(fù)雜地層，降低作業(yè)難度，提高作業(yè)時(shí)效［16-17］。使用?609.6 mm隔水導(dǎo)管代替?762 mm隔水導(dǎo)管+?508 mm表層套管組合，將六開井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化至五開；將原先的?444.5 mm井眼優(yōu)化為?406.4 mm井眼，并同時(shí)優(yōu)化該井眼中完深度，不鉆塑性泥巖層，減少了單位進(jìn)尺的破巖能量，提高了鉆井效率，優(yōu)化前和優(yōu)化后的井身結(jié)構(gòu)見圖1所示。

圖1 渤中19-6區(qū)塊井身結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化過程Fig.1 Sustained optimization process of casing program of BZ19-6 Block

實(shí)鉆過程中，采用Prevue結(jié)合EDrilling系統(tǒng)對(duì)所鉆地層進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力監(jiān)測(cè)。鉆后，根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)真實(shí)地層壓力系數(shù)進(jìn)行反演，用以指導(dǎo)后續(xù)井鉆井作業(yè)。因此，通過技術(shù)攻關(guān)形成了一套鉆前預(yù)測(cè)、鉆中修正、鉆后回歸的地質(zhì)卡層與壓力評(píng)價(jià)技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了異常壓力地層的精準(zhǔn)識(shí)別，保證了鉆井設(shè)計(jì)和施工作業(yè)的安全。

4.3 中深層鉆井提速關(guān)鍵技術(shù)

為解決中深層地層可鉆性差、機(jī)械鉆速低的難題，將已鉆井地層巖石力學(xué)參數(shù)與鉆井參數(shù)、鉆頭磨損、地層巖性等因素相結(jié)合，通過鉆頭優(yōu)化選型、針對(duì)不同地層采用配套鉆井提速工具，優(yōu)化鉆井參數(shù)控制和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理，形成了一套與地層特性相匹配的鉆井提速工藝技術(shù)體系［24-26］，鉆井提速獲得重大突破，砂礫巖地層機(jī)械鉆速提高114%，潛山地層機(jī)械鉆速提高142%、單只鉆頭進(jìn)尺增加139%。

鉆頭優(yōu)化選型方面，針對(duì)太古界潛山花崗片麻巖，創(chuàng)新了PDC鉆頭針對(duì)性設(shè)計(jì)，選用抗沖擊性更強(qiáng)的忍者齒，在不減少鉆頭攻擊性的情況下，增加鉆頭整體抗沖擊性。同時(shí)，針對(duì)上部?406.4 mm井段明化鎮(zhèn)地層特點(diǎn)，采用強(qiáng)攻擊性鉆頭配合3.4頭?285.75 mm大馬達(dá)鉆進(jìn)、海水膨潤(rùn)土漿深鉆、優(yōu)化鉆井參數(shù)等措施，機(jī)械鉆速提高至57.79 m/h，機(jī)械鉆速提高80%。配套鉆井提速工藝方面，針對(duì)明化鎮(zhèn)下段綠灰色泥巖夾薄層砂巖和東二段大套泥巖與細(xì)砂巖互層地層，采用PV VOTEX工具提速［24-25］，在保證井斜解放鉆壓至120 kN，平均機(jī)械鉆速提高57%。針對(duì)東三段、沙河街組（薄層）及厚層孔店組砂礫巖鉆井提速，采用復(fù)合沖擊器或扭沖工具提速，使用抗研磨新型鉆頭，優(yōu)化組合和參數(shù)，砂礫巖平均機(jī)械鉆速提高114%。根據(jù)鉆機(jī)作業(yè)能力，優(yōu)化鉆井參數(shù)，最大化利用設(shè)備，也是提速的關(guān)鍵。

4.4 鉆井液及油氣層保護(hù)技術(shù)

該區(qū)域潛山屬于裂縫性花崗巖凝析氣層，屬于低孔低滲儲(chǔ)層，易漏失，氣層易受到水鎖性傷害，造成返排壓力增加。針對(duì)潛山裂縫性氣層，采用抗高溫低密度無固相鉆井液HSD體系［27-28］，有機(jī)鹽/無機(jī)鹽復(fù)合加重，不引入其他固相，在鉆井液/測(cè)試液中都加入0.5%防水鎖劑PF-SATRO-1，預(yù)防作業(yè)過程中的水鎖性傷害。開鉆前，清洗所有循環(huán)系統(tǒng)，保證開鉆鉆井液的清潔，合理利用固控設(shè)備控制鉆井液中固相，防止有害固相污染油氣層。潛山鉆進(jìn)中，在發(fā)生輕微漏失的情況下，使用可酸溶的封堵材料PF-HTC進(jìn)行堵漏作業(yè)。此外，針對(duì)上部沙河街地層加強(qiáng)封堵提高鉆井液承壓能力，減少高壓差下鉆井液濾液的侵入深度，在體系中加入增強(qiáng)劑PF-STRH以提高井壁承壓能力。同時(shí)進(jìn)行中途測(cè)試，減少潛山上部油氣層的暴露時(shí)間，降低上部油氣層受污染概率。

4.5 深層潛山裸眼中途測(cè)試技術(shù)

渤中19-6構(gòu)造儲(chǔ)層埋藏深，地層溫度高，對(duì)測(cè)試工具耐溫性和測(cè)試液穩(wěn)定性的要求高，同時(shí)潛山微裂縫發(fā)育，儲(chǔ)層保護(hù)難度大，地層流體性質(zhì)復(fù)雜，含有毒有害氣體。針對(duì)深層潛山測(cè)試難題，通過優(yōu)化管柱結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化非目的層地質(zhì)資料錄取，加強(qiáng)潛山裂縫性儲(chǔ)層保護(hù)，優(yōu)化低滲儲(chǔ)層射孔工藝，形成了一套“坐套測(cè)裸”潛山裸眼測(cè)試技術(shù)，即在測(cè)試中采用全通徑壓控測(cè)試閥，封隔器坐封于套管內(nèi)，對(duì)整個(gè)裸眼段進(jìn)行測(cè)試，解決了常規(guī)潛山測(cè)試工藝存在的一些問題和不足。該套測(cè)試工藝的應(yīng)用將測(cè)試周期縮短59%，生產(chǎn)時(shí)效提高100%［11，29］。

為了防止測(cè)試過程中管柱卡阻的發(fā)生，通過優(yōu)化測(cè)試液體系，采用無固相鉆井液體系，在封隔器坐封后，替入10 m3新配置鉆井液至封隔器坐封位置以上；同時(shí)，在測(cè)試管柱方面，采用APR工具坐套測(cè)裸，可實(shí)現(xiàn)多次開關(guān)井、管柱試壓、替測(cè)試液墊，且管柱不進(jìn)入裸眼段，避免了潛山花崗巖地層因出砂導(dǎo)致的測(cè)試管柱遇卡。為了最大限度降低激動(dòng)壓力的影響，在誘噴工藝方面，采用0.86 g/cm3柴油灌至井口，管柱不掏空；同時(shí)，開關(guān)井制度采用兩開兩關(guān)井制度，開井時(shí)用油嘴控制井口壓力，緩慢調(diào)整。另外，反洗井方面，先反洗出油氣后繼續(xù)大排量反洗井不少于2個(gè)管柱容積，且期間不停泵，保證管柱中雜質(zhì)不進(jìn)入環(huán)空。經(jīng)過不斷改進(jìn)，測(cè)試工藝日趨成熟，形成了一套成熟的坐套測(cè)裸的管理模式，建立了現(xiàn)場(chǎng)太古界潛山的現(xiàn)場(chǎng)精細(xì)化作業(yè)管理流程。

5 技術(shù)發(fā)展方向

隨著渤海中深層天然氣田勘探領(lǐng)域的拓展，呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)和挑戰(zhàn)，如面臨儲(chǔ)層埋藏更深、地質(zhì)環(huán)境更為復(fù)雜、地層溫度壓力更高、壓力窗口變窄等地質(zhì)條件，作業(yè)難度更大，安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)更高?？傮w而言，未來渤海中深層天然氣開發(fā)鉆完井技術(shù)發(fā)展方向主要有以下幾個(gè)方面。

（1）隨著渤海中深層天然氣勘探的逐步深入，鉆井深度逐漸增加，必然會(huì)面臨更高溫度和壓力的考驗(yàn)。針對(duì)未來溫度和壓力等級(jí)更高的井，作業(yè)難度快速上升，亟需進(jìn)一步從井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、套管選材、井控能力、安全控制、應(yīng)急救援等方面開展系統(tǒng)研究，做好技術(shù)儲(chǔ)備，在保證安全高效鉆井的同時(shí)，降低勘探開發(fā)綜合成本。

（2）中深部地層井壁穩(wěn)定仍然是研究的重點(diǎn)，渤海中深部?jī)?chǔ)層會(huì)鉆遇硬脆性泥頁巖、部分鉆遇火成巖和砂礫巖，常規(guī)井壁穩(wěn)定分析方法已不滿足深部?jī)?chǔ)層坍塌壓力、破裂壓力的預(yù)測(cè)需求。未來應(yīng)以中深部易坍塌地層為研究對(duì)象，通過易坍塌地層巖石理化性質(zhì)及應(yīng)力-化學(xué)-滲流耦合作用機(jī)理研究，建立井壁穩(wěn)定分析模型，揭示井壁失穩(wěn)機(jī)理，建立一套可以合理計(jì)算的安全鉆井液密度窗口，精確預(yù)測(cè)安全鉆井周期系統(tǒng)的井壁穩(wěn)定預(yù)測(cè)方法，為現(xiàn)場(chǎng)制定相應(yīng)的工程對(duì)策提供技術(shù)支撐。

（3）根據(jù)目前中深部地層研磨性強(qiáng)、可鉆性差、平均機(jī)械鉆速偏低、鉆井效率偏低的情況，結(jié)合渤中沙河街泥巖、硬質(zhì)砂礫巖、潛山花崗巖地層特性及可鉆性特點(diǎn)，研究提高對(duì)應(yīng)地層破巖效率的新型鉆頭設(shè)計(jì)思路，基于深井鉆具受力模擬優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步攻關(guān)提速工藝及應(yīng)對(duì)措施。結(jié)合鉆具結(jié)構(gòu)受力分析，開展軌道設(shè)計(jì)優(yōu)化、鉆井參數(shù)敏感性等研究，提高機(jī)械鉆速，減少鉆具疲勞。

（4）太古界潛山地層主要由砂巖、碳酸鹽巖等組成，承壓能力較低，鉆井過程中經(jīng)常發(fā)生井漏問題，影響作業(yè)安全和進(jìn)度。壓力控制鉆井（MDP）是保障潛山地層安全鉆井的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)［30-31］，在渤海中深層天然氣田潛山地層鉆井的適用性高。利用控制壓力鉆井技術(shù)鉆開潛山地層儲(chǔ)層，可以提高油氣產(chǎn)量，減少復(fù)雜情況和事故的發(fā)生，縮短作業(yè)時(shí)間，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

（5）鉆完井液方面，未來更強(qiáng)調(diào)高密度、抗高溫、無固相的鉆完井液體系的研究，進(jìn)一步提高體系的抗溫性能和儲(chǔ)層保護(hù)性能?；谀壳皣?guó)家對(duì)鉆完井液“零排放”的要求，環(huán)保型仿油基鉆井液體系是未來攻關(guān)研究方向。同時(shí)，由于渤海中深部?jī)?chǔ)層鉆井液密度高，儲(chǔ)層浸泡時(shí)間長(zhǎng)，易造成水鎖性傷害，因此中深層防水鎖降壓助排儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)亟需攻關(guān)。

（6）隨著未來面臨的地質(zhì)條件和溫壓條件更為嚴(yán)苛，完井測(cè)試工具和防噴器、阻流管匯及控制系統(tǒng)壓力等級(jí)應(yīng)做相應(yīng)的提升，在安全控制方面更強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性、全局性。同時(shí)，隨著作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的增加和事故后果的嚴(yán)重，需要發(fā)展成熟的應(yīng)急救援技術(shù)和海上應(yīng)急救援快速反應(yīng)裝備。

（7）中深井作業(yè)難度大，工期長(zhǎng)，費(fèi)用高，為了節(jié)約開支，保持效益最大化，保留探井轉(zhuǎn)生產(chǎn)井是未來的發(fā)展方向。如何再利用已經(jīng)棄置的井恢復(fù)生產(chǎn)是海上油田一大難題，必須通過技術(shù)創(chuàng)新，突破難題。

6 結(jié)論

渤海淺層勘探歷經(jīng)50年，獲得了一批大中型油田，但隨著勘探程度的增加，勘探難度越來越大，渤海深層勘探勢(shì)必成為渤海未來重要的儲(chǔ)量增長(zhǎng)領(lǐng)域。渤海中深層勘探歷經(jīng)10余年的發(fā)展，通過不斷的科研攻關(guān)和鉆井實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，成功發(fā)現(xiàn)渤中凹陷凝析氣田，是渤海灣乃至我國(guó)東部迄今發(fā)現(xiàn)最大的中深層天然氣田，開發(fā)潛力巨大。面對(duì)中深層天然氣田的鉆探難題與挑戰(zhàn)，通過技術(shù)和管理創(chuàng)新，持續(xù)開展井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工藝技術(shù)創(chuàng)新、工具優(yōu)選改型、鉆井參數(shù)精算，實(shí)施精準(zhǔn)鉆井，實(shí)行項(xiàng)目精細(xì)化管理，形成了一套中深層安全、環(huán)保、高效鉆完井關(guān)鍵技術(shù)體系和項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)了渤中19-6深層鉆探提速提效的重大突破。然而，隨著渤海中深層天然氣田勘探領(lǐng)域的拓展，勢(shì)必將面臨更多挑戰(zhàn)，現(xiàn)有技術(shù)水平亟待升級(jí)完善。面對(duì)未來嚴(yán)峻的鉆探形勢(shì)，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)中深層鉆完井技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)適應(yīng)更復(fù)雜條件下的設(shè)備、材料和新工藝技術(shù)，完善海上應(yīng)急救援體系，保障中深層鉆井作業(yè)安全，降低勘探開發(fā)成本，提高勘探開發(fā)效果。