第二节 钻井采油工艺技术 一、钻井工艺
1960年到1985年，为提高钻井速度和钻井质量，进行了以钻井钻头、泥浆、机具和固井工艺技术为主的研究。
在钻头研究方面，从钻头的结构、制造工艺、材质等多方面进行研究改进。先后研制出适应于大庆油田地层岩性的多种刮刀钻头。1964年设计制造了千米刮刀钻头；1971年试制成功双切削角斜拉筋刮刀钻头；1975年研制出聚晶人造金刚石刮刀钻头，实现 1只钻头钻完1600米的中深井，并在2000米左右硬地层井段，创造单只钻头进尺达 400多米的水平；1975年研制成功适用于1200米中深井的金刚石三刮刀钻头。以上钻头被称为“高效率刮刀钻头”，在1978年获得黑龙江省科学大会奖励。1978年钻井指挥部钻井工艺研究所石海苓、马玉和在喷射式聚晶金刚石刮刀钻头的基础上研制成功“喷射式四翼三阶梯金刚石刮刀钻头”。这种钻头适于钻大庆地区深部硬地层，破碎岩石能力强，钻头进尺相当于zy型牙轮钻头的 5至6倍，机械钻速提高1倍。这项成果在1979年获得石油部技术改进成果二等奖。1980年钻井研究所赵太俊、刘继臣研制成功“硬质合金套镶聚晶人造金刚石刮刀钻头”。这种钻头采用新型结构和加工工艺，能充分发挥金刚石的耐磨性能，延长了钻头使用寿命，与普通硬质合金刮刀钻头比较，机械钻速提高20％，完钻周期缩短30％。这项成果在1982年获石油部技术改进成果二等奖。
在大庆油田各开发时期，根据钻井取芯需要，还研制成功多种钻井“取芯钻头”。包括大直径取芯工具、长筒取芯工具和钻头、密闭取芯工具和钻头、热烘装套镶冷铆金刚石取芯钻头。其中的长筒取芯、密闭取芯钻头与其工艺技术配套的成果，在1978年分别获得全国和黑龙江省科学大会奖励。
在泥浆研究方面。 1963年钻井指挥部徐同台、吴恩政、王允良等人研究的 “四低一稳”（低失水、低粘度、低切力、低含砂，全井泥浆性能稳定）优质泥浆，在大庆推广应用后，到1980年已优质快速钻成7000多口油、水井。还研究成在大庆钻进中国第一口深井（完钻井深为4718.77米，井底温度为170℃）用的两种新型泥浆抗高温处理剂。这两项成果在1978年同时获得黑龙江省科学大会奖励。1979年钻井研究所王允良等还分别研制出适于钻调整井的“低粘土相不分散重泥浆” 和适于钻超深井的“超深井低比重抗高温防塌泥浆”。这两项成果分别在 1979年和1982年获石油部奖励。
在钻具研究方面。根据油田开发对钻中深井井身倾斜度不大于 3度的要求，钻井指挥部徐景达、刘跃平等在1963年研制成功防斜钻具——“钟摆钻具”。1965年为了满足打“三一”优质井的要求（1天1个钻头钻进1000米），又研制出了适合于高钻压、钻进中途不测斜、高钻速的“填满式防斜钻具”。1973年为适应喇嘛甸油田开发需要，钻井研究所赵凯民、史家琛又试制成功“偏重钻铤防斜钻具”。针对不同情况选用上述防斜钻具，都加快了钻井速度，提高了井身质量。“钻井防斜钻具”成果在1978年获得黑龙江省科学大会奖励。
在固井技术的研究方面。钻井工序完成后，在进行固井时需在很短的时间内将上千袋的水泥搅制成水泥浆注入井中。过去完全采用人工操作。60年代初，钻井指挥部研制成功“气动下灰车”，使固井注水泥作业初步实现了机械化，提高了固井质量，减轻了工人劳动强度，节约了大量水泥。这项成果在1979年获黑龙江省科学大会奖励。1978年又进一步研制成功气动贮灰罐和液压背罐车，使运灰（水泥）、贮灰、下灰作业实现了机械化。
为了提高固井质量和油层产油能力，钻井研究所王宝元、罗长吉等人从1980年至1981年研究成功“调整井优质高比重水泥浆”，使固井合格率提高 14.2％。这项成果在1982年分别获得黑龙江省优秀科技成果二等奖和石油部技术改进成果一等奖。钻井技术服务公司钻井工艺研究所谢声华、许国林等于 1984年研制成功“5时半套管外封隔器”。这种封隔器在进行固井注入水泥浆后，可在套管和地层之问的环形空间形成永久性桥堵，这样就能避免异常地层压力和环形空间水泥浆在水化过程中发生胶凝失重所导致的层间油、气、水混窜及套管外喷冒事故的发生，提高了固井合格率，节约了修井费用。这项成果在1985年获大庆市优秀科技成果一等奖。
在钻井研究方面，钻井指挥部在矿机研究所的配合下，1963年到1965年将40年代由柴油机带动的6y—40钻机研制成大功率电动化钻机，使机械进尺提高近1倍。
二、采油工艺
大庆油田开发初期，由于采用的是笼统注水采油，造成注入水在高渗透层位突进。为解决这一层间矛盾，大庆采油指挥部采油技术研究室等单位协作，于1962年试制成功“注水井水力压差式封隔器”和“固定式分层配水器”，并于1964年将其完善配套形成为“固定式分层配水工艺”。通过分层注水，控制了高渗透主力油层的注水量，降低了见水层位的压力，进而降低了见水油井含水上升速度，基本解决了注入水沿高渗透层突进的问题。“注水井水力压差式封隔器”这项成果于1965年获国家科委发明奖。“固定式分层配水工艺”于1978年获黑龙江省科学大会奖。
针对大庆油田出现的油层压力下降，单井产量下降，原油综合含水率上升的问题，围绕着油田注水和治水工艺分层采油、油层改造等课题，1972年采油工艺研究所王德民、贺希英等研制成功偏心分层配水管柱、防腐油管、仪表测试相配套且比较完善的“分层注水工艺技术”。其管柱的特点是：封隔器和配水器可多级使用于进行分层定量注水，可对任一层段进行测试和投捞任一级配水堵塞器而不需起下井中的管柱。应用这套工艺技术，使油田注水合格率由1972年的35％上升到1977年的70％以上。这一成果在1978年分别获全国和黑龙江省科学大会奖励。
1963年，采油工益研究所研制成功的水力皮球式封隔器进行喷水试验 “油井蜡球选择性压裂技术”，是采油工艺研究所张显忠、王德民、尹立柱等人从1975年到1978年在普通分层压裂技术基础上研制成功的一项油井分层压裂改造技术。这项技术是在能分隔的压裂层段内，以蜡球做为暂堵剂，将高吸水层位或部位炮眼堵住，使压裂液转向，进入或压开低吸液层位或部位（一般为低含水层位或部位）。可达到对油层进行重复压裂，实现层间挖潜的目的。与普通压裂技术比较，每口井增产28％以上。这项成果在 1979年获得黑龙江省重大科技成果二等奖和在1982年获得石油部优秀科技成果一等奖。
1978年采油工艺研究所王德民、徐文卓、谌锡才等研制成功“油井多用途偏心配产堵水控制系统”。该系统可与不压井起、下作业配套使用。能实现在不起、下井中管柱的情况下，可对任意一个偏心分层配产层段进行分层测试和调配产油量及封堵高含水层位。从1979年正式投入现场使用，增油降水效果显著，这项成果在1979年获得国家发明二等奖。
70年代初，随着大庆油田中含水期开采阶段的分层注水、分层采油等技术的发展，分层测试工艺技术也在原有的基础上进一步发展。采油工艺研究所徐大隆、李春等从1971年到1978年研制成功“油管三参数综合测试仪”和“振弦压力计”，为及时、准确了解和分析地下动、静态状况提供了重要手段。这种油、水井油管分层测试工艺在1978年分别获得全国和黑龙江省科学大会奖。
1980年井下作业指挥部生产测井研究所郑雪祥、周复康、王凤祥研制成功 “SD—1型生产测井地面仪”。在配有专用面板时可进行磁测井、放射性测井、声波测井等。这种测试仪于1984年获得石油部优秀科技成果一等奖。
1980年后大庆油田进入了高含水开采阶段。开采方式逐步由自喷转向机械抽油。潜油电泵是油田转抽的有效机械采油设备之一。为形成国产潜油电泵系列化、标准化，采油工艺研究所与国内有关单位协作，于1983年和 1985年先后研制成功3种不同排量和扬程的潜油电泵及配套机组，各项性能均达到了设计指标。所研制的潜油电泵机组都具有检泵周期长，地面管理方便等特点，适合于在油田高含水期大排量强采的要求，增油效果显著。其中 200立方米/日×700米潜油泵获1984年石油部优秀科技成果二等奖，320立方米/日×1000米潜油电泵获大庆市优秀科技成果一等奖。
