（2）在开采超高压钻井时通常需要不断提高钻井的浓密度，以便能够使地层压力得以平衡，并保证钻井液的稳定性。在提高浓密度后可能影响高粘度及高密度钻井液除气效果，井控时难以有效分离毫米级的气泡，由于无法及时进行除气，所以极易造成井喷。
（3）在压力较高的油气层中实施开采中作业时，钻井常会出现溢流问题，在井控时通常需要关井。如关井立压过大，则钻井泵所承受的压力也在变大，在钻井泵无法承受立压时，压井作业就无法正常进行，这也会对井控作业的安全性造成影响。
二、井控安全技术在钻井过程中的应用分析
1.井控难点
某油田中的钻井共有890口，油藏储层埋深为1500m-2500m，天然气储藏埋深为2850m-3650m，油气储层具有渗透率低、连通性差及岩性致密的特点，属于低丰度、低渗油气藏。由于该油藏的地层压力较大，如在井控作业中没有重视采用安全技术控制溢流或油气侵的发生，则有可能引起重大安全事故。例如，该油气田中的12H井发生了井喷事故，钻井深度为3567m，关井时套压为15.7MPa，需要采用有效的井控安全技术恢复井下的压力平衡。
2.井控安全技术应用情况
（1）改善井控设备控制能力
改善井控设备控制能力是提高井控安全性的有效措施。该油田在改善井控设备所具有的控制能力时采用了以下技术：1）油田中34H井的节流阀存在反应迟钝、响应速度慢等问题，了解节流阀及钻井实际情况后对节流阀的结构进行优化，并同时配备了与节流阀相适应的硬质合金保护套，经改造后有效提高了节流阀的精度、强度及抗腐蚀能力，目前该井未发生井涌或井喷事故。2）该油田中的76H井为高压钻井，在实施井控作业时利用了U形分离装置代替原有的传统液位分离器，采用U形分离装置前天然气的处理量为450×103m3，应用U形分离装置后处理量为670×103m3，有效保障了井控安全。3）油田中的部分高密度井存在配备钻井液速度较慢的问题，为提高配备速度，在此类钻井中应用了气动加重井控装置。应用加重装置后有效提高了钻井效率，缩短了作业人员在井下等待的时间，同时也有效提高了井控的安全性[3]。
大位移井钻井在目前属于高精尖的钻井工艺，是一项结合水平井和定位井技术的综合系统工程，该技术存在很多技术难点，随着大位移井钻井设计理论的不断优化，国产化配套技术的不断发展，已经掌握了相关的研究方法，存在的技术难点也被相继攻克，现阶段国内浅海区域的油田对该项技术的应用已经成熟，而且取得了很好的经济效益。
2.地质导向钻井技术的特点及应用现状
导向工具结合地质导向仪器便形成了地质导向钻井技术，这实际上就是在导向钻井技术的基础上发展起来的，将测井和钻井技术与油藏工程技术合为一体，实现了随钻控制的效果。由于带有电阻率等地质参数以及其他辅助参数，该技术不仅具备了对储层特性、地层构造的判断能力以及钻头轨迹的控制能力，还大大提高了钻井的采收率和成功率，有效地降低了钻井成本。
3.连续管和套管钻井技术的特点及应用现状
目前，国内对连续管钻井技术进行了改进，在防喷器上安装了环形橡胶，这种密封环空的设计为欠平衡压力钻井的实现创造了一定的条件，且有效防止了对地层的伤害，不仅保证了欠平衡压力钻井作业的顺利进行，也对油气层起到了保护作用。连续管钻井技术在应用时无需停泵，确保了钻井液的连续循环，避免接单根而引发井喷事故，非常适合老井侧钻和加深、小眼井钻井等应用，由于无需过多设备，占地面积比较小，也常被应用于受条件限制的海上平台或地面作业。套管钻井实际上就是将下套管与钻井合并在一起，变成了一个作业过程，避免了常规的井下钻作业，能够有效改善水力参数和清洗井筒状况，提高环控上返速度。
中图分类号：TE22 文献标识码：A文章编号：
钻井的目的是开发油气藏、进行地质评价，钻井是一个利用钻机设备破碎地层形成井筒的工艺过程。克拉玛依油田位于我国新疆地区，主要任务是进行准噶尔盆地的地油气资源的销售、集输、开发勘探等业务。准噶尔盆地储存油气资源丰富，具有极大潜力，拥有广阔的勘探前景。克拉玛依市位于准噶尔盆地的西北，市内公路网发达，交通十分便利。其中，位于准噶尔盆地的莫171井是克拉玛依油田的勘探评价井，该井环境存在底水的可能性较大，因此，在进行水平段钻进时，引入了旋转导向技术，该技术与传统的滑动导向钻井相比较，位移延伸能力强、井身轨迹精度控制性高、净化井眼效果好。通过钻井导向技术的运用，为克拉玛依油田复杂油气藏的勘探与开发提供了技术支持。在上个世纪九十年代，现代导向钻井技术诞生，伴随钻井技术的不断发展，形成了一项高新科技尖端技术，那就是旋转导向钻井技术，该技术所涉及学科广泛，导向钻井由MVVD、导向动力钻具、高效能钻头组成，导向钻井系统是在其基础上再辅之计算机软件而构成的。按照导向工具进行划分，导向钻井技术可分为旋转导向钻井和滑动导向钻井，文章主要围绕旋转导向钻井进行论述。在进行旋转导向作业时，随着钻头的转动，钻柱也发生旋转，具有井眼清洗效果好等特点。
导向钻井技术现状与进展
1.1旋转导向钻井技术
采用转盘旋转钻柱进行钻进时，井身轨迹平滑、建井周期短、钻井效率高、钻头进尺多、钻进成本低、钻速高。伴随多分支井、大位移井、水平井等结构复杂井的开采，上世纪九十年代就诞生了旋转导向钻井技术。
1.2滑动导向钻井技术
因为随钻测量系统可以将方位角、井斜角等描述井身几何轨迹的参数传送到地面，实现了钻头方向的可调。在上世纪八十年代，导向钻井的关键技术就是滑动导向钻井技术。但是，滑动导向钻井技术存在着一些不足，在降低进尺成本、提高钻速的同时，会造成马达断脱或严重磨损等事故发生。随着，人们对资源的需求量的增加，因油气藏地质、环境等问题，勘探、开采的难度不断增大，滑动钻井技术已经不能胜任现代导向钻井的任务，人们逐渐将目光转向了旋转导向钻井技术。在进行滑动钻井时，人们为了克服井身轨迹难以控制、成本较高、钻速低、粘滑卡阻严重、净化井眼效果不佳、扭阻及摩阻偏大等不利因素，同时使用了转盘法配合滑动钻井进行交替钻进。但是这中交替钻进的方法并未使问题得以改善。反而降低了钻井效率、增加下钻次数，从而引发涡动、粘滑、井身质量差、井身轨迹缺少平滑、井眼方位不稳定等故障。采用滑动钻井技术进行钻进时，井深大于临界井深度四千米时，就难以连续、均匀滑动或者不能滑动的状况，使滑动钻进成为困难。这时由于钻柱在钻进时向下滑动，降低了旋转钻头有效功率，降低了钻头有效钻压，摩阻大，从而降低了钻速。滑动导向钻井的缺点还体现在水平井大位移井或大角度斜井中，岩屑床存在与井眼底边，既导致了井眼净化不佳，又增加了井壁与钻柱的摩阻。往往还会发生钻柱不旋转的现象，钻柱因与井壁贴靠的缘故，因此产生较大摩阻。而且，摩阻随着导向钻具弯角的增大而增加。
1.3井底动力经验钻井技术
钻定向井技术应用涡轮钻具将定向斜井钻出，有限陀螺测斜仪与测性多点测斜仪的发展，也奠定了定向下钻技术的成功。定向钻井技术被称为井底动力钻井经验预测定向钻井法，因为井身轨迹信息来自于钻后。
1.4转盘经验钻井技术
该技术的应用年代在上世纪二十年代末期，钻井者依靠变化钻压转速参数、下部钻具组合结构以及自身的经验，来对钻头造斜效果进行预测。通过经验来预测造斜定向效果，例如：在钻进一段后，将转速、钻压、钻具组合结构进行改变，然后继续钻进，再起钻测斜。
导向钻井技术发展方向
2.1控制旋转导向钻井理论
控制现代导向钻井技术的发展可通过：a在进行旋转导向钻井时，研究钻柱力学的求解方法、模型以及理论；b设计自主式旋转导向钻井系统时，可采用自主制导理论；c控制指令的设计，可按照地面向井下传达下行指令的原理，其设计能够使旋转导向工具通过指令发生动作；d要想解决超调、大滞后、不确定性因素等复杂性的问题，可采用旋转导向智能控制理论来解决；e待钻井身与已钻井身之间所存在的偏差可采用旋转导向矢量控制理论进行调控。
2.2新型旋转导向钻井工具的开发
在推靠钻头旋转导向工具的基础上，又研发出定向钻头，与推靠钻头导向原理不同，定向钻头可以使钻头定向造斜，其难于在直井防斜，在井斜较大的情况下可降低斜度，而在井眼井斜度为5度以上，可稳斜、增斜。定向钻头旋转导向钻井工具如图所示。
图定向钻头旋转导向钻井工具
2.3旋转导向钻井系统的完善
通过以下措施可以使旋转导向钻井系统其功能更加完善。①软件系统，在实际钻井工作中，旋转导向钻井系统中包括了可视化和导向闭环钻井系统软件、控制旋转导向工具专用软件、调正井深轨迹的设计软件、预置井身轨迹设计软件等。②地面监控系统，旋转导向钻井系统中，地面监控系统分别由智能决策支持系统、地面计算存储分析模拟系统以及传输和接收信号的子系统组成。从地面将控制指令发送到井下，是该系统所具有的关键性技术，通过闭环信息流可监视并调控井身轨迹。③井下与地面双传输通讯系统，目前主体技术体现在无线泥浆脉冲双向传输系统，但该系统存在着一定的局限性与滞后性。④随钻实时测量参数系统，其中包括有随钻工程参数、随钻地震等评价参数、随钻测井、随钻地层评价、随钻井身几何参数等实时信息技术。随钻测井已有声波、密度、中子、电阻率的等多联随钻测量仪；随钻声波和随钻压力等测量技术也得到了很好的发展，随钻地震技术也逐渐迈向多元化。④为了能够实现在苛刻、恶劣工况的复杂井下环境顺利进行钻进作业，现代旋转导向钻井技术的技术指标也在不断提升。
结束语
通过文章的分析，我们可以了解到旋转导向钻井技术指出了现代导向钻井的发展方向，克拉玛依油田属于分支井、大位移井、丛式井，旋转导向钻井技术的应用给克拉玛依油田的勘探与开发提供了技术保障。随着随钻参数测量传输、随钻地震、随钻测井等技术的出现，也发展了旋转导向钻井的相关配套技术。现代导向钻井技术是设计了数学、力学、计算机、自动化、机电仪表、钻井等多元化、多学科的高科技系统工程，该技术的完善推动了社会经济更加稳步发展。
参考文献
[1]周小君，何世明，周明信，赖天华，沙东. 随钻导向钻井提速技术在埕海油田的应用[J].西部探矿工程，2013(2).
[2]李峰飞，蒋世全，李汉兴，高德利. 旋转导向钻井工具信号下传系统研究[J].中国海上油气，2012(6).
[3]吴超，菅志军，郭云，尚捷. 旋转导向钻井系统关键技术研究与实钻试验[J].中国海上油气，2012(3).
一、引言
20世纪90年代，地质导向钻井技术在石油勘探开发中面临着复杂地质条件的背景下与随钻测量技术（MWD）日渐成熟的基础上发展起来的一项国际前沿钻井技术，是随钻测井（MWD）仪器响应、地质信息和用于引导井眼进入目的层并保持在目的层内的解释技术的综合。它可在钻井作业的同时，实时测量地层参数和井眼轨迹，并能绘制各种测井曲线，从而精确地控制井下钻具达到最佳的开采效果。这种地质导向钻井技术对保护油气层、提高钻井成功率、降低作用风险以及降低钻净成本都是有显著效果的。目前，这种技术在国外是相当成熟的，能够实时测量近钻头处的地质参数和工程参数；但国内相比于国外的先进技术还是存在着一定的差距。然而，地质导向钻井技术的重要性和潜在的经济价值在国内的石油钻井界是有所瞩目的，开展适合我国发展的地质导向钻井技术是非常有必要的。本文就针对于地质导向钻井技术在我国石油界的应用现状进行了阐述，并对它的技术进行了研究。
二、地质导向钻井技术的研究
1.水平井地质导向测量参数随钻解释系统研究
通过对理论的分析和方法的研究基础上，成功研发了水平井地质导向测量参数随钻解释系统，并获得了3个方面的研究成果：
1.1通过对随钻测井资料标准化和斜井校正方法的研究，实现了LWD曲线与直井曲线的对比分析。
1.2根据油田的实际情况，对方差和极值进行分析，以随钻测井资料与相邻井测井曲线的相似性作为基础，采用极值方差聚类分层法。实现了钻井储层自动化分以及与邻井层位的对比连线。
1.3根据钻井测井资料不全的实际情况，应用了钻井自然伽马、邻井资料以及电阻率等，建立了孔隙度解释模型。从而弥补了无孔隙测井资料的不全，完成了钻遇地层孔隙度、饱和度以及渗透率等储层参数的计算和评价及对流体性质的判断，进而完成了随钻测井资料的实时解释。
2.水平井待钻井眼轨道校正设计研究
水平井待钻井眼轨道校正设计是地质导向钻井技术内容的重要组成部分。由于地质导向钻井技术主要针对的是复杂断块油藏、超薄油藏、隐蔽油藏以及边底水剩余油区块等复杂的油气藏，所以在进行地质导向钻井时，在满足水平井的矢量中靶要求的同时，还要求中靶偏差小。通过对地质靶点的优化设计、基于油藏可视化的轨道设计以及摩阻扭矩分析等一系列的设计研究工作，提出了一套合理有效地中靶优化设计方法和基于油藏可视化的轨道设计方法，开发了相适应的理论模型和计算模块。同时，可将任意情况下的轨道设计分成8个基本计算模块，通过调用这些模块完成轨道的设计。它的主要研究成果表现在以下几个方面：
2.1在油层垂直深度不确定的条件下，以油层穿透率最高为目标，建立了地质导向水平井下靶优化设计模型，开发出了合理有效地优化设计模块，从而提高靶区油层的穿透率。
2.2建立的地质导向水平井下靶优化设计模型，提高了设计轨道的适应油层垂直不确定性的能力、
2.3提出了弹性杆绕曲线法的设计多目标靶区轨道的新概念和靶区轨道设计方法，研究出了理论计算的模型，建立了相对应的计算模块。并与其它的设计共同形成了一套完整的多目标井靶区轨道设计。
2.4根据水平井矢量靶的特征，研究出了水平井待钻井眼轨道校正设计理论模型，并并建立的相对应的设计模块。解决了校正设计中的矢量中靶问题。
2.5研究出比较完善的摩阻扭矩计算理论模型，实现了管柱在井眼中的摩阻扭矩计算模块。
3.随钻预测理论与方法研究
目前，我国应用的地质导向仪器的测量传感器距离的钻头存在普遍偏远的现象，严重阻碍了钻头处工程和地质参数的准确获取，也阻碍了井眼轨迹在油层中的有效穿行。通过对随钻预测理论与方法进行研究，可以有效地解决上述的问题。
3.1通过对地质导向钻井的井眼轨迹参数和预测方法进行了研究，分别基于Kaman滤波和支撑向量机统计学习理论，提出了井眼轨迹参数实时估计与井眼轨迹预测的新方法。通过实践分析，轨迹预测的新方法在提高BHA测点零长的轨迹预计精度的同时，还可以进一步的预测待测钻井眼的轨迹。
3.2对地层可钻性级数进行研究，提出了基于遗传算法的地层可钻性级数估计理论与方法，以此更好地使地层可钻性成为判断钻头是否在目标层钻进的依据。
3.3在复杂褶皱、断层或隐蔽油层的油藏中，要确定其位置、厚度及走向是地质导向钻井要解决的一个重要问题。通过运用Bayes估计理论，对地质导向钻井的三维地层建模进行了分析，从而提出了基于Bayes估计理论的三维地层建模，并通过模拟数据得到了证实。
三、总结
地质导向钻井技术的引入和国内对其的研发，在很大的程度上解决了石油开采难的问题。尤其是对小油层、薄油层、断块油层和老油田衰竭剩余油藏等，为这些复杂的油气藏开采提供了技术的支撑。尤其在当今这个可供开采的大规模油田越来越少的情况下，地质导向钻井技术在石油开采中将会成为主流的技术，为我国的石油开发做出巨大的贡献。
参考文献：
1控压钻井技术的应用形式
1.1控压钻井技术概述
在石油井中采用控压钻井技术的主要目的就是为了更好地控制井底压力。即无论是何种作业状态中，井底的压力都是处于精确控制之中的，这样才能保证钻井技术的安全性和高效性。近年来，随着人们对控压钻井技术的重视程度越来越大，控压钻井技术有了飞速的发展。而且，在控压钻井技术发展的过程中一些新型的技术也融入到其中，例如信息化技术、智能化技术，从而进一步提高了控压钻井技术的先进性，使其在石油开采领域中的应用变得更加有意义。
控压钻井的原理就是通过对地面节流阀的控制来调控井底压力，使其处于一个稳定的范围内，这样就可以有效避免出现井漏或者是井涌的现象，从而确保钻井作业的安全性。而且，通过精准地控制井底压力，还可以有效提高钻井作业的效率，减少经济成本。
控压钻井技术可以分成两种类型，第一种是精细控压钻井技术。正如上文所说，控压钻井技术是一种控制井下压力的技术。根据对井下压力控制的精确程度的不同还可以将精细控压钻井技术分成不同的类型，例如流量控压钻井技术、井底恒压控制钻井技术等。第二种是自动控压钻井技术。在钻井的过程中采用该种技术可以实现自动控制环空压力的目的，该种技术是未来控压钻井技术发展的主流趋势。
1.2控压钻井技术的具体应用
第一，介绍井底压力恒定技术。井底压力恒定技术是一种精确控制井眼压力的技术，在钻井的过程中主要是通过环空水利摩阻、钻井液静柱压力等实现对井眼压力进行控制的目的。采用井底压力恒定技术的控压钻井无论是在何种作业状态时都能保证环空压力剖面是恒定的，这样就可以有效控制井漏、井涌现象。而井底压力恒定技术可以对井漏、井涌现象进行有效控制的主要原理就是该种类型的控压钻井是在对井下相关参数进行准确分析以后才进行参数调整，进而实现对井下压力进行精确控制的目的；
第二，介绍加压泥浆帽钻井技术。加压泥浆帽钻进技术是在泥浆帽钻井技术的基础上发展起来的，而泥浆帽钻井技术已经是一种比较成熟的工艺，在钻井领域中的应用也是比较普遍的。加压泥浆帽钻井技术相比于泥浆帽钻进技术而言就是在钻井的进口施加了一个正压，这主要是因为钻井中的环空流体密度太小了。如果在钻井作业的过程中出现了严重的井漏现象则需要采用加压泥浆帽钻井技术。而且这种技术对钻进作业的地理环境要求比较小，无论是在海洋上还是陆地上都可以使用这种技术；
第三，介绍双梯度钻井技术。随着石油开采技术的不断发展，石油开采的环境已经不再局限于陆地和浅海地区，在深海中也蕴藏着大量的石油资源，人们逐渐将石油开采的重点放在了深海区域。但在深海区域中开采石油的难度比较大，存在一些难以通过常规技术或者设备就可以解决的难题。鉴于这种情况，人们提出了双梯度钻井技术，这一技术的出现解决了大部分深海区域开采石油过程中存在的难题。双梯度钻井技术原理就是用海水或者和海水密度相近的介质注入到隔水管中，通过海底泵和小直径回流管线旁路将钻井液运输出去。在钻井液返回的过程中要控制好井眼和井底的压力，使之维持在一个比较稳定的状态，这样就可以保证钻井作业的安全性；
第四，介绍HSE控压钻井。所谓的HSE控压钻井技术就是指健康、安全、环境控压钻井技术，该种技术又被人们称之为回流控制钻井技术。回流控制钻井技术相比于其它技术而言对环境、安全、健康的要求比较高，这也是人们将其称为HSE控压钻井技术的原因。回流控制钻井技术采用的是封闭的循环系统，这也是该种技术区别于一般技术的地方。如果在钻井作业过程中发生突况而被迫停止钻井作业时存在一定的危险性，则可以采用该种技术。采用该种技术还可以有效避免岩屑等废物、废气进入到大气中，对于环保而言也是具有重要意义的。
2 国内研究的重点
我国关于控压钻井技术的研究仍处于初级阶段，因此研究的重点和国外发达国家相比也有一定的差别。下文将具体介绍我国在控压钻井技术领域中研究的重点内容。
第一，是进行控压钻井系统设计方面的研究，这主要是为了满足我国不同类型的钻井作业要求。在进行控压钻井系统设计时应采用不用的设备组合方式以及不同的控压钻机技术；
第二，是要加强对控压钻井设备的研究力度。我国现在还没有控压钻井设备，这主要是因为缺少一些关键设备的制造技术。因此，必须要将控压钻井设备的研究作为我国研究的重点；
第三，是要加强对控压钻井工艺的研究。目前我国已经掌握了一些控压钻井工艺，但这还远远不够，必须要掌握全部的控压钻井工艺，这样才能真正将控压钻井技术应用于石油开采实践过程中；
第四，是要加强对控压钻井软件的研究。在进行控压钻井设计、水力学计算等过程中都需要使用到专业的软件。而我国在控压钻井软件方面的研究还比较落后。鉴于此，必须要重视相关专业软件的研发工作。
3 结语
总之，控压钻井技术对于石油行业的进一步发展具有重要的意义，而我国在控压钻井技术方面的研究仍处于初级阶段，远远落后于国际先进水平。在这种情况下，必须要加强对控压钻井技术的重视，积极引进和研发高精度的控压钻井设备，以提高我国控压钻井技术的水平。
参考文献：
【分类号】：F284
目前，水射流技术已经取得了进一步的发展与进步，在石油工程开采过程中的作用越来越明显，逐渐受到了石油行业的高度重视，使得水射流技术得到了快速的发 展。但是，就目前我国水射流技术水平而言，还远远低于世界平均水平，再加之水射流设备的滞后，常常导致石油工程开采工作无法顺利开展，这也是影响我国水射 流技术进一步提升的主要原因之一。那么，本文就针对这一问题，对水射流技术进行详细的介绍，结合目前我国水射流技术的发展现状作出阐释，得出以下相关结 论。
1.提高钻井射流在井底工作效率
20世纪初，随着喷射钻井的出现，不仅大大提高了石油工程的钻井效率，还能够确保钻井的质量，减少了不必要的人力投入，节省了一定的石油工程建设成本。通过多年的实践工作，相关技术人员发现，喷神钻井在正常运行状态时，如果将高射流逐渐调高 的话，就会加快钻井的速度，而这一施工过程一般需要借助泥浆泵所实现的。但是，这势必会对泥浆泵体积造成一定的影响，使得柴油机功率过大，运输起来十分不 便，增加了石油工程设备费用而对支出，还从一定程度上加大了燃料的浪费。因此，这一问题已经成为钻井行业共同关注的看问题。由于钻井射流是一项比较复杂的 工作，受到很多条件因素的限制，我国对于钻井射流并不全面，尚未形成相对完善的水射流技术体系。
1.1喷射钻井水力参数设计新方法
由公式进一步可以推导出钻井射流到达井底岩面各水力参数的计算模型。传统的喷射钻井水力设计理论和方法，是由喷射钻井奠基人H.A Kendall和W C Goins在1960年按钻头喷嘴出口处获最大功率、最大冲击力或最大喷速而建立的。
1.2研制新型加长喷嘴牙轮钻头
通过上文描述，可以得知，如果把喷射距离缩小至射流所能承受的范围内，就可以使井下的动压力和谁功率得到很大的提高。下面，我们就以实际的牙轮钻头喷嘴 为例，当其与井底保持在一定的距离时，如果我们将这两者之间的距离缩短至允许的范围内，这时，我们就会发现井底的动压力和谁功率就会迅速提高。因此，相关 技术人员要对牙轮钻头喷嘴进行不断的研发和分析，研制出更多新型的牙轮钻头喷嘴，这样才能加快钻井速度，逐步提高石油工程开采效率，为我国石油企业带来更 多可观的经济效益。
2.自振新型射流理论及应用
20世纪后期，随着科学技术的不断发展与进步，越来越多先进的水射流技术被应 用于石油工程中，而自己振动射流作为当时常见的新型水射流技术，受到了石油行业的高度青睐，这种水射流技术主要的工作原理是通过流体自己振动的本事，将一 些连续射流转变为断续性射流，形成一个涡环流，由于这种涡环流的压力较低，常常会出现空化的现象，而其最大的特点就是能够对粉碎的岩石表面进行快速的清 理，是一种非常实用的水射流技术。
2.1谐振腔基本关系式和结构数学模型
根据瞬态流理论和水声学原理，当流体通过各种类型的谐振腔出口收缩断面时产生压力激动，这种压力激动反射回入口处与来流的压力脉动叠加形成驻波，当激振频率与射流本身的固有频率匹配时产生共振，从而产生空化。
2.2自激振动射流在石油钻井和采油中的应用
应用上述理论调制的自激振动射流用于钻井和采油生产，开发出若干有实用价值的新技术，获得了显著经济效益。如：a.将自振射流用于钻井，研制出自激振动 射流钻头，平均机械钻速提高35%。b.将自振射流用于处理油井近井地层及解堵，首创自振旋转射流处理近井地层及解堵新技术。由于射流作用于近井地层，同 时对其产生低频水力冲击、高频水力振荡和超声波3种物理效应，故能有效地解堵和处理地层。这项技术自1995年起先后在辽河、胜利、大庆等11个油田和地 区的500多口井上应用，平均油井单井增油20%～30%，注水井单井增注30%～130%。c.把自振射流用于油田注水，创制了自激波动注水新技术，它 从源头上预防在注水过程中形成的近井地带堵塞，实现了边注水边解堵，达到了降低注水压力、延长修井周期和降低作业费用的目的。
3.射流结合机械破岩技术
如果想要将射流射向井底岩石底部时，就要尽量与机械齿之间保持紧密相连的关系，这时，采用机械破岩技术时，岩石表面将会出现裂纹，而射流将会随着这些列分进入到岩石内部，逐渐扩大裂纹面积，使得岩石快速破裂，再加上岩石本身的拉应力不强，这就大大降低了射流的压力。
4.前景展望
（1）开展高压和超高压射流动力学及辅助机械破岩机理研究，为今后研究高压和超高压射流辅助机械破岩新钻井方法提供理论基础。这种新钻井方法是近10年国际钻井界努力追求的目标，是钻井工程研究的前沿重大课题，它可以从根本上解决深井和超深井的钻井速度。
（2）开展高温高压条件下空化射流“空泡”的起始、成长和破灭机理研究。根据理论计算，空化射流“空泡”爆破时的瞬时压力约为连续射流滞止压力的 8～124倍。将这样高的瞬时压力用于井底破碎岩石、处理油层、开拓新的油流通道和裂缝，将会开发出若干提高钻井速度、增加原油产量和注水量的新技术。
（3）推广应用高压水射流钻径向水平井技术和高压水射流深穿透无污染射孔技术，将会有效地开采剩余油和提高原油单井产量，进而提高原油采收率。
（4）发展的高压水射流破岩理论，不仅可用于石油钻井和油气开采，而且可用于采煤、金属矿山、地铁及隧道工程，提高钻掘速度，具有广阔应用前景。
5.结束语
综上所述，可以得知，水射流技术对于我国石油工程建设发展有着重要的影响，并且，在技术人员坚持不懈的努力下，越来越多先进的水射流技术出现在现代市场 中，水射流设备也取得了很大的改善，在各个领域中发挥着重要的作用。现阶段，虽然水射流技术中仍旧存在一定的弊端，但随着科学技术水平的不断提高，这些问 题也能够得到更好的解决，逐渐形成完善的水射流技术体系，进一步提升我国水射流技术水平，加快我国石油井下钻井的速度与效率，促进我国石油工程持续稳定的 发展。
参考文献
石油钻井自动化关键技术是当前一项重点运用模式，主要从整个发展的现状出发，突出自动化、智能化的运用方法，突出机械化、科学化钻井的阶段性发展，形成整体发展的局面。
1 简述石油钻井自动化技术的运用现状
1.1 增产技术的相对应用
在石油钻井开采技术的处理上，一般情况下采用的是井内爆炸技术、水力压裂理论与技术、高能气体压裂技术三种技术方式。从技术层面来看：三种油藏开采技术各有优势，井内爆炸技术是从物体的三种状态进行技术研究，主要是围绕固态、液态和气态炸药在井内的爆燃效果，通过这种方法，可以在井内产生多条裂缝，从而有效减弱在爆炸过程中对地表造成的表皮损坏，实现天然裂缝与井筒的自然连接，避免机械性能失效的现象发生；水利压裂理论与技术的应用，是基于一定的高压泵组，通过将高粘液体以超大的能量载体形式不断注入井中，在井底形成高压的状态，改变由于泥岩的不稳定，给吸水蠕变和膨胀造成套管等影响，尤其是温度全面升高的时候，由于注入了一定的水质，并结合泥岩层改变泥岩的力学原理，可以发生不同程度的改变，从而影响到套管会被挤压变形乃至错断，避免这些现象的出现；高能气体压裂技术，利用火药或火箭推进剂快速燃烧，产生的大量高温、高压气体，在机械设备、热能、化学反应和振动脉冲等综合作用下，在井壁附近产生不受地应力约束的多条径向垂直裂缝裂纹，改善导流能力、增加天然裂缝的机会，从而达到增产增注的目的。
1.2 旋转导向钻井与随钻测控制传贮技术
1990-1995年德国首先研究和成功应用了世界上第一个自动垂直旋转钻井系统（vDS）。90年代中期，斯伦贝谢等多家大公司先后研究成功了PD等系列RST/RSS。RSS是人类继实现空间和水域制导技术之后的又一个重要里程碑。21世纪国际上又提出了“PV”等钻垂直井工具。RSS还成功地应用于小尺寸油管（98.4～114mm）的过油管侧钻和套管钻进。
2 探讨石油钻井自动化关键技术应用
2.1 随钻测量与地质导向钻井技术的应用
随钻测控技术是迈向自动化、智能化钻井的重要环节和关键技术，突破了录井、测井、钻井单项技术的局限性，打破了原有行业界限，形成了新的技术体系和新的行业。自1979年首次应用了MWD。MWD是把钻后有线测量及传输井下参数的方法改变为随钻无线测量及传输的方法，随钻测量是一个重大进步。无线传输方法主要有泥浆脉冲法和电磁波法。但它们目前仍有很多缺点：传输参数数目少、传输速率低、传输距离小以及循环流体性能受限等。从20世纪90年代中期起，相继研发应用了LWD、PWD、IWD、NRWD等，形成了随钻地质导向钻井和随钻工程服务技术，适应了复杂地质与环境条件下钻复杂结构井、特殊工艺井实时处理井下复杂情况和不确定性难题，以及实时控制三维井身轨迹入窗中靶等高难技术的要求。而SWD还能探测钻头前方地层参数，起到了“车前灯、探照灯”作用。
2.2 信息、网络与远程自动化钻井
信息技术和网络技术以及通信技术是自动化钻井的重要组成部分。19Slb与M/D Totco合作自剑桥Slb研究中心在网上发送变泵排量的遥控指令达8000km远程遥控着横跨大西洋的德州Cameron试验中心的钻机成功地执行命令，第一次实现了远程自动化钻井作业。总之，人类在进入21世纪时，石油钻井系统正由机械化和科学化钻井阶段向半自动化到自动化钻井阶段进展，这是发展大趋势。
2.3 关键技术的全面升级运用
新型随钻地震采集装置实现了高采样速率、高采样精度、高信噪比数据采集，完成实时授时方式与时间同步修正的技术困境。开发监控中心实时监控软件，实现高速无线数据传输，可根据随钻地震信号特点，远程在线设计，利用独立成分分析技术提取钻头源信号，实现了对待钻地层的地层孔隙压力预测。通过成功采集全井段连续深度的随钻地震信号，随钻地震采集装置的研制及系统集成、信号采集和传输、随钻地震波场传播特性分析研究、随钻地震信号在钻柱中传播规律研究、随钻地震成像及基于随钻地震的地层孔隙压力预测等关键技术相继被突破。相信不久的将来，随钻地震将取得更大的突破，彻底打破国外技术垄断，缩短我国随钻地震技术与国际先进水平的差距，更好地为油气勘探开发服务。以旋转导向钻井技术和自动垂直钻井系统为“方向盘”的智能化、自动化钻井的雏形已经形成，实现自动钻井、智能钻井的梦想正在新一代石油钻井科技人员的手中逐步变为现实。
3 结语
随着智能化、数字化石油钻井技术的不断升级，围绕当前关键技术的突破等多个运用角度，实现整体技术的作用发挥。随着自动化、智能化钻井技术发展，在不久的将来那种手握刹把、满身油污、顶风冒雪工作着的石油工人将永远成为历史。
参考文献：
[1]肖晓悦.石油钻井自动化技术探索.中国新技术新产品，2012年07期.
1 前言
随着油田勘探和开发的深入，各油田均在不同程度上出现了井网密度大、井底位移要求严格、油层含水量高、井间距小等特征，快速钻井和井深质量控制间矛盾突出。在井浅的稠油区域，钻井中很容易出现井跨、井漏等复杂情况。因此，加大对常规钻井技术的推广力度，逐渐把复合钻井、空气技术等先进的钻井技术应用到实际的钻井工作中，是各油田及各钻井公司科学合理的战略决策中的重要部分。同时，对钻井新技术的研究也是非常重要的。
2 常规钻井技术应用效果探究
2.1 常规气体钻井技术分析
在全国乃至全世界的油田中，气体钻井技术的应用是比较普遍的，虽然气体钻井技术有其自身的缺陷，但它还是在一定程度上显示出了很强的发展势头，先后尝试了空气钻井技术的推广应用以及现场试验的有大庆、长庆、玉门、新疆等地区的油田。现在，仅简要分析常用的钻井技术：
（1）雾化、泡沫钻井技术：对于在钻井过程中突然发生的状况，如地层出油或出水时卡钻、或对钻具造成的损坏等，此技术都能对其进行有效的解决。
（2）干气钻井技术：此技术主要用于非储层段提速增效或对井漏等施工难度较大的工程，用于储层发现及保护的主要是尾气、氮气、天然气钻井，以有效避免井下爆炸或燃烧，有井壁稳定、不产液相流体、不含硫化氢等特征的低压及常压层段都是它的合适使用条件。
（3）气体取心技术：此技术的难点比较多，如：PDC或金刚石钻头在气体钻井条件下在冷却方面存在问题，岩心入筒所受到的摩擦阻力较大，特别是地下岩石发生复杂变化时，如果井底岩石因受力不均而发生破碎，就必须迅速放开致使所取岩心从胶结薄弱的地方剥离分开而形成薄片状岩心块。
2.2 超浅井固井技术、新型防漏水泥浆体系、欠平衡钻井技术应用探究
在某些油田的稠油区域，井浅的缘故，井底温度和压力在一定程度上降低了，水、气、油层相互交错，钻井作业时，常由于钻井液漏失的缘故而形成后泥饼以及“大肚子”井眼，以致给固井的施工作业带来了很多不必要的麻烦和困难。钻进公司在这样的麻烦和困难面前，不断地努力攻克难关，终于顺利研究出应用效果显著的超浅井固井技术和新型防漏水泥浆体系，如：在某稠油区块为12口井的固井试验中，一次合格率为92.6%。
把欠平衡钻井技术运用到压力敏感性地层中，在很大程度上解决了地形复杂的地质条件的钻井难题，如此技术在迪那11井和迪那22井、大北2井以及迪那202井深层地段的钻进应用中，就很好地处理了同一裸眼井段因在钻井过程中所遇到的多套压力系统而造成的技术上的困难。迪那n井在57/811井眼段钻到5520.26米，密度2.03克/立方厘米时，发生了溢流情况，进行5次环空反压井、2次正压井、2次降密度、2次下机桥挤水泥补漏施工作业，都没有准确地找到平衡点，于是在井深5518米处采取了欠平衡的作业方式对其进行施工，并安全完成了钻至中完井深5844米。
欠平衡钻井在高压气井压力敏感性地层中的技能要点是：欠平衡的地面设备；井身构造合理；确定合适欠压值；正循环压井法、压回法、重泥浆帽压井法等钻井压井的欠平衡方法；边喷边钻、泥浆帽、边漏边钻等前平衡的作业方式。
3 其他常用的钻井技术分析
在全国各地的油田中普遍应用的钻井技术，存在很多的不足，可是，其发展的速度也是非常快的，现在就举例分析常用的钻井新技术。
保护油气层技术和钻井液技术：这两个技术满足了井壁稳定技术、钻井液技术、井眼清洁及净化技术、盐膏层钻井液施工技术、钻井液抗高温技术、防漏堵漏技术，并顺利形成了对油气层的保护技术以及对环境好的钻井液技术。
分支井、大位移井、水平井技术：如某公司陆续顺顺利地完成了开创新记录的全国第二口分支水平井梁46一支平1井、高平1井（4刀2：1）以及金平1井（2.803：1）。
（3）中深井优快钻井技术：此技术形成了区域优化钻井方式。如：队年进尺20032米（4001一4500米井段）是45419钻井施工队在2007年时开创的新纪录；完井25口，平均井深2789米，钻井进尺70002米，是32558钻井施工队在2008年开创的出年钻井进尺的最高纪录。
（4）固井完井技术：此技术熟悉地把握了筛管顶部注水泥、预应力、水泥充填封隔器和封隔器、分级、尾管及回接等众多的固井工艺，并配套完善了分支井、水平井、漏失井、超深井、高压油气井、深井以及超深井固井技术、固井整体固化胶结技术。此技术还研究出胶乳防窜、超低密度抗高温高压等系列水泥浆体系，而且在室内试验时，新型减轻材料水泥浆已达到了超低密度0.9g/cm3。
（5）丛式井、定向井钻井技术：近几年，对丛式井、定向井的研究都有了进一步发展，对无磁钻挺、井下动力钻具、钻杆、顶驱工具及装备都加大了投入，在一定程度上满足了工艺上的需求；不断推广复合钻井、随钻测量等技术以及不断改进施工方法，达到了一趟钻具组合完成一口2000多米井的标准。如：目前为止，国内井数最多的丛式井组就是2006一2008年的垦东12平台四个人工岛共94口井的钻井任务的完成。
4 展望钻井新技术的发展前景
4.1 展望空气钻井新技术
无论是在国内还是国外，空气钻井技术的发展前景都是非常可观的，但是，对于此项技术，还需要从几方面对其进行不断完善及研究：
（1）为了进一步完善对现场施工的指导，在不断丰富理论模型的同时，也要在一定程度上修改某些参数，如：合理选择机械钻速、临界出水量、空气钻井最小注气量等参数。
（2）深入研究环空内以及空气钻井井筒的实际情况时，要联系多相流理论、流体力学、气体动力学等多种理论模型，以设计并构造更加准确的数学模型。
（3）合理有效地把计算机技术运用到温度场、环空流体、压力场以及钻柱受力状况相态变化规律的模拟试验中，能够更好更快的对井下信息进行有效分析和处理，并进一步促进空气钻井技术的研究和发展。
4.2 展望其他新技术
现阶段，在我国的钻井技术中，水力脉冲、轻泥浆、垂直钻井技术、大水眼钻具、螺杆钻具、个性化PDC钻头等都是较成熟的新技术，因此，对上述技术的改造及创新，对钻井技术的提速及发展都是非常有利的。研究钻井液，并开发强抑制性聚合物钻井液体系，对钻井液具的流变性、携砂性以及抑制性都是有促进作用的。除此之外，联系相关的钻头生产商对油层进行分析，并设计切削齿尺寸、形状、后倾角及布齿方案，对钻头性能的技术改革，也是有促进作用的。
5 结语
钻井技术有着广阔的发展前景，为了钻井技术的进一步发展和进步，相关的钻井技术方面的科学家和工作者都应该共同努力。本人关于钻井技术的论述仅为相关的钻井技术人员提供参考。
参考文献
[1] 徐志明.浅谈复合钻井技术在油田的应用[J].科技资讯，2011，09（24）：125―128
中图分类号：TE24 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）15-0084-01
油田开采工作是一项既繁重，又复杂的大型工程项目，其包含的内容和环节较多，既包括前提的油气资源勘探工作，又包括项目立项后的钻井工作，以及后期的测井工作等。钻井工作是油田开采工程的重要组成部分，其技术应用的合理与否不仅会对整个开采生产进程产生较大的影响，同时决定着一系列不良影响能够得到合理的控制。空气钻井技术、欠平衡钻井技术以及垂直钻井技术是近年来我国陆上尤其勘探阶段新兴的钻井技术，这些技术在油田开采过程中的应用，极大的提高了钻井的深度和速度，为油气层的保护和问题的既是识别以及事故频率的降低带来了较大的促进作用。
1 钻井新技术介绍
国民经济的发展对油气资源的强烈需求，极大的推动了油气勘探工作的发展，同时也催生了大量的钻井新技术。现阶段常见的钻井新技术主要包括水平井钻井技术、大位移井钻井技术、多分支井钻井技术、空气钻井技术、欠平衡钻井技术以及垂直钻井技术等。本文选取空气钻井技术、欠平衡钻井技术两种新技术，从技术特点、施工要求、适用范围方面加以探讨。
1.1 空气钻井技术
空气钻井技术主要采用的是压缩空气作为循环介质以携带岩屑返回地面的技术。它具有液压钻井技术所不具备的许多
优点。
1.1.1 技术特点
空气钻井技术特别适用于那些井底具有较大富压差，且致密不含水，井质稳定的地层。该技术在较小的钻压下能够极大的提升钻井的速度，为钻井较为困难的地层实施钻井工作提供一条有效的途径。
1.1.2 施工要求
空气钻井技术的实施需要重点关注钻井处地质的出水量，当在钻井过程中遇到地层出水时可以采用加大空气注入量的方式继续作业，但继续作业需要考虑到出水量的多少，当出水量超过一定的值时，空气钻井需向雾化钻井或者液压钻井方向钻换，可以说出水量的多少是空气钻井施工成败的关键。
1.1.3 适用范围
该技术在钻井处地质较为致密且含水量较少，井壁较为稳定的地层能够发挥较大的作用。
1.2 欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术主要是依靠钻井液压柱的压力差实现地层流体分离而完成钻井作业的，因此它又被称作为负压钻井技术。具体来讲钻井液体柱对井底产生的压力低于地层空隙的压力，地层流体便会受控制的流入到井筒中去，并且将其循环到地表进行分离。该技术的关键部分在于欠平衡条件的产生和保持。
1.2.1 技术特点
该钻井技术相比较于传统技术和其他新型技术而言具有钻速快、储油层伤害较低、污染较小以及有效防漏等优点。
1.2.2 施工要求
由于欠平衡钻井技术常被应用于易发生井漏、频繁发生卡钻等事故的井段，而对于那些具有高渗透行和高压性的地层则不适用于该种钻井技术。因此，选用欠平衡钻井技术之前应当对地层特点有一个充分的了解，这样才能有效的防止事故的
发生。
1.2.3 适用范围
该技术适用于低压低渗透且井控设施较为完善的油气地质工程钻井。
2 钻井新技术的应用及效果
2.1 空气钻井技术
随着空气钻井技术研究的不断成熟以及配套设施的不断完善，其应用范围也得到了较大幅度的提高，其在火山岩地质、砾石地质以及碳酸盐等常规机械钻井作业较为困难的地段的应用，取得了较好的效果，不仅是的钻井速度提升了4-15倍，同时也为有资源的保护做出了重要的贡献。
中石化在川东北地区进行钻井作业时，选择采用了空气钻井技术，并取得了十分良好的效果。老君1井是中石化在川东北地区开钻出的第一口实验性用井，该井的直径为314.3毫米，井眼尺寸在762米到3252.7米之间，中石化在钻井前对钻井地段的地质进行了深入细致的考察，鉴于该地段含水量较低，且地质较为稳定，并且应用常规机械钻井方式很难在较短的时间内取得成效，因此，施工方最终决定选择空气钻井技术。应用空气钻井技术使得老君1井的累计进尺达到了2491.7米，均速提升到了11.37米/小时，这个速度是常规液钻的8.4倍左右。在进行普光12井钻井作业的过程中，中石化同样选择了空气钻井技术，并实现了累计进尺3629.66米，均速4.19米/小时的成绩，这个成绩同时也创造了川东北地区空气钻井技术单井的最长进尺记录。
2.2 欠平衡钻井技术的应用
欠平衡钻井技术是目前为止能够同时兼顾钻井速度、油气层保护和减少井漏的最佳选择。新疆克拉美丽油田多属于石炭系地层，该地区地质主要以酸性花岗斑岩以及凝灰岩为主，这种地质的物性差、硬度大特征较为明显，新疆油田在对DX1416井进行开钻技术选择的过程中，结合钻井地段的地质特点和欠平衡钻井技术的应用范围和技术特点，最终决定采用该钻井技术进行钻井作业。钻井前，施工方对采用常规液钻技术进行钻井进行了评估，评估结果为应用215.9毫米的钻井在该地段进行钻井作业，完成钻井设计要求，平均需要使用2.33个钻头，且钻头的钻速为每小时1.78米，而运用欠平衡钻井方式进行开钻后，结果显示平均每个钻头可以完成190.5米的施工，且钻井速度为每小时4.59米。
3 结论
空气钻井和欠平衡钻井在我国经过多年的实践应用，取得了较好的成绩，这些成绩的取得同时也有力的证明了这两种钻井技术的先进性。但好的钻井技术需要用在正确的施工对象上才能发挥其最大的效果，因此，无论哪种钻井新技术，只有在合理的钻井地质考察以后，结合钻井技术的技术特点和施工要求以及适用范围，有针对性的加以选择才能真正的享受到新技术带给工程施工的便利。
中图分类号：TE25 文献标识码：A
1 高密度钻井液的技术的现状
一般情况下我们将密度在1.50g/cm3以上的钻井液成为高密度钻井液，随着钻井液技术的不断发展，目前将密度达到1.80g/cm3以上的成为高密度钻井液。高密度水基钻井液技术的发展经历了钙处理钻井液、三磺钻井液、聚磺钻井液和两性离子聚合物泥浆体系四个发展阶段。
钙处理钻井液是20世纪60～70年代初使用的深井钻井液，最初是石灰钻井液，但其存在很多局限性。钙处理钻井液遇到高温易于固化，pH较高，另外钻井液中加入了大量的强分散剂，大大降低了钻井液的抑制性。
三磺钻井液是20世纪70年代到80年代中期研制成功的，该类型钻井液的应用降低了对高温高压的滤失量，具有较好的热稳定性。三磺钻井液在高温和高压的情况下仍然能够保持其良好的流动性和抗盐侵能力，并且具有良好的防塌防卡性能，是钙处理钻井液无法比拟的优势。
聚磺钻井液是在三磺钻井液的基础上研制的，具有聚合物和三磺钻井液的双重优点。它具有较强的抑制性，并且改善了三磺钻井液在高温高压环境下的性能，是高密度钻井液中最常用的一种类型。
两性离子聚磺泥浆钻井液在20世纪90年代研制成功，其独特的分子结构能够有效抑制泥页岩的水化分散，在稳定井壁方面变现除了良好的流变性。
随着抗高温处理剂技术的不断进步，高密度钻井液技术也得到了迅速发展。比较典型的有低固相不分散聚合物钻井液体系、高固相解絮凝聚合物钻井液体系、合成基钻井液体系、聚合醇钻井液体系、甲酸盐钻井液体系等。均不同程度地满足了深井钻探的需要。
2 高密度钻井液存在的主要技术问题
高密度钻井液技术是深井和超深井钻井过程中的主要技术，也钻井能否成功的保证。对于钻井液来说其密度越高，维护起来就越困难。所以对于不同密度级别的钻井液其应用的技术难度是不同的，不同密度级别的钻井液技术问题不能一概而论。目前对于高密度钻井液技术的难点可以从下述三个方面进行论述。
一是钻井液自身性质的问题：钻井液自身具有一定的流变性和沉降性，这是高密度钻井液面临的第一大难题。由于高密度钻井液固相过高，解决了钻井液的流变性就会增加其沉降性的不稳定性。二是不同材料对钻井液自身的抑制和污染：一般情况下高密度钻井液主要在较深的地层中应用，受地下高温环境和自身固相含量较高的影响，膨润土和剂的使用也存在着流变性和沉降性的矛盾。膨润土量的过多或者过少都会影响钻井液的粘稠度，而剂则影响着钻井液的流变性。另外加重材料的使用对钻井液的固相污染比较严重。三是钻井液的维护：对于高密度钻井液来说合理的密度，良好的流变性、抗污染能力和性，较强的抑制性是其技术的基本要求，我们必须严格控制加重材料和膨润土的含量，从而实现提高钻井液流变性和沉降稳定性。
3 高密度钻井液未来的发展趋势
高密度钻井液技术在国外的研究和应用比较成熟，未来研究的重点是针对异常高温高压底层中应用的钻井液技术。但是在国内钻井液技术的研究与国外相比还有一定的差距，缺乏专用的转敬业处理剂。另外国内主要进行了水基钻井液的研究，在油基和合成基钻井液方面的研究较少，技术水平比较落后，是未来高密度钻井液的发展方向。
3.1 水基钻井液
我国在水基钻井液技术上已经接近了世界先进水平，可以把精力放在解决钻井液流变性和滤矢量控制之间的矛盾上，通过对钻井液技术的优化，提高其抗污染和抗高温的能力。具体的研究方向如下。
（1）研究新单体的合成与转化，如N-（甲基）丙烯酰氧乙基-N，N-二甲基磺丙基铵盐，2-丙烯酰胺基-2-苯基乙磺酸等单体的合成工艺。
（2）研制相应的降滤失剂、降黏剂以及抑制剂和井壁稳定剂等。
（3）研制抗温大于等于240°C、密度大于等于2.5 kg/L和饱和盐水高密度钻井液，解决其流变性和高温高压滤矢量控制的问题。
（4）研制超高温无黏土相钻井液和高密度有机盐钻井液，特别是抗高温增稠剂和高温高压降滤失剂。
3.2 油基钻井液
（1）研制高性能的钻井液处理剂、乳化剂、增粘剂以及降滤失剂。
（2）选择新的加重剂或者研制高性能提黏切剂或者高软化点沥青，以提高钻井液的沉降稳定性。
（3）研制可逆乳化钻井液，选择合适的乳化剂以提高钻井液的综合性能。
（4）研究高密度油基钻井液在高温下的流变性和稳定性，并且建立起预测模型。
3.3 合成基钻井液
目前国内外在合成基钻井液方面的研究都很少，未来可以从以下一个方面进行研究：
（1）选择或者研制新型合成基材料，降低合成基钻井液的成本。
（2）研制相应的乳化剂、流型调节剂和增黏剂等。
（3）研究合成基钻井液的回收和再利用技术。
结论
近年来随着钻井深度的不断增加，在钻井过程中经常会遇到高温和高压等复杂的底层环境，对钻井液的要求也越来越高。在钻井过程中钻井液的性能直接影响着钻井的安全性和快速性。本文主要对高密度钻井液技术的研究现状，遇到的技术问题以及未来的发展趋势进行了探讨，指出要尽力解决钻井液流失性和沉降稳定性的矛盾，并且要向着油基和合成基方向发展，为钻井液未来的发展指明了方向。
参考文献
[1]鄢捷年.钻井液工艺学[M].东营：石油大学出版社，2001.
中图分类号：G718 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）07-0171-02
高职钻井技术专业的培养目标是具备石油与天然气钻井专业理论与实际操作基本知识和基本技能，可在石油与天然气勘探开发生产一线从事钻井、完井、试油及井下作业等生产技术和管理方面工作的高技能应用型人才。
该类专业是实践性很强的专业，学生通常在接受了一定的理论知识后，通过相应的实训和实习来锻炼素质和培养自身技能。所以，实践教学是该专业教学的一个重要环节。但实践教学也是目前教学的薄弱环节，主要体现在学生实践经验缺乏、工程意识淡薄、技术及原理讲解困难等方面。
目前，高职钻井技术专业在实践教学的组织上，采用的方法主要有案例教学、课程设计教学、校内实训教学和校外实习教学，其中校内实训教学主要采用仿真模拟教学方法。仿真模拟可以分为物理模拟和计算机模拟两大类，物理模拟主要通过对实物模型的观摩认识、讲解说明、模拟演示、拆装练习等方式完成实训，它的优点是直接、形象、易信，但模型受限、易破坏、难以重用。钻井模拟培训系统属于计算机模拟。计算机模拟在实践教学中有很多优势，它可以模拟先进的工艺措施、仪器设备，而且可以重复演示、反复使用，这种模拟是多方面、多角度的。
高职钻井技术专业钻井模拟培训系统的特点
钻井模拟培训系统能够创造出一种以锻炼受训者专业实践技能为目的，与钻井施工现场非常相似的模拟实训环境。受训者在该环境下进行实践操作，能强化他们对理论知识的理解和掌握，同时也能提高他们将理论转化为实际应用的能力。以西南石油大学计算机学院开发的DS-7B钻井模拟培训系统为例，该系统提供了钻井现场共23种工况的模拟，每一种工况按照现场施工预先设计了操作程序，受训者必须按照现场的操作程序一步一步地进行操作才能够完成相应的工况。而在完成每一种工况的操作过程中，受训者需要不断思考自己所学的钻井工程理论知识，不断尝试每一个步骤的操作。DS-7B钻井模拟培训系统的绝大多数操作和真实钻机完全相同，司钻操作台、司钻关井控制台、远程控制系统等设备都是按照一比一的比例仿真实钻机设计，操作者有完全真实的操作体验和感受。钻井模拟培训系统的优点如下。
经济性 对像钻井施工这种设备复杂、耗材多的大型工程项目，若使用真实的钻机进行现场实战性培训，其费用是相当惊人的。而钻井模拟器的使用可以使受训者在最终接受实战训练前，对钻井施工中的各种工况进行反复练习，达到相当的熟练程度，并大大减少实战培训的次数和恶性事故发生的几率可以极大地减少费用。
可重复性 对于钻井施工人员来说，除了熟练掌握常规钻井技术和操作外，对突发性事件也需要进行快速的判断和处理。在实际钻井中，突发事件的发生应是尽量避免的。而如果使用钻井模拟器，则可以重复性地模拟各种突况，使受训者有足够的机会接受突发事件的挑战。
高效性 在具体操作训练中，钻井模拟培训系统省去了对材料、仪器、设备的准备过程，操作完成后，也节省了回收时间。学员可以轻松地对操作过程初始化，有些实际操作只需要按一个按钮就能完成，这极大地提高了培训效率。
直观性 钻井模拟培训系统通过大量动画直观再现钻井工艺过程和原理。在DS-7B系统中，可以看到环形防喷器和闸板防喷器开关井的动作，可以看到钻头在地层中钻进的情形。在压井过程中，可以看到压井液循环的情形和立管压力、套管压力变化曲线，而这些在实钻现场都是看不到的。
可普及性 由于钻井模拟培训系统主要是通过计算机程序结合一些硬件设备来完成相应操作的，它不受实际钻机设备和材料的影响，也不受时间和环境限制，因此可以在任何油田企业或职业教育培训部门安装应用，具有很好的推广普及性。
钻井模拟培训系统实训教学法的实施
制定钻井模拟实训计划 教师在授课之前应根据高职钻井技术专业人才培养方案和《钻井施工技术》课程标准制定钻井模拟实训计划，实训计划包括实训科目及要求、计划及进度、课时分配、重难点、时间及地点等内容。然后，根据实训计划制定课表并告诉学生相应的安排。
钻井模拟实训教学的具体方法 （1）观摩认识。学生第一次接触钻井模拟培训系统时，应该先对整个系统作一个初步了解，内容包括了解系统各部分的名称和组成、各部分的作用和工作原理、系统的工作原理、操作注意事项、开关系统的步骤、初始状态的调节、简单故障的处理等。这些内容可以减少学生在后续实训中遇到的麻烦。（2）理论讲解。每一个工况实训之前都应有讲解说明，讲解内容包括该工况最基本的原理，操作时的准备工作、操作步骤、注意事项等。以DS-7B钻井模拟培训系统为例，在模拟正常钻进条件下的关井工况时，必须讲清楚什么是关井，为什么要关井，关井的原理是什么，关井要用到哪些设备，“四七”动作是如何进行关井操作的，关井的准备工作和注意事项有哪些。这些内容可以消除学生在实训操作时的许多疑问。（3）操作示范。理论讲解完毕并基本理解之后，由教师对具体的工况进行操作示范，操作示范可以重复2～3次，在操作示范中对每一个操作步骤进行详细讲解。操作示范必须严格按照模拟器操作使用指导书进行规范操作，这可能需要教师在上课之前做较长时间的准备。（4）操作训练。操作示范之后，由学生进行尝试性操作，也就是操作训练，这个过程持续的时间比较长，原则是要保证每名学生都有充分的时间来熟练每一个工况的操作，同时注意操作的规范性和准确性。在学生操作过程中，教师要注意与学生的交流互动，对出现的问题进行及时解答并参与探讨。（5）操作点评。所有学生操作训练完成之后，要进行操作点评，当然可以针对某一名学生的情况进行点评，或者对多数学生的共同特点进行点评，指出其操作的可取之处和需要努力改进的方向。（6）实训考核。实训考核是校内实训教学一个很重要的环节。DS-7B钻井模拟培训系统设计的考试系统，将实训考核变得简单方便。可以预先在主控机上将培训模式设置成考试模式，这样每个学生在操作完毕之后，计算机就会对他们的操作给出相应的成绩。
钻井模拟实训教学的实施 以DS-7B钻井模拟培训系统为例，它共设计了23种工况的模拟，这些工况可以概括为6大类，分别是下钻操作、起钻操作、钻进操作、事故及复杂处理、关井操作和压井操作。在实训教学中，可以将这6大类工况分为6个项目或6个情境进行组织和实施，每一个项目作为一个独立的教学单元，有教学目的和要求，教学重点和难点，教学方法和实施步骤，教学效果的评估等。实训教学最好能与《钻井施工技术》课程进度相适应，在学生掌握一定专业知识的基础上，重点讲解和训练每一个项目中的一两种工况，其余的工况可以作为课外延伸的内容让学生自己思考和探索，从而有助于他们综合能力的提高。
钻井模拟培训系统的应用效果
钻井工艺过程变得更直观 DS-7B钻井模拟培训系统的所有操作都是通过动画展现在受训者面前的，这些动画形象地展现了现实的场景、设备动作、人员操作、施工过程，再结合逼真的音响效果，使复杂的钻井工艺过程变得一目了然。
钻井工艺操作变得更现实 DS-7B钻井模拟培训系统的绝大多数操作和现场是完全一致的，而且很多设备也是按照一比一的比例设计的。比如，刹把的外形和手感、指重表的反映、离合器的操作都和真实钻机完全相同。这样，学生就有更多机会接触并感受钻井工艺的操作。
钻井工艺理论变得更有趣 对于一些复杂抽象的钻井工艺理论，单向和被动的接受通常会使人感觉乏味和无趣。DS-7B钻井模拟培训系统可以充分调动人的各种感官和肢体动作，同时结合大脑的记忆、分析、联想和决策，将所学复杂抽象理论应用到实际中，这样就使学习变得更有趣味。
钻井工艺课程教学变得更有效 钻井模拟培训教学具有很好的交互性，学生在培训中完全沉浸在模拟器所设置的钻井场景中，与虚拟环境之间有多维信息交互作用。学生在定性和定量综合集成的虚拟环境中，可以获得对操作对象的感性和理性认识。
钻井模拟培训系统发展展望
钻井模拟培训系统还在不断的发展和完善中，其发展趋势有以下三方面。
精细化 DS-7B钻井模拟培训系统主要模拟带顶驱的电动钻机在陆地钻井时的相关操作，随着钻井技术的发展，各种钻井新技术不断出现，各种钻井新设备不断应用，这就需要更为精细的钻井模拟设备和程序来完成相应模拟。
智能化 DS-7B钻井模拟培训系统将具体的钻井操作设计成了一系列固定的程序，这些程序的智能化程度还不是很高，不能完全按照钻井现场的操作进行训练。如果能够将这些程序变得更智能化，使它们模拟的场景和现场完全一致，就可以进一步提高培训的效率。
网络化 DS-7B钻井模拟培训系统属于单机版培训系统，不能在线升级，也不能提供其他网络服务。如果钻井模拟培训系统能够和互联网结合起来，通过网络实现网上模拟、更新、升级等，模拟培训功能将会变得更强大。
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