元坝1井超深井钻井技术研究与应用

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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)2009年6月第31卷第3期·84·JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Jun．2009Vo1．31No．3元坝1井超深井钻井技术研究与应用李伟廷(中原石油勘探局钻井三公司，河南兰考475300)侯树刚(中原石油勘探局钻井工程技术研究院，河南濮阳457001)李午辰(中原石油勘探局钻井三公司，河南兰考475300)夏彬(中原石油勘探局钻井工程技术研究院，河南濮阳457001)[摘要]针对元坝1井超深井钻井技术难点，开展了空气钻井技术、复合钻井技术

2、、深井钻井液技术、深井固井技术研究，并在元坝1井超深井上进行了应用，实钻井深7170．71m，钻井周期279．17d，提前完成钻探任务，井身质量和固井质量优，取得了多项重要技术突破和区域钻探高指标。元坝1井的顺利完成，对于加快超深井钻井速度、提高质勘探成功率、推动超深井钻井技术的发展，将起到重要的指导和借鉴作用。[关键词]超深井；元坝1井；空气钻井；复合钻井[中图分类号]TE245[文献标识码]A[文章编号]i000—9752(2009)03—0084—04近年来，我国为了实现油气资源可持续发展，加大了对油气资源勘探开发的力度，油气勘探重点逐步转向

3、西部和南方深井、超深井[1]。但是，深井超深井油气勘探开发面临着异常复杂的地质条件，特别是在超深井(>6000m)油气钻探与开发工程中经常遇到高温高压、井眼失稳、钻速低、井控安全及储层伤害等复杂问题。目前的深井钻井技术还不能完全适应超深井油气勘探开发的需要，制约了我国西部和南方超深井油气钻探与开发的步伐。元坝1井是一口重点区域探井，位于四川盆地川东北巴中低缓构造带元坝岩性圈闭中，设计井深6920．00m，实钻井深7170．71m，钻井周期279．17d，建井周期341．40d，提前完成钻探任务，井身质量和固井质量优质，取得了多项重要技术突破和区域钻

4、探高指标。围绕元坝1井开展的钻井新技术科研攻关以及取得的成果，为提高超深井机械钻速，加快我国深层超深井油气勘探进程提供了有效技术支撑，对推动超深井钻井技术的发展起到重要的指导和借鉴作用。1钻井技术难点由于元坝1井超深井是区域探井，区块参考资料少，施工过程中不确定因素多，风险较大，面临既要提高钻速又要确保安全钻井的技术难题。结合钻井地质工程设计和综合邻井资料分析，元坝1井施工存在以下钻井技术难点[2]：①陆相地层厚达5000m，厚度大于川东北其他区块。陆相地层厚度的增加，会引起井壁失稳、井漏复杂情况等一系列问题。陆相地层砂泥岩互层，裸眼井段长，岩性多

5、变，岩石坚硬，跳钻严重，易出现钻具事故。②地层古老，硬度级别高，研磨性强，可钻性差，机械钻速低、钻头寿命短；尤其是深井采用高密度钻井液，严重影响陆相、海相地层的机械钻速。③陆相地层须家河组和海相地层嘉陵江、飞仙关组等地层可能钻遇含HS的异常高压气层。海相地层和陆相地层都存在安全窗口密度低的问题。特别是在海相裂缝性气层，喷漏同存的现象非常普遍，井控难度大。④在防塌、防漏、堵漏、防卡、润滑、抗高温、抗污染等方面对钻井液及性能维护要求高、难度大。⑤深井固井难度大，固井质量难以保证。由于地层高温高压、井眼不规则、封固段长等因素，导致气体窜槽严重，漏失[收稿

6、日期]2009—02—20[基金项目]国家。863’计划项目(2006AA06A109—7)。[作者简介]李伟廷(1966一)，男，1988年大学毕业，高级工程师，现主要从事钻井工程技术攻关与管理工作。学兔兔www.xuetutu.com第31卷第3期李伟廷等：元坝1井超深井钻井技术研究与应用·85·和压稳矛盾突出，小间隙固井水泥浆顶替效率低，循环阻力大，工具附件不完善等加大了固井施工难度，固井质量也难以保证。2钻井核心配套技术2．1空气钻井技术空气钻井在提高机械钻速、延长钻头使用寿命、避免钻井漏失、钻井作业清洁环保等方面具有优势，但只有在一定范围

7、内使用才能产生较大的效益。地层的力学稳定性、出气、出水、出硫化氢情况是决定空气钻井技术能否正常应用的重要因素口]。通过借鉴邻区空气钻井实践和现场试验形成的一套比较成熟的空气钻井技术，元坝1井经过地层适应性评估和实钻验证，蓬莱镇组、遂宁组、上沙溪庙组、下沙溪庙组等上部陆相地层可以实施空气钻井，下部陆相地层的千佛崖组、自流井组、须家河组由于井深、井眼稳定性、地层流体等复杂因素，无法实施空气钻井。2．2复合钻井技术复合钻井技术是转盘和井下动力钻具同时驱动钻头的一种钻井方式，螺杆钻具是目前使用最广泛的一种井下动力钻具。研究表明，螺杆配高效PDC钻头的复合钻

8、进方式是提高机械钻速的重要手段。该技术可用于中深部地层的快速钻进、高陡构造易斜地层中的防斜打快、定向井井眼轨迹控制。大量现