3.8.1 活动套管技术方案
13000m科学超深井施工时计划采用一种特殊的钻进施工程序，即“超前孔裸眼钻进”。该程序的基本思路是：在活动套管内先采用小直径钻进，需要下套管时回收活动套管，将井眼扩大到下套管、固井所需的尺寸。小直径钻进可以解决钻井上部大直径井段的取心钻进、垂孔钻进和测井技术难题并降低施工成本。下活动套管的目的是改善环空中岩屑的携带效果；改善钻柱的受力状况和钻柱寿命；改善取心钻进效果和钻头寿命。超前孔钻进的直径设计为216mm，拟采用的活动套管直径245mm。形成的超前孔裸眼钻进系统见图3.9。
图3.9 超前孔裸眼钻进方法原理
依据13000m超深孔的钻孔结构和取心钻进方案，需要下入3次活动套管：即在300m深的671mm套管、2500m深的609.6mm套管和5000m深的508mm套管中下入活动套管，活动套管为244.48mm（壁厚11.05mm），以实现216mm取心钻进。
为了达到套管整体防反扣和提高套管稳定性的目的，活动套管的固定应采用上部悬挂大部分套管重量载荷（90%～60%）、下部坐落小部分套管重量载荷（10%～40%），即两端固定的方式。活动套管下入后进行取心钻进作业时，随钻孔不断加深、孔内活动套管整体平均温度是不断变化的，活动套管的受力状态也随之变化。应根据温度变化，设计计算活动套管上端悬挂或下端坐落重量的合适比例，以保证温度变化时，套管长度或受力状态的变化可由套管上、下端载荷变化调节，即用套管上、下两端受力状态的变化补偿套管温度变化产生的套管长度变化。
3.8.2 膨胀套管与等井径钻进技术
膨胀管技术就是将管柱（包括实体套管和割缝管）下到井底，以机械或液压的方法，使套管柱发生永久塑性变形，从而达到扩大井眼或生产管柱内径的目的。随着膨胀套管技术的不断完善，最终将消除井眼锥度，实现了井身结构设计的突破——等井径井眼，对于超深孔钻探来讲这是一项带有革命性的技术突破。
膨胀管技术在13000m科学超深井中的主要应用包括：通过下膨胀管减小井眼直径，从而降低钻井成本；封堵破碎和不稳定井段；修补破损的套管；膨胀管悬挂尾管；等井径钻进。
等井径膨胀套管技术（图3.10）是在常规膨胀管技术基础上发展起来的，等井径（单一井径）钻井技术是石油天然气领域的一个重大技术突破。该技术利用可膨胀管代替套管，在井眼内下入多级同一尺寸的膨胀管并固井。该方法的优点是可以较大程度地减小钻井直径，因而使钻进施工的各方面成本显著降低。
石油钻井的经验表明：采用等井径钻井技术可降低44%的钻井液用量、42%的水泥用量、38%的套管用量和59%的钻屑生成量。在海上钻井和建井中可节省33%～48%的建井费用。
图3.10 等井径钻井技术原理
3.8.3 高温固井技术方案
通过采用在水泥中添加35%～40%的细硅砂或硅粉，以
及采用耐高温（≥200℃）的降失水剂和缓凝剂，形成耐高温水泥浆体系（表3.20）。该体系在国内使用最高固井温度达到300℃。
表3.20 高温固井水泥浆材料组成和功能
对于窄环空固井、特别是窄环空深井固井，应注意的问题有：
1）水泥浆性能。影响水泥浆设计的因素有：井深、井底循环温度及井底静止温度的准确计算、钻井液静液柱压力、钻井液类型、水泥浆密度、泵送时间、混合水质、滤失控制、流变性能、沉降稳定性和自由水、水泥质量、水泥与外加剂的兼容性、水泥石强度发展、水泥石的体积收缩等。
2）高温隔离液。隔离液对保证固井质量至关重要，成为固井作业不可或缺的流体之一。隔离液主要由稳定剂、悬浮剂、吸附剂和加重剂组成。重要的评价指标就是悬浮稳定性和隔离液与水泥浆、钻井液要有良好的兼容性。
3）水质。水质的不同会使水泥浆的稠化时间、抗压强度发生较大的变化。