冀东油田复杂地层安全高效钻井技术研究

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1、钻采工艺2009年5月·14·DRILLING＆PRODUCT10NTECHN0L0GYMav2009冀东油田复杂地层安全高效钻井技术研究宋继伟(地矿局115地质大队)宋继伟．冀东油田复杂地层安全高效钻井技术研究，2009，32(3)：14—16．摘要：南堡凹陷是冀东油田的主力生油区，其馆陶组底部普遍存在两种复杂地层：部分强烈蚀变的玄武岩地层和胶结性极差的底砾岩地层。玄武岩地层的井壁稳定性和快速钻进问题以及底砾岩地层的快速钻进和钻头安全使用问题是直接影响钻井安全、效率和成本的重要问题。针对这一系列钻井问题，在对冀东油田大量的钻井、地质资料的深入理解的

2、基础上，通过深入分析，提出解决这些复杂问题的一些措施，并通过理论或实践验证了其有效性。’关键词：玄武岩；砾岩；安全钻井；钻井技术；冀东油田中图分类号：TE242文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1006～768X．2009．03．005南堡凹陷作为冀东油田的主力生油区，其馆陶是造成井壁坍塌主要因素。组底部普遍存在着两种复杂地层：部分强烈蚀变的1．2快速钻进问题玄武岩地层和胶结性极差的底砾岩地层。玄武岩地由于玄武岩性坚硬、研磨性强、可钻性差，采用层的井壁稳定性问题和快速钻进问题以及底砾岩地常规三牙轮钻头的机械钻速普遍偏低，并且容易发层

3、的快速钻进和钻头安全使用问题都是该地区钻井生井内事故。这样导致钻井效率降低的同时，又使技术人员最为头痛的问题；也是直接影响钻井安全、玄武岩段钻孔过长时间暴露于钻井液中，不利于井效率和成本的重要问题。壁稳定。2．玄武岩地层安全快速钻井技术一、玄武岩地层钻井技术2．1井壁防塌、安全钻进技术冀东油田南堡凹陷位于渤海湾盆地，因多期火通过研究冀东油田玄武岩地层井壁坍塌机理，山喷发而形成了多层火山岩，其中分布较广且对钻寻找影响井壁稳定性的多方面外在因素，并对这些井工程影响较大的是最后一期喷发形成的上第三系因素的影响机理进行分析，总结出一套适用于该地馆陶组火山岩；

4、埋藏深度一般在1900～2900In之层的井壁防塌技术措施，即在普遍应用的钾基聚合间。物钻井液的基础上，加入多元醇成膜树脂防塌剂1．玄武岩地层钻井的隐患CMF一1；维持较高的钻井液密度维持井壁稳定；调通过对冀东油田玄武岩地层特性的了解以及钻整好钻井液的流变性，使其具有较高的黏度，以防止井实践得知，井壁稳定性问题和快速钻进问题是困钻井液紊流的发生；钻进玄武岩尽量少用或不用牙扰该地层钻进的两大关键性问题。轮钻头，而采用专门用于玄武岩地层钻进的PDC钻1．1井壁稳定性问题头(新疆DBS钻头工具有限公司生产的FM系列钻冀东油田玄武岩地层明显可见气孔状构造，气

5、头)加螺杆液动马达，甩掉扶正器，使用光钻铤钟摆孔最大直径达8×10mm；并且裂隙非常发育。在这钻具组合，利用较小的钻压进行钻进，以预防或减轻样的地质条件是井漏事故的多发地带。地层中的杏扶正器因钻压逮大而产生弯曲与井壁贴合的钻具在仁状构造，以及经过强烈蚀变作用的与次生的黏土钻进过层中对地层碰撞而导致的地层坍塌、掉块等矿物(与水易膨胀)、碳酸盐等混杂并存的破碎带又井内事故。收稿日期：2008—12—07；修回日期：2009—05—04作者简介：宋继伟(1982一)，助理工程师，2008年毕业于中国地质大学(武汉)钻井与钻探工程专业，获得硕士学位。现在贵州

6、省地矿局l】5地质大队从事钻探机具、钻探工艺学研究工作。地址：(551400)贵州省清镇市地矿局115地质大队劳人科，电话：13638026994，E—mail：songjiwei8759@163．corn第32卷第3期钻采工艺VD】．32No．3DRILLING＆PRODUC，I10NTECHNOL0GY·15·通过同一地质区块上的两口直井(M29—27井终落人井底，然后在钻头的作用下，形成了钻头与砾和M109X11井)的井径扩大情况进行对比分析，证石以及砾石与砾石之间的相互摩擦挤压现象。在这实了该防塌措施对保护玄武岩地层井壁稳定有着显样的碎岩过程

7、中，不仅岩石的重复破碎现象十分严著的效果。重，而且严重地影响钻头的碎岩效率，降低机械钻2．2快速钻进技术速，一般情况下每米进尺钻时在45min以上，有时由于冀东油田玄武岩地层具有岩石质纯、致密、甚至达到100min以上。堆积在井底的大小不一的硬且脆的特性，各井队普遍采用三牙轮钻头来穿越砾石还会对钻头切削齿产生巨大的冲击载荷，一旦该地层。但是，在玄武岩地层使用牙轮钻头钻进，会发生单颗切削齿折断或者脱落的情况，在连续回转对井壁的稳定性带来不利的影响；实践证明，要想使的持续载荷下，钻头上的其余切削齿有可能发生多用牙轮钻头顺利穿过玄武岩地层，就需要从钻井液米

8、诺骨牌效应，造成钻头的瞬间破坏。性能调整方面付出巨大的努力；而且，由于牙轮钻头1．2钻头安全使用问题本身结构