发展中的中国现代钻井

发展中的中国现代石油钻井刘钺中国是世界上最早进行石油天然气钻井的国家之一•挖掘井、掘凿井到卓筒井的发展是钻井技术发展的重大转折•公元前69年的西汉时期，在掘凿盐井时发现浅层天气，并用以熬盐•1041-1048年宋仁宗庆历期间中国出现卓筒井（井径较小的井）•1835年请道光年间于四川自贡地区钻成井深1001.42m天然气井，是世界上第一口井深超千米的井。近代中国石油工业没有得到正常的发展，石油钻井发展十分缓慢。•1878年清光绪四年用引进蒸汽机驱动顿钻在台湾苗栗地区钻成中国第一口油井•1907年清光绪33年用引进蒸汽机驱动顿钻钻机在陕西延长县钻成延1井。这是中国大陆上的第一口油井。•1878年-1911年在四川、陕西、新疆等共钻井十口，进尺1050m.。近代中国石油工业没有得到正常的发展，石油钻井发展十分缓慢。•1936-1943年新疆省政府与苏联政府合办独山子油矿•1939年发现老君庙油田近代中国石油工业没有得到正常的发展，石油钻井发展也十分缓慢。•1878-1949年历经71年•完井146口，进尺6452m.钻井装备全部进口，动用钻机未超过十台•1949年大陆原油产量12.09×104m3天然气1117×104m3。１９４９年--２００9年石油工业快速发展石油钻井技术进步突飞猛进划分四个时期•初创时期（１９５０－１９５９年）•发展时期（１９６０－１９７８年）•现代石油钻井提高时期（１９７９－２００0年）•自动化智能化钻井时期（进入２１世纪）石油钻井的初创时期（１９５０－１９５９年）钻井机构和队伍•1950年7月1日燃料部设立石油管理总局•1953年石油管理总局成立钻井处统一管理全国的钻井生产工作•1951年在新疆成立中苏石油公司•玉门油矿、陕西延长油矿、四郎庙和永坪，以及青海民和地区成立了钻探大队•四川成立了西南石油勘探处石油钻井的初创时期（１９５０－１９５９年）钻井机构和队伍1952年中国人民解放军19军57师7000余名官兵改编为石油工程第一师，大部分充实钻井队伍。1953年在西安成立了石油钻探局领导全国勘探、钻井工作。钻井队也有了很快的发展石油钻井的初创时期（１９５０－１９５９年）•1949年的8个队发展到1959年的474个队（含地质部107个队）•钻井集中在玉门的老君庙、三号重力高、鸭儿峡、白杨河、陕北的七里镇、四郎庙、永坪，四川省的隆昌、龙女、合川、江油、石油沟，新疆的独山子、克拉玛依、白碱滩。青海的民和、冷湖等地区。发现了克拉玛依、鸭儿峡油田石油钻井的初创时期（１９５０－１９５９年）1950-1959年全国•完井7421口•钻井进尺576万米•累计生产原油1193万吨•天然气5.89亿立方米。石油钻井的初创时期（１９５０－１９５９年）钻井装备初期钻井装备多数是从前苏联、罗马尼亚引进的。3200m的钻机有Y2－4－3、Y2－4－5、Y2－4－5Д、R3200。1000m左右的钻机有БУ－40、БА-40钻机等。玉门、四川解放前还买了几台美国的30型、50型、75型钻机。引进了前苏联、罗马尼亚的套管、牙轮钻头、取心钻头、涡轮钻具、钻杆、钻铤、防喷器、水泥车、打捞工具等。石油钻井的初创时期（１９５０－１９５９年）•1953年石油管理总局第一机械厂（后称宝鸡厂），先后研制顿钻钻头、天车、试油井架、钻杆接头、射孔枪、41m钻井井架及底座。•1954年5月杭州通用机械厂开始生产牙轮钻头•1955年上海石油机械配件公司成立，当年完成近3000t产品。包括采油树、牙轮钻头等产品石油钻井的初创时期（１９５０－１９５９年）•1956年开始建设兰州石油化工机械厂，兰州通用机械厂开始转产石油机械•1957年太原矿山机械厂仿制成苏联БУ-40钻机。•1959年兰州石油化工机械厂仿制成苏联у2-4-5Д钻机。•经过近10年的努力，中国初步建成自己的钻井装备制造业，能按照苏联提供的图纸生产钻机，可以生产钻井配件和工具，标志着中国没有钻井装备制造业的历史已经结束。石油钻井的初创时期（１９５０－１９５９年）钻井工艺•多数地区使用转盘钻井,技术措施是轻压、小排量、低转速，延长油矿使用顿钻。•1952年6月玉门河西区钻井会议，确定推广前苏联的“重压、快转速、大排量”钻井经验。开始钻3200m井深的井。•1955年开始用涡轮钻具进行侧钻处理事故。•1956年用涡轮钻具、弯接头钻成我国第一口定向井C—215井，石油钻井的初创时期（１９５０－１９５９年）•1957年在老君庙油田223井首次进行空气钻井实验，以后又进行一口浅井空气钻井。这两口井是对空气钻井的初步尝试。•钻井液为细分散钻井液，使用膨润土和褐煤粉（或丹宁）烧碱配成煤碱液进行降粘。•套管、钻杆采用苏联ГОСТ系列，全部有细口钻杆，从前苏联引进。•原油浸泡法解除卡钻。测斜使用虹吸测斜仪。还使用了钻机整体搬迁。石油钻井的初创时期（１９５０－１９５９年）企业管理建立了生产管理工作责任制，技术管理上建立了工程师专责制。钻井速度钻几月速度由1950年的139m提高到1959年的535m。石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）１９６０－１９７８年★国际上西方国家对我国进行经济封锁，中苏关系恶化撕毁合同、撤走专家，停止石油专用物资的贸易。★国内1960-1962年三年经济困难时期，1966-1976年十年文化大革命，国民经济发展受到很大干扰。国家急待石油工业发展石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）•石油工业部组织了11次石油大会战★玉门、四川、大庆、胜利、大港、江汉、辽河、长庆、吉林、河南、华北会战。★会战中加强了领导，集中了全国人力、物力，组织科技攻关，克服了重重困难，取得突出成果，钻井队伍有了很大发展，石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）•1960-1978年全国累计钻井38168口，总进尺5214.54×104m，比1950-1959年分别增长4.14和8.05，钻井取得较大进展。•原油产量10404.2×104t，实现自给（5361×104t），部分出口。有力的支持国民经济发展。石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）钻井队伍大发展•钻井队由1959年474个增加到1978年741个。钻井职工由1965年3.78万人，增加到1978年17.2万人。分别增加56%和3.6培。•钻井二线技术、后勤服务队相应得到壮大，保证了陆上、海上的钻井一线生产。石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）钻井速度大提高•大庆会战将我国浅井（1000m左右井）钻井水平大大提高了，1971年大庆油田1205钻井队创造年进尺12.7万米的最高记录。一个队一个月可钻5口～6口井。•胜利油田台年进尺达到18000m，接近国际水平。胜利油田3252钻井队钻2000m左右的井，创年进尺15.1万米最高记录。石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）钻井速度大提高•3000m左右的井，一个月钻一口井。深井钻井数量增加•超过4000m的深井31口。•大港的新港57井（5127m）。•胜利东风2井（5006m）。•江汉王2井（5163m）。•四川女基井（6011.6m）均超过5000m石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）钻井技术有了发展•华北会战摸索出一套对付裂缝性碳酸盐岩和古潜山油气藏的钻井方法•四川采用先期完井，用清水、空气、天然气钻开气层。1958年、1965年两次会战，几十台钻机实行欠平衡钻井,边喷边钻。•胜利油田形成了一套使用刮刀钻头，满眼钻具防斜，钟摆钻具纠斜，“重钻压，快转速，大排量”的快速钻进方法。石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）特殊工艺井钻井技术取得进展•玉门油田用涡轮钻具钻定向井8口，双筒井4双8口，多底井2口，空气钻井1口。•四川局1963年在南充构造270号井钻成1口3个井底的多底井，1965年钻成磨3井水平井，水平位移444.2m（井深1685m，井斜92°)；1976年钻成1口大斜度井(巴24井)，水平位移537.7m（井深1332m，井斜119°）。石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）特殊工艺井钻井技术取得进展•江汉油田在78°地层倾角构造上，利用自然造斜规律打“中靶上环”井。•1962年大庆油田在南1－3－39井钻成我国第一口救援井，井深911.5m，井斜13.3°。•1973年吉林油田钻成第二口救援井火3井，井深329m。石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）钻井液技术有了发展•1962年使用羧甲基纤维素处理剂。四川使用密度小于1的油包水钻井液，使用石灰石粉加重钻井液•1964年大庆研制成功水解聚丙稀腈与木质素磺化铁铬用于深井•1973年胜利钻井液，华北、辽河、四川、大港使用聚丙稀酰胺、水解聚丙稀酸钙钻井液，形成了低固相聚合物钻井液体系•江汉油田使用酸性羧甲基纤维素饱和盐水钻井液钻厚盐岩层。石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）新型钻头•大庆、胜利、大港先后研制成喷射式刮刀钻头、硬质合金刮刀钻头、聚晶金刚石三刮刀钻头。胜利油田一只刮刀钻头进尺3135m•江汉油田试验了密封轴承牙轮钻头石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）取心工具和技术有了发展•1961年大庆使用投砂憋泵单筒取心•1963年、1964年使用双筒取心•1965年大港研制了疏松地层取心工具，长筒取心工具。创造一次取心145.42m，取心收获率100%。•大庆油田为获得准确的开发原始数据，研制成密闭取心工具。石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）固井装备和技术•1965年大庆、胜利、大港研制成气动下灰设备，各油田使用管汇车，散装水泥库，涡轮流量计•1964年新疆使用双级注水泥成功。采用双凝水泥，加回压候凝等。石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）钻井装备有改善•1966年大庆油田将5Д钻机改成电驱动钻机，将БУ-40钻机改成电驱动钻机。•1971年我国自制成5000m钻机，3200m钻机换上了600马力钻井泵•1972年大港油田研制成功液压防喷器和万能防喷器。•1974年提出大庆Ⅰ型钻机方案。江汉矿机所完成施工图设计，兰石厂生产。动力由济南柴油机厂生产配套。由于符合当时中国的实际情况，具有好用、好修、好造的特点，因而成为中国石油钻机的主力机型。为石油工业发展做出重要贡献。•同年研制成功闪光对焊钻具设备和摩擦焊机等。石油钻井发展时期（１９６０－１９７８年）钻井生产管理•钻井队普遍建立以岗位责任制为主要内容的八项制度即岗位责任制、交接班制、巡回检查制、设备维护保养制、质量检查制、岗位练兵制、安全生产制、班组经济核算制。•机关和后勤单位干部都制订岗位工作制度。这些制度促进了干部、工人的工作责任心。•加强“三基”（基层建设、基础工作、基本功）工作，培养“三老四严”作风.先后制定钻具管理规定、钻头使用规定、钻井设备规定等。有中国特色的生产管理方式，使生产管理工作发生质的变化。现代石油钻井提高时期（１９７９－２０００年）1978年，中国石油钻井进入现代石油钻井提高时期主要特点：•运用先进设备、工具、测量仪器、计算机以及先进钻井理论和技术，进行设计、施工的钻井工程。•完成的钻井工作量、经济技术指标、钻井技术和装备达到的水平，均超过以往任何时期，不少钻井技术赶上和接近国际水平。现代石油钻井提高时期（１９７９－２０００年）完成的钻井工作量大，技术经济指标实现翻番•钻井进尺由1978年的622.3571万米，提高到2000年的1532.6705万米，是1978年的2.46倍。•交井口数由1978年的3088口增加到2000年的8472口，是1978年的2.74倍。•平均动用钻机的台年进尺由1978年的10642m。增加到2000年的26042m。是1978年的2.45倍，实现了钻机的台年进尺翻番。•1978年平均机械钻速4.98m/h,2000年平均机械钻速10.68m/h。是1978年的2.15倍。现代石油钻井提高时期（１９７９－２０００年）重大钻井技术达国际水平•喷射钻井技术（“五五”国家重点攻关项目）喷射钻井主要是提高泵压和钻头比水功率，提高喷射速度，适当缩小喷嘴尺寸和排量，结合“六五”优化钻井技术，优选水力参数