河南油田泌阳凹陷基岩钻井技术

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2010年8月第32卷第4期JournalofOilandGasTechnology(J．Jp1)Aug．2010Vo1．32No．4河南油田泌阳凹陷基岩钻井技术刁心飞，胡睿磷，张瑜，赵学斌许光辉，李克奇，余武军(中石化河南石油勘探局钻井工程公司，河南南阳。’。)[摘要]基岩地层由大理岩和灰色片岩组成，可钻性差、研磨性强、地层倾角大、地应力大，因而钻井施工难度大，机械钻速缓慢、钻具磨损严重、钻进中易出现钻具粘扣及断损。井眼轨迹控制困难。通过认真分析和研究，

2、逐步摸索出适合泌阳凹陷南部陡坡带基岩施工的技术措施(优选钻头类型；优选钻具组合、优化钻进参数、加接减振器；使用含有耐磨带的钻杆和镶有特殊硬质合金材料的扶正器；强化安全技术措施；优选钻井液体系)，有效现地避免了井下事故，提高了机械钻速，缩短了钻井周期，井身质量与固井质量合格率100。[关键词]泌阳凹陷；基岩；钻井难点；施工措施；效果[中图分类号]TE24[文献标识码]A[文章编号]1000—9752(2010)04—0272—03泌阳凹陷南部陡坡基岩(主要为大理岩)埋深较深，岩性坚硬，可钻性差，研磨性强，地层倾角大，地应力大。

3、存在井眼轨迹控制难度大、井下故障多和机械钻速低等钻井难点，2005～2006年，共钻基岩井6口，平均机械钻速2．48m／h，井下故障率高达9．05。为此立项攻关，通过钻头优选、优化钻具组合及钻进参数、使用减振器、使用含有耐磨带的钻杆和镶有特殊硬质合金材料的扶正器、强化安全技术措施、优选钻井液体系等配套技术口]，使粟2井、粟1井、粟1井侧的平均机械钻速提高3O．1，井下故障率降为0，取得了较好的应用效果和经济效益。基岩钻井施工难点1．1机械钻速缓慢河南油田泌阳凹陷南部陡坡带基岩大多属于灰(白)色荧光大理岩及部分深灰色片岩，由于

4、岩石坚硬致密、可钻性差、研磨性强，所以造成基岩井段机械钻速非常低。表1为南部陡坡带部分含基岩井的资料统计，可知各井的机械钻速非常低。表1南部陡坡带部分含基岩的井资料统计1．2钻头、钻具磨损严重基岩段钻井时，采用具有滑动轴承、金属密封、特别保径、掌背强化结构特点的钻头(如[收稿日期]2010—06—10[作者简介]刁心飞(1966一)，男，1989年重庆石油学校毕业，1996年中国地质大学毕业，工程师，现从事特殊工艺井技术的研究与应用工作。学兔兔www.xuetutu.com第32卷第4期刁心飞等：河南油田泌阳凹陷基岩钻井技术

5、HJT537G、HJT517G、HJT537GK、HJT617GH)，虽然提高了钻头寿命和钻速，但磨损仍然严重，外径平均磨损2~4mm，内、外排齿磨损也很严重，牙齿高度一般磨损2～4mm。另外，钻柱因振动而造成的“蹩跳钻”，对钻头轴承及牙齿磨损、掉齿、断齿影响也特别大，所用钻头不得不硬性规定纯钻时间小于60h。基岩段钻井对扶正器、钻铤、钻杆接箍、接头外径的磨损也非常大，从而让钻具失效，易诱发刺、断钻具事故。1．3钻进中钻具粘扣及断损的原因①在基岩地层钻井时，钻具所受的交变应力和振动较其它地层大；②钻具在工作中长期承受拉伸、压

6、缩、弯曲、扭切等复杂应力；③钻具自转时，使其靠井壁的一侧受压力，离井壁的一侧受拉力，拉压应力频繁交变进行，促使钻具早期失效；④钻进时的跳钻、蹩钻，迫使钻具产生纵向、横向振动，引起的弯曲应力会对钻具造成疲劳破坏。基岩段钻具事故特点：①钻具损坏时间短，发生频率高，易成批出现。②钻具的断裂、粘扣和刺坏并存。③钻具粘扣与断损位置绝大部分出现在受压部位，并非中和点附近。1．4井眼轨迹控制困难基岩段地层倾角一般比较大(栗2井地层倾角56。)，因此地层的自然造斜能力和漂移能力非常强。无论直井还是定向井，井斜、方位都不易控制，需要不断变换钻

7、具组合(包括螺杆)来调整井斜和方位，造成起下钻频繁。另外，基岩段埋藏较深，用螺杆钻具调整轨迹时施工非常困难，这主要表现在：①井深、钻具柔性大，摆螺杆弯方困难，且不易到位；②基岩段对螺杆磨损严重，早期失效，降低造斜率。2基岩钻井采取的应对性技术措施1)优选钻头类型通过分析泌阳凹陷南部陡坡带基岩钻井的实际情况(包括钻速，牙齿、轴承及外径磨损等)，优选出具有金属密封、修边齿、巴掌强化、高抗研磨性等特殊功能的江汉HJT537GK、HJT617GH系列钻头，螺杆钻具选用MD537X高速钻头。该系列钻头改变了牙齿的受力状态和切削模式，减

8、缓了钻头乃至钻柱的轴向和周向振动，减少了因振动引起的钻具疲劳破坏，延长了钻头的使用寿命。2)优化钻具组合及钻进参数、使用减振器过去含基岩的井大都采用三扶刚性满眼钻具或塔式钻具，钻铤加量多，大钻压下不易弯曲，但断钻具和粘卡事故发生较多。近期施工的栗1井和栗2井(多靶定向井)，简化了钻具结构，