李文龙 高德利 杨进 张祯祥

中国石油大学石油工程教育部重点实验室

按照国际通用概念，井深超过4 500 m的井称为深井，超过 6 000 m 的井为超深井，超过 9 000 m的井为特深井［1］。随着浅层油气资源的日益枯竭，油气资源的开发向深水、深部地层发展。研究表明，我国未探明油气资源储量73%埋藏在深层［2］。我国在超深井钻探领域起步较晚，且与国外有一定差距。美国于1949年完钻世界上第一口超深井，井深6 254.8 m，美国及欧洲的超深井钻井技术处于世界先进水平。我国在1976年钻成第一口超深井，井深 6 011 m［3］。20 世纪 90年代末期以来，塔里木盆地、四川盆地的大规模勘探开发，我国超深井数量越来越多，但在深水超深井方面还处于起步阶段。

超深井钻井时常遇到一些难题，特别是深水超深井，与陆上相比，成本更高，风险更大。对于超深井钻井，高温高压的问题几乎是不可避免的［4］，深度 6 000 m 的超深井，井底地层温度至少在 150 ℃以上，甚至超过300 ℃。对于深水超深井，虽然海水温度随深度降低，但由于地温梯度的存在，目的层温度依然很高。高温工况对于钻具、钻头、钻井液都是一个巨大的挑战。在深水进行超深井钻井作业时，钻井液首先与海水进行热量交换，进入地层后与地层发生热量交换，由于地层温度不断升高，钻井液进入井底后被地层加热，相反，井壁被钻井液冷却。温度的变化不仅会造成井壁稳定问题，还会导致钻井液性质的变化，严重的甚至会引起钻井液失活［5］。因此，准确预测深水超深井钻井时的温度剖面，对于后续的钻具选择、钻井液优选、管柱校核、固井设计等非常重要，对于深水超深井的安全钻进也具有非常重要的意义。……