国内深井钻井提速技术难点分析及对策

《国内深井钻井提速技术难点分析及对策》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2013年第12期西部探矿工程73国内深井钻井提速技术难点分析及对策宋建伟，何世明，龙平，滕学清，刘忠飞(1．西南石油大学石油工程学院，四川成都610500；2．中国石油塔里木油田公司，新疆库尔勒841000)摘要：机械钻速低是深井、超深井钻井面临的最大难题，严重制约了深部油气资源的开发速度。主要从提速工具层面上，综述了提高深井机械钻速的难点，探讨了基于高温直螺杆、涡轮钻具和扭力冲击工具等提速工具的复合钻井技术原理，并分析了他们在国内油田的应用效果。另外还介绍了与机械钻速密切相关的钻头优化技术、轻泥浆提速技术和VSI比能优化钻井等提速技术的提速原理及应用效果

2、，为国内油气田提高深井机械钻速提供了技术参考。应用效果表明，复合钻井技术是提高深井机械钻速的有效手段，辅以钻头优化技术、VSI比能优化钻井等技术能大幅度提高国内深井钻井的机械钻速。关键词：深井；机械钻速；扭力冲击工具；轻泥浆中图分类号：TE245文献标识码：A文章编号：1004—5716(2013)12一O073—05随着浅部油气资源的逐渐枯竭，国内油气勘探目区的桑株l井、秋南1井等山前构造井的平均机械钻速标逐渐以深井和超深井的方式由浅部转向深部地层。分别为0．68m／h、0．94m／h；统计玉门油田青西地区白垩深部地层油气资源的勘探开发潜力巨大，以塔里木盆

3、系的1O口井中，其机械钻速大多在lm／h以下，Q2-58地为首的西部四大盆地深部油气资源量占其总量的井的机械钻速最高，仍只有1．16m／h，Q2-64井的机械73％；以鄂尔多斯和四川两大盆地为首的中部地区深钻速最低只有0．63m／hE。由此可看出，我国深井的低部油气资源量占其总量的53％。然而实践证明，深部机械钻速严重制约了深井、超深井的勘探开发进程，不地层存在诸多钻井提速难点，其机械钻速比上部地层过在认真分析我国深井提速难点的基础上，辅以国内低2～4倍]。所以，提高深部井段机械钻速是提高全外先进的深井钻井工具和技术是能够提高我国深井钻井时效、加快开发速度、

4、节省成本的关键。为此，笔者井机械钻速的，且提升空间还很大。认为有必要对国内提高深井机械钻速所面临的难点加2深井钻井提速难点分析以分析，并主要从提速工具方面总结出相应的技术对深井、超深井在钻进过程随着井深的不断增加，欲策，以期加快我国深层油气资源的开发进度。提高其机械钻速，面临着诸多难题。主要表现为：深部1国内深井钻井提速概况岩石可钻性差，对钻具的抗高温性能要求高，钻头加压深井、超深井钻井技术是一个国家钻井技术水平困难、地质情况复杂。高低的标志，欧洲、美国的深井钻井技术水平一直处于(1)深部地层岩石可钻性差。随着井深的不断增世界领先水平。国内深井和超深井钻井技

5、术起步较加，深部地层岩石承受的上覆压力逐渐增大，岩石的孑L晚，主要分布在新疆塔里木油田、四川油田、玉门油隙和骨架结构发生变化，致使深度每增加1000m，其岩田。近年来我国在深井钻井周期、钻头选型、钻井液等石硬度、抗压抗剪强度、研磨性成倍增加，从而使岩石方面均取得了很大的进步，但我国的深井钻井问题主胶结更致密、研磨性增强、可钻性变差。要还是深部地层机械钻速低。例如四川元坝地区下部表1为新疆某区块不同井深条件下细砂岩的岩石陆相地层(埋深3200~4900m)的平均机械钻速为力学性质，由表1可看出：该区块石炭系砂岩抗压强度0．73m／h，其中下沙溪庙、千佛崖组、自

6、流井组和须家河可达221MPa，远超过常规PDC钻头可钻极限组地层的平均机械钻速分别为1．14m／h、0．94m／h、124MPa。随着井深的增加，该区块细砂岩的硬度、抗0．72m／h和O．57m／h，井越深机械钻速越低；塔里木地压强度、抗剪强度和研磨性都在不断增加，致使其可钻收稿日期：2013—04—02基金项目：中国石油天然气股份有限公司科技重大专项课题“碳酸盐岩安全、快速、高效钻完井技术”(2010E一2109)。第一作者简介：宋建伟(1982一)，男(汉族)，重庆江津人，西南石油大学油气井工程专业在读硕士研究生，研究方向：油气井工程力学研究。74西部

7、探矿工程2013年第l2期性不断变差。如哈拉哈塘深部志留系塔塔埃尔塔格组地质情况复杂，钻井难度大，从而大大降低了机械钻的沥青质砂岩具有7．5-8．5的可钻性级值，单只钻头平速。如在川东地区深井的钻井过程中，常遇高陡地质均进尺仅180m，平均机械钻速为1．76m／hl4]。构造，且断层发育，井斜严重，机械钻速低；在沙溪庙至(2)深部井段井底静止温度高。API认为正常的自流井井段中，泥岩、页岩、砂岩共存，泥质较重，常常地温梯度为2．734~C／100m。假设地面温度为20℃，井造成钻头泥包、钻速过低，甚至造成卡钻事故，严重影底静止温度=20+2．734x井深。当

8、井深超过5000m后，响机械钻速。据川西地区钻井资料