地层自然造斜规律在P103-2井中的应用

普光气田是中国石油化工集团公司重要的油气勘探战略接替区。该地区由于地质构造复杂，地层倾角大，地层自然造斜能力强，严重制约了该地区勘探目的的顺利实现。为了在普光气田P103-2井施工中充分利用地层自然造斜规律，在普光气田地层自然造斜规律研究的基础上，对P103-2井的钻井施工方案（如造斜点、井身剖面、钻井参数等）进行了精心优化设计。现场实钻结果表明：P103 2井根据实钻的井身轨迹合理调整造斜点、井身剖面和钻井参数，充分利用地层的自然造斜特性，尽量减少定向或扭方位等工作，从而达到了提高钻井速度的目的。     

普光气田地层自然造斜能力计算新方法

普光气田是中国石化集团公司重要的油气勘探战略接替区。该地区由于地质构造复杂,地层倾角大,地层自然造斜能力强,严重地制约了该地区勘探目的的顺利实现。为了定量地分析普光气田的地层自然造斜能力,以便更好地发挥其在钻井生产中的指导作用,以纵横弯曲理论为基础,开发了地层自然造斜能力分析计算软件,并对普光气田的地层自然造斜能力进行了计算分析。结果表明：在普光气田的中部,千佛崖组及其以上地层的自然造斜能力相对较弱;而自流井组及其以下（不包括须家河组）地层的自然造斜能力相对较强。所建立的计算地层自然造斜能力新方法为提高定向井、水平井等钻井工艺作业效率、减少井下事故有着重要的意义。     

地层自然造斜规律在易斜地区的应用

井斜的大小和方向在一定的地质和工艺条件下具有较强的规律性。挪动地面井位与地下座标的距离。利用地层自然造斜规律打自然造斜井能解决质量与速度的矛盾．为此，本文通过对地层自然造斜规律理论的研究。在大量统计分析易斜地区钻井、地质资料的基础上，提出了打自然造斜井的方案．此方案被应用于王场地区五口井后，机械钻速由同地区的3．69m／h提高到6．32m／h，效果十分显著．     

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通过对川西南地区常规钻井井斜资料的统计和整理,探索出本地区倾斜地层中钻井的地层自然造斜规律。提出沿地层自然造斜的相反方向移动可计算到的距离作为地面勘定井位的新方法。经自19井、音27井、界27井现场验证,均钻达目的层的靶心近处。     

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在南方海相川东断褶带黄金口构造带，由于受多期地质构造运动和沉积条件的影响，地层倾角较大，在毛坝1井直井钻探过程中发现，大部分地质构造表现出了较强的地层自然造斜能力，防斜和打快形成了尖锐的矛盾，该地区的其它直井也面临同样的矛盾，严重制约了该地区的勘探和开发进程，急需寻找经济有效的钻井技术提高机械钻速。对此开展了该地区的地层自然造斜规律研究，利用反演法、统计法和参比法等，结合毛坝1井地层倾角测井解释结果和实钻数据分析，反演出了该地区的地层倾角和走向，最终得到了地层自然造斜规律，其研究结果用于指导毛坝2井的井眼轨道设计和井眼轨迹控制施工，利用地层自然造斜规律设计定向井的方位角和轨道剖面，在实际钻井过程中，充分利用地层自然造斜规律优配钻具组合和优化钻井参数以控制井眼轨迹，已取得了解放钻井参数，减少定向钻进时间，提高钻井速度的良好效果。     

气体钻井地层剪切应力井斜规律研究

气体钻井时因没有围压,地层的各向异性指数变化较大,使得地层造斜率与钻井液钻井时的地层造斜率有所不同.为了更好地理解气体钻井井斜规律,利用有限元理论,建立了不同钻井方式下的岩石力学模型,在考虑不同地层倾角和不同循环介质影响的基础上进行井底岩石剪切应力计算,分析出气体钻井井斜规律.计算结果表明:在相同的工程和地质条件下,气体钻井时地层造斜力远大于钻井液钻井的几率约为35%,气体钻井更易发生井斜,而小于或等于30.地层倾角钻井时井眼轨迹偏向垂直于地层倾斜面的方向;45.地层倾角钻井时井斜趋势不明显;大于或等于60.地层倾角钻井时井眼轨迹偏向平行于地层倾斜面的方向.     

井位优选技术

井位优选技术就是根据各区块地层自然造斜规律确定井位，在钻井施工中有目的有方向地控制井斜，使直井中靶，井身质量达到地质要求，以加快钻井速度，缩短钻井周期，达到优质、高效、快速钻井的目的。     

地层自然造斜规律的利用

通过川西南地区实钻电测井斜与地震资料的统计和对比,本文较深入地研究了川西南地层的自然造斜规律,并从地层学和力学的角度讨论了地层自然造斜的作用机理,提出了常规钻井条件下定量预测井斜的方法及简便计算公式。研究认为,在倾斜地层中钻探,通过定量预测井斜值,将传统的按直眼布井改为沿地层自然造斜的相反方向移动适当距离来确定井位,从而靠地层自然造斜规律定向中靶是完全可行的,通过川西南1口井的实钻试验,获得满意的中靶效果和良好的经济效益。     

安棚油田钻井配套技术应用

论述了安棚深层系钻井中可钻性差、研磨性强、地层自然造斜力强以及易缩径等技术难点，形成了利用地层自然造斜规律技术合理移动井口位置、钻头优选技术以及导向钻井等五项配套技术，提高机械钻速63．79％，缩短钻井周期63．31％，取得了较好的经济效益。     

空气、氮气钻井技术在普光气田的应用

川东北普光气田上部陆相地层岩石硬度级别为硬到极硬，可钻性级值总平均约在6级；地层倾角大，介于30°～75°之间，井身质量控制困难；裂缝发育，易漏且漏失井段长。为此，在普光气田推广应用了空气、氮气钻井技术，目前已实施完成9口井，正在实施的有11口井。与使用常规钻井液的钻井工艺相比，第一次开钻平均机械钻速达到7.7 m/h，是使用常规钻井液钻井的2.6倍，钻井周期缩短10～20 d；第二次开钻平均机械钻速达到12.7 m/h，是使用常规钻井液钻井的8倍，钻井周期缩短60～90 d；同时，空气、氮气钻井技术在该气田解决防斜打直、减少地层漏失等问题方面也取得了重大突破。     

空气钻井技术在普光D-1井的应用

为提高钻井速度，缩短钻井周期，加快普光气田开发进程。在普光D-1井的上部陆相地层的564．0～3002.0m井段进行了空气钻井试验。分析了普光气田进行空气钻井的可行性，详细介绍了普光D-1井空气钻井的施工情况，并对空气钻井的效果进行了评价。普光D-1井空气钻井试验结果表明，普光气田在上部陆相地层采用空气钻井可以提高钻井速度，缩短钻井周期，达到加快开发进程的预期目的。     

空气、氮气钻井技术在普光气田的应用

由于上三叠统须家河组地层岩石坚硬，钻井速度低，钻井周期长，制约了普光气田开发的步伐。在对普光气田前期空气钻井技术进行总结和经济效益评价的基础上，系统地分析了空气、氮气钻井穿越须家河组地层的安全钻井技术。在普光气田3口开发井中进行了空气、氮气钻井穿越须家河组地层试验，机械钻速提高4～5倍，钻井周期缩短30 d以上。实践表明，空气钻井技术在普光气田须家河组以上地层得到成功应用，取得了良好的效果，成为加快普光气田开发的重要技术。     

空气锤及空气钻头在普光气田的应用

普光气田已钻井实践表明，常规钻井液钻井技术机械钻速低，钻井周期长，钻井复杂及事故多，无法满足普光气田开发要求。如何优质、安全、快速钻井成为普光气田勘探开发进程中必须要解决的重大技术难题。为此，对空气锤和空气钻头发展历史进行了简单回顾，介绍了空气锤及空气钻头的结构、使用优点和应用注意事项，重点阐述了空气锤和空气钻头在普光气田的应用效果和出现的问题。实践证明，空气冲击旋转钻井技术是解决普光气田陆相地层钻井难题的有效途径，是加快普光气田开发进程的重要技术，为解决高陡构造防斜打快提供了新思路。     

提高川东北及普光气田钻井速度配套技术

川东北及普光气田面临喷、漏、塌、卡、斜、硬、毒等七种“世界级”钻井难题。如何实现安全、优质、高效、快速钻井从而加快川东北及普光气田勘探开发进程是钻井工程面临的一个难题。试验、推广应用了气体钻井、垂直钻井、复合钻井等新技术新工艺，并不断在实践中完善总结，形成了一套适合普光气田及川东北地质特点的钻井综合配套技术，大幅度的加快了川东北勘探及普光气田开发步伐，实现了预期的目标。普光气田开发井钻井周期由探井阶段的约10个月降到约7个月，缩短了31．82％，机械钻速由探井阶段的1．70m／h提高到3．26m／h，提高了91．76％。气体钻井、复合钻井已经成为提速川东北及普光气田勘探开发的核心技术，值得进一步推广应用。     

地层自然造斜能力在定向钻井中的应用

地层自然造斜规律和造斜能力是定向井井眼轨迹控制和直井防斜打直的基本地质依据。文中从钻柱力学的基本原理着手,分析了钻头与地层的相互作用,建立了地层自然造斜能力的力学模型,利用江苏油田桥河口地区的实际资料,对桥河口地区的地层各向异性指数、地层造斜系数和方位漂移系数进行了计算,并根据计算结果设计了新的钻具结构。     

气体钻井井斜机理研究

气体钻井存在井斜不易控制的难题,其机理尚不明确。应用纵横弯曲BHA(底部钻具组合)分析方法和钻头与地层相互作用模型,根据实钻资料对比分析了气体钻井和钻井液钻井的地层造斜特性,进而探讨了气体钻井的井斜机理。结果表明,与钻井液钻井相比,气体钻井条件下地层造斜力和钻具降斜力都有增加,但地层造斜力增加的幅度更大,这正是气体钻井更容易发生井斜的原因。因此,建议在用气体钻井技术打直井段时,通过调整钻具组合和钻进参数适当增加钻具的降斜力,以提高井身质量。     

普光高含硫气田气体钻井钻具断裂损坏机理

针对普光气田气体钻井过程中存在的钻具断裂频繁的问题,在对现场事故统计分析的基础上,从特殊的钻井介质、不同的破岩方式以及钻井过程中钻柱共振等方面定性分析了钻具断裂的原因;通过对钻具断口宏观、微观及材质分析,找到了钻具断裂失效的规律和主要形式--疲劳断裂。提出以下建议：①结合气体钻井情况,研制适合气体钻井工况的专用钻具,制定符合气体钻井钻具的新的API标准;②开展牙轮钻井条件下,钻柱纵振对钻具疲劳断裂的量化影响,尤其应考虑不同钻压下钻柱纵振对钻具疲劳断裂的作用机理研究。以期为预防气体钻井钻具断裂、降低钻井成本、推广应用气体钻井技术提供理论依据。