大庆外围探井钻井速度主要影响因素研究和探析

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1、大庆外围探井钻井速度主要影响因素研究和探析一、前言大庆外围深井钻井过程中，常常遇到高硬度、可钻性极差的岩石及受到深层高温高压的影响，井壁不稳定，有易剥落的砾岩层，而发生钻具失效、井斜和卡钻等各种复杂情况。为了安全高效、快速、优质地钻深井，在综合分析了国内深井钻井技术现状以及制约深井钻井速度的基础上，笔者根据区块的特点，研究了影响大庆外围探井钻井速度的主要因素。二、影响钻井速度的主要影响因素分析1.地质因素影响外围深探井钻井速度的地质因素包括以下方面：1.1所钻地质年代较多，地层岩性复杂大庆外围地区深井所钻地层跨越的

2、地质年代较多，地质条件变化大，岩性复杂，特别是在新的探区尤为严重。深井钻遇的地层自上到下依次为第四系、第三系、白垩系、侏罗系、基岩。其中，白垩系地层含有地层复杂的四方台组、嫩江组、青山口组、泉头组、登娄库组、营城组和沙河子组;侏罗系地层由浅到深依次是火石岭组、洸南组、白城组。1.2深部地层硬度大，岩石可钻性差，在纵向上砂泥岩互层且存在砾石层井深超过2700m（登娄库组）地层的可钻性级值为6~10级，其中砾石层可钻性级值高达10.38级；井深在3000^4100m的营城组和沙河子组的地层可钻性级值为7~9级。对于该区

3、块深部井段，在高温髙压的作用下，岩石可钻性变差。一些泥岩、泥质砂岩也由常压下的脆性向塑性或弹塑性转化，破碎这种地层特别困难。在纵向上砂泥岩互层且存在砾石层，钻进困难且跳钻严重，降低了钻头和钻具使用寿命。1.3深层地层孔隙压力低，常规钻井压差大登娄库组、营城组和沙河子组地层当量密度一般约为110g/cm3,储层保护难度大。由于井筒和地层孔隙流体的压差作用使岩石强化，塑性和硬度增加，破碎方式也相应有了变化。在低压差下易破碎的岩石，在高压差下则塑性增大，难于破碎。另外，由于压差对刚破碎的岩屑有压持作用，阻碍岩屑的及时清除

4、，造成重复破碎,使钻速下降。1.4存在多套压力系统，制约了井身结构的优化在上部井段有黑帝庙、萨尔图、葡萄花、高台子、扶余、杨大城子等六大油层；下部井段有泉头组一、二段、登娄库组、营城组、沙河子组等天然气储层。压力层系多而压力系数不一致,用同一种钻井液体系很难使所有的储层都得到保护。青山口组的当量密度为1.25g/cm3，基底的当量密度为1.0g/cm3左右，增加了复杂情况发生的几率。1.5深部地层岩性不均质，常发生砾石块剥落，井下复杂情况发生几率增多深部地层不但宏观上岩性复杂，而且同一岩性结构复杂。在钻井过程中，常

5、有剥落坍塌的砾石块，致使钻头先期损坏。对于营城组流纹岩、角砾岩、凝灰岩地层，钻头的平均进尺不足60m，起、下钻频繁。1.6地层温度高大庆外围地区平均地温梯度为(3.6^4)°C/100m左右,而徐家围子地区平均达到4.1^/100m，肇州地区高达4.19°C/100mo高温高压对钻井液性能影响较大，也致使钻头保径齿和切削齿脱落、井下工具密封失效和鹄钢柱脱落,造成井下复杂情况增加和固井难度增大。1.7地层倾角大登娄库组以下地层倾角大约为20~60。，为了控制井身质量，常常需要轻压吊打，这就严重影响了深井的机械钻速。2

6、.钻井工程因素影响外围深探井钻井速度的钻井工程因素包括以下方面：1.1井身结构由于深探井钻遇的地层特性复杂，需要采用多层套管的井身结构。目前比较普遍的是采用3层套管［即