导读：围绕深层、深水、非常规油气安全高效钻完井作业,有关钻头、随钻测控、随钻地质导向、钻井液完井液、储层改造和流体测试等的创新技术不断涌现，为石油公司提供了更加有效的工程技术难题解决方案。
参考：中国海洋石油工程装备市场发展现状及发展战略报告（2014-2018）。
围绕深层、深水、非常规油气安全高效钻完井作业,有关钻头、随钻测控、随钻地质导向、钻井液完井液、储层改造和流体测试等的创新技术不断涌现，为石油公司提供了更加有效的工程技术难题解决方案。
钻头设计制造技术近年来，随着地质条件日趋复杂，新型钻头不断涌现，努力提高钻井速度和延长进尺始终是钻头技术不懈的追求，在应对各种具有挑战性的地层中，钻头结构、材料、制造工艺、设计灵活性对于延长钻头寿命和提高钻速产生了重要影响。
NOV公司SpeedDrill钻头：这是一种双直径PDC钻头，由一个较小的定向钻头和同心扩眼钻头组成。前面导向钻头快速钻进，减小围岩中的应力，扩眼钻头以同样的速度钻穿岩石。该钻头有助于改善钻进稳定性，从而减少震动失效，延长钻头寿命，提高井眼质量，节约钻井成本（图1）。
Varel国际公司Imax和Imax+孕镶金刚石矩阵式钻头：专为钻探过渡区地层设计。采用Varel公司独有的SPOT设计平台个性化设计出的IMax系列孕镶金刚石钻头，使用工程方法来选择金刚石复合片的大小和安放位置，以确保最佳性能。胎体硬度和布齿密度等钻头参数都可以根据需求进行匹配应用（图2）。
贝克休斯公司Infinite-Revolution钻头：这是一种具有多层金刚石层的孕镶钻头，这种设计增加了岩石切除率，随着外层金刚石的磨损，新的金刚石又暴露出来继续发挥破岩作用，从而提高了破岩性能，并进一步延长了钻头寿命，提供了更高的机械钻速。新的流道形状设计能够保证钻头在软硬夹层中具有良好的清洁效果（图3）。
2.2随钻测控技术提高油气采收率首要的就是将井眼延伸至能获得最大产能的储层内，导向能力对于找到甜点至关重要，旋转导向系统基本上已成为实现这种目的的标准方法。近年来这些技术和系统软件的功能越来越强大、越来越高效。目前的地质导向技术能够使作业者看到近井壁以及20ft以外的地层边界、地层走向等。新的测量工具可以将井下信息快速实时地传输到地面，经过客户或专家处理，实时确定进入甜点的导向决策。
哈里伯顿公司QBAT/XBAT随钻声波测井工具：该工具以其特有的射频特征和接收探头设计，能够提供可靠的随钻测井纵波和折射横波数据，声波速度可达50µs/ft，具有更大的信噪比，提高了随钻声波测井的精度和可靠性，消除了深水环境下对高成本电缆测井的依赖，减少了测井时间，大幅降低了海洋钻井成本（图4）。
斯伦贝谢公司GeoSphere储层随钻绘图服务：这项新的服务可探测井眼100ft周围的情况，可揭示地下层位特征和流体在储层中的接触范围。通过采用一种新的反演算法，可随钻绘图得到的数据与其他井下测量数据无缝结合，以优化生产和油藏管理（图5）。
IntelliServ公司IntelliServ2有线钻杆系统：这是该公司第二代IntelliServ有线钻杆系统，能够提供更强的数据互通可靠性、感应线圈的强度和耐久性。感应线圈布置在管柱连接部位，在连接破坏时也能传输信号。线圈可取下，可二次使用。通过使用Datalinks信号转发器，数据传输速率可达57600bit/s。公司正在研发新型Datalink产品，预计2015年可实现500000bit/s的数据传输。更快的数据交互可及时优化钻进参数并捕捉高风险工况。
贝克休斯公司TeleCoil智能连续管服务：这项服务将井下数据实时采集与井下动力传输相结合，可开展磨铣、增产、洗井、气举、摄像和测井作业，可对井下深度、压力和温度进行精确的实时监测，提高了作业效率。TeleCoil还能实施连续油管打捞落鱼，使老井快速恢复生产，清洗生产层段的碎屑，通过实时提供井下数据和图像帮助工作人员做出决策。TeleCoil已成功应用于多口井的施工。
2.3随钻地震地质导向技术将随钻地质导向与地震技术相结合是2014年的一大创新技术，这使国际工程技术服务公司的随钻导向能力进一步增强。
贝克休斯公司SeismicTrak随钻地震导向系统：该系统能够实时提供地震和波形数据，以便根据需要调整井眼轨迹，避免钻井过程中潜在的危险；能够探测地层压力的变化、钻出储层的可能性和钻井过程中井底其他不确定因素；可进入电缆测试难以到达的井眼，在系统内存中实时收集校验炮数据和完整的电缆测试垂直地震剖面数据，钻井后对数据进行处理。该系统对于速度（地震波速度）不确定、压力变化、具有挑战性的轨迹或深水、盐层非常实用，目前已在墨西哥湾超深水井中部署应用。
斯伦贝谢公司随钻地震导向系统：该系统结合实时测井和地表地震数据来更新三维地质模型信息，包括地震成像、地层孔隙压力梯度和破裂压力梯度等。
技术主要创新点包括：①实时成像，实时根据随钻获取的信息更新井筒周边的地震成像；②实时分析储层特性，包括实时的地震反演和属性提取，调整钻井方案；③实时预测钻头前方的储层特性和压力状况，从而调整钻井方案，提高成功率，避免井下事故。该技术获得2014年OTC新技术焦点奖，已在世界各地的陆地和海上部署。
2.4钻完井液技术钻完井液技术主要围绕抗高温、抗大温差性能等方面开展相关研究，以更好地满足非常规、海洋深水等具有挑战性油气热点领域的钻井需求。
M-ISWACO公司RHELIANTPLUS恒流变油基钻井液：这一新型油基钻井液能够在4.4～177℃之间保持热稳定性及恒流变特性，并减少钻井液当量循环密度，在起下钻和下套管作业中，减少循环动压差和激动压力，同时，在大位移井和高温高压井中具有很好的井眼清洁效果。
哈里伯顿公司可逆乳化钻井液：这种钻井液在钻井过程中具有油基钻井液的性能，在完井过程中通过加入特殊表面活性剂及转相剂，使钻井液从油湿润性转变成为水湿润性，井筒清洗效果好，固井质量好。其ACCOLADE钻井液抗温度149℃，具有高温稳定性，广泛应用于墨西哥湾及其他地区的高温高压深水钻完井作业中。
贝克休斯公司NSURE逆乳化钻井液：该型钻井液能在深水钻井中大温度范围内保持恒定的流变特性，在-15℃也能轻易倒出，克服了传统的逆乳化钻井液体系在低温下就会变稠、在高温下就失去流体黏度的缺点，能有效控制当量循环密度及激动压力的影响。
2.5压裂技术随着非常规油气的开发，以水力压裂为代表的完井与储层改造技术得到迅猛发展。
NCS能源服务公司无限级分段压裂套管固井滑套技术：这项技术将采用连续管拖动的由可取式桥塞组成的压裂—隔离总成与可开关滑套以及水力喷砂射孔器相结合，可实现单次无限级数压裂。
两次压裂的间隙仅5min，每级压裂仅需不到1h。由于泵送集中到一个压裂点，使压裂速度更快且能量耗散小，所需的马力为传统技术的1/3。由于压裂效率高并且无需泵送封隔球及桥塞，可节水20%以上。2014年，在巴肯地区应用这项技术分别以93级、94级和104级多次刷新了单井压裂级数的世界纪录。
斯伦贝谢公司BroadBandSequence宽带压裂技术：应用这项技术可在非常规储层井的射孔簇中连续作业。该技术可将井筒中裂缝相继分隔开，综合应用了可降解纤维和粒径多峰分布式的颗粒，无需桥塞即可对射孔簇进行暂时封堵，尤其适用于二次压裂作业。
斯伦贝谢公司Infinity可分解桥塞射孔系统：该系统使用可完全降解的压裂球和球座代替桥塞进行层位封隔。作业完成后形成全尺寸井眼，投产更快、效果更好且更经济。
贝克体斯公司SHADOW系列压裂桥塞:这一新型系列桥塞为永久式、大通径、可通过的压裂后留在井内的桥塞。无需连续油管作业。比传统复合桥塞更高效，可降低作业成本和HSE风险(图9)。
Tendeka公司FrackRight水力压裂系统:新系统能收集和分析非常规储层压裂后的增产数据(裂缝分布、温度、压力等)，可在每段安装多重滑套，优化压裂效果和产量，允许选择层段通过单个滑套或者一簇滑套压裂，允许作业者识别封隔区完整性，分析每个产层的特征，为压裂作业提供调整决策。FrackRight系统能够与该公司的分布式光纤压裂实时监测系统配合应用，提供更加高效的多段压裂评估和管理服务。
哈里伯顿公司FracHeight裂缝监测系统:由哈里伯顿公司旗下Pinnacle技术公司发布的这一新型裂缝监测系统结合光纤电缆传输的微地震接收器(布置在300m内的监测井中)和Pinnacle公司井下测斜仪传感器，可提供更精确的压裂扫描，并可直接测量与裂缝扩展、变形有关的数据(缝宽等)，克服了单靠微地震监测来确定裂缝高度的局限性，可给出裂缝扩展的确切证据，有助于提高压裂效果。
贝克体斯公司StageWatch裂缝监测工具:新工具通过可回收的压力计、温度计收集压力和温度数据，可加深对地层、油气藏和油田的认识，从而对井有更好的规划，对油气藏有更清晰的认识，利用数据信息驱动的完井设计可以提高产量和最终采收率，给出更有效的重复压裂策略(图10)。
2.6流体测试技术对于低渗透、未压实、含高茹度流体的地层，或是流体饱和压力接近储层压力时，地层压力测试与流体采样面临着诸多技术挑战。斯伦贝谢公司新推出的Saturn三维流体采样和压力测试器解决了上述难题，不仅能够在极低渗透率地层完成测试和流体采样，还大大降低了压力测试和流体采样时间，降低了作业风险和成本。
三维流体采样和压力测试器采用4个椭圆形探头，探头分布在仪器四周，间隔90°，这种排列有助于从井眼四周抽取流体，而不像传统探头那样只有一个流体抽取点。每个探头的表面流动面积都是19.86in2，是最大的传统探头的表面流动面积的2倍以上，4个探头总的流动面积79.44in2,是传统标准探头的500倍(图11)。目前，Saturn3D探头已经在未固结砂岩地层、低流动碳酸盐岩含油层等地层中进行了流体采样和压力测试，取得了好的效果。
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