深井大直径井段的钻井问题研究

随着深井数量的增加,深井上部大直径井段钻井速度慢的问题日益突出.在系统分析了大直径井段中普遍存在的钻井问题的基础上,指出当前深井大直径钻井技术的根本问题是钻井工具、钻头、钻井装备与大直径井眼的工艺要求不相适应.在软地层中主要表现为:沿途水力损失很大,水功率利用率极低,导致井底水功率很低,井底和钻头清洗不良,影响机械钻速.在致密地层和砾石层中主要表现为:钻压不足,导致机械破岩能量明显不足,同时大尺寸钻头结构设计不合理,破岩效率低.提出了解决深井大直径钻井问题的具体措施,对提高深井钻井速度具有一定的指导意义.     

深井大直径井段的钻井问题研究

随着我国深井数量的增加,深井上部大直径井段钻井速度慢的问题日益突出。在系统分析了大直径井段中普遍存在的钻井问题的基础上,指出当前深井大直径钻井技术的根本问题,是钻具、钻头、钻井装备与大直径井眼的工艺要求不相适应。在软地层中主要表现为:沿程水力损失很大,水功率利用率极低,导致井底比水功率很低,井底和钻头清洗不良,影响机械钻速。在硬地层和砾石层中主要表现为:钻压不足,导致机械破岩能量明显不足,同时大尺寸钻头齿面结构设计不合理,破岩效率低。文中提出了解决深井大直径钻井问题的具体措施,对提高深井钻井速度具有一定的指导意义。     

大庆油田深井钻井完井技术的新进展

通过深井钻井速度、抗高温钻井液体系、深井固井综合工艺技术在大庆油田所钻14口深井上的现场试验与应用，形成了一套适合大庆松辽盆地深井特点的钻井完井配套技术，满足了勘探生产需要。在高温硬地层的深井钻井完井技术上实现深井钻井速度、井身质量、固井质量等三项突破，其中抗高温钻井液体系和抗高温水泥浆体系取得了突破性进展，深井钻具防失效技术、高陡硬地层防斜技术、不钻胶塞双级注水泥工具、长封井段固井配套技术得到了进一步的发展和完善。     

东营南坡构造深井钻井技术

分析了东营南坡构造深井复杂地层的特点及钻井难点，从优化井身结构、优选钻头类型、优选钻井参数及选择合理的钻井液体系等方面，详细介绍了该构造深井配套系列钻井工艺技术。该技术的实施，成功地解决了复杂地层的井壁失稳问题，有效地保护了油气层，提高了钻井速度，为该地区安全、快速及经济钻井奠定了坚实的基础。     

渤海湾地区海洋优快钻井配套技术

渤海湾地区钻井面临大港滨海区块深井复杂井施工困难、冀东南堡区块东三段玄武岩地层钻速较慢等技术问题,导致钻井过程中遇到的井下复杂情况较多,钻井速度下降.为提高钻井速度,优选出高压喷射钻井、井下动力钻具配高效钻头和海洋深井优快钻井配套技术,制定出了一系列切实可行的施工措施,并推广应用到钻井生产中.在滨海8井的试验表明,高压喷射钻井能够较大幅度地提高钻井机械钻速,如果在上部相对较软、胶结性不好的地层井段使用高压喷射钻进,提速效果就会更明显.     

大庆钻探完钻松辽盆地最深井

2008年7月4日，大庆钻探钻井一公司70006钻井队仅用209天11小时成功完钻5520m的松辽盆地最深井——莺深2井，创出大庆油田钻井施工最深、超深井钻井速度最快的新纪录：莺深2井所处区块地层硬度高，地温梯度高，地层研磨性强，钻井难度大。施工中，70006钻井队在三开应用空气及钻井液欠平衡钻井技术，三开平均机械钻速达到1．67m／h，大大提高了施工效率。     

TDR1-127减速涡轮钻具在塔河油田超深井的试验研究

为提高塔河油田超深井小井眼钻进速度,缩短钻井周期,设计并试制了一种具有金属密封的TDR1-127减速涡轮钻具,并在TH12509小井眼井中进行了试验,试验井段的钻速与同井相邻地层转盘钻井方式的钻速相比提高了80%以上,与邻井转盘钻井方式钻进相同地层的钻速相比提高了55%以上。理论与试验结果表明,TDR1-127减速涡轮钻具结构设计合理,工作寿命长,能够满足塔河油田超深井小井眼复合钻井需要,可进一步推广应用。     

欠平衡钻井技术在五科1井应用效果显著

文中从地质简况，钻井液性能、技术措施，欠平衡定向造斜钻井技术等方面入手，介绍五科１井在下古生界志留系地层如何安全使用欠平衡钻井技术首次在该层发现天然气，提高深井钻井速度，并用实钻资料同邻近区的深井对比，其效果显著，同时，提出了３个建议。     

影响川东碳酸盐岩深井钻井速度的因素及对策

川东地区独特的地质特点致使在该地区钻井要遇到一系列复杂和事故,主要表现为井深、极易井斜、复杂的井眼不稳定、长段井漏、多压力系统、地层高研磨性以及岩石不均质特性等。加之钻井设备老化等因素,严重影响了该地区的机械钻速。文中分析了产生这些问题的原因,提出了大力推广利用地层自然造斜规律钻中靶井技术和防斜打快技术;深井超深井配备大尺寸钻杆;在确保井控安全的前提下实施平衡钻井技术;针对地层岩石特性研制新型高效钻头类型;推广应用金刚石钻头配井下动力钻具,提高高密度条件下硬地层钻井速度技术;完善与发展井漏的测漏与综合堵漏技术。此外,继续从基础理论和机理上深层次研究川东碳酸盐岩裂缝性产层的压力、裂缝规模及分布规律和井眼失稳问题,加强小眼井钻井的配套工具与工艺技术,加强队伍素质培养。     

深部岩石力学与深井钻井技术研究

深部地层防斜打直问题和深部硬地层快速钻进问题是深井、超深井钻井中两大技术难越，是制约深井、超深井钻井发展的技术关键。深部井眼岩石力学的研究，特别是深部井眼岩石可钻性和岩石各向异性的研究，是解决深井、超深井钻井关键技术的重要课题。文章充分调研了国内外深井、超深井钻井状况，分析深井、超深井钻井存在的主要技术难题、钻井岩石力学在深井、超深井中的应用状况、深井、超深井钻井的关键技术及钻井岩石力学在深抖、超深井钻井中的作用，分析了深部岩石力学在深井、超深井钻井中的井眼稳定技术、井斜控制技术、高效破岩技术和地层压力的钻前定量预测等关键技术上的发展前景。     

元坝区块超深井钻井提速关键技术应用

元坝超深井提速受大尺寸井眼长、致密性硬地层多、同一裸眼井段压力体系多且差异大、深层地层高温、高压、高含硫等因素制约,机械钻速提高困难,钻井周期长。为此,对空气钻、个性化PDC钻头选型及井下工具、预弯曲钻具组合、钻井液体系等方面进行优化,形成了一套元坝区块超深井提速模板。现场应用表明,元坝701井通过空气钻和个性化PDC钻头实现陆相地层提速,在须家河组地层最高机械钻速达2.02 m/h。在易斜地层使用小度数螺杆的预弯曲钻具组合,相比常规钻具组合能更好释放钻压,在防斜和提速方面达到平衡。     

邦亚租区丛式定向井钻井提速试验

邦亚租区的上部地层软,成岩性差,为大段泥岩、页岩、流沙夹石英砂岩;下部地层成岩性较好,以泥岩、页岩为主夹砂岩.地层软硬及可钻性差别大,钻头选型难全部兼顾,用牙轮钻头起下钻次数多,机械钻速慢;用PDC钻头,容易泥包,在石英砂地层钻进易损坏.如果按通常做法,以调整维护好钻井液性能来保证井下安全,加强井斜、磁场监测、及时更换钻具组合控制井眼轨迹等方法,不但使钻井时间增加,反而会添新麻烦,甚至导致填井、报废等严重后果.根据邦亚租区的实际问题,进行了设计优化、设备优选、参数强化,新技术的成组应用,采用了灵活的井身结构设计、灵活的井眼轨迹剖面设计,进行了钻头及井下马达和钻具组合优选,使一套钻具组合具有多种功能,强化了钻井参数,坚持喷射钻井,根据地层情况优化钻井液性能和钻井方式.施工精准、高效,预测、评估及时,效果显著.     

苏里格气田水平井钻井技术实践

分析了苏里格气田地质特点及钻井难点,介绍总结了苏里格水平井钻井技术的特点和成功经验,成功经验包括:大力推广应用新工艺新技术,优化井身剖面设计,优化钻具组合,加大PDC钻头个性化设计及推广应用,加强工程事故和复杂情况有效预防,全井推广水平井导向钻井技术,精确控制井眼轨迹。     

天外天三井的优快钻井技术

文章介绍了天外天三井钻遇的地层、井身结构、作业特点和难点 ,阐述了该井PDC钻头钻进、PDC钻头可钻式浮鞋浮箍、钻井液、固井技术等优快钻井技术的应用情况以及取得台月效率 5 5 10m/30d的好成绩 ,该井取得的钻进效率与 2 0 0 0年同构造的天外天二井钻井相比 ,机械钻速提高了 45 %,台月效率提高了 79.90 %。效率明显。     

人工神经网络在大庆深井钻头优选中的应用

针对大庆地区深井地层硬、温度高、倾角大等特点,将对深井钻速影响较大的12个因素作为输入层神经元,建立了人工神经网络优选钻头方法。该方法将钻头优选的定量方法和定性方法相结合,使钻头优选结果更加可靠。针对侏罗系地层高硬度、强研磨性等特点,研究并试验了几种特殊类型的钻头。根据对新型钻头钻井结果及以往大庆深井钻井所用钻头数据的统计分析,建立了大庆地区钻头应用情况数据库。在此基础上,应用人工神经网络法对大庆油田深井使用的钻头进行了优选,在大庆2口深井进行的现场试验表明,钻井速度提高了20%以上。     

玉北地区深部地层扭力冲击器提速工艺

新疆玉北地区古生界沙井子组地层埋深4 000 m以上,岩石强度高;加之泥质岩含量高、塑性强,地层可钻性较差,提速困难。前期实践表明,沙井子组高塑性地层牙轮钻头的纵向冲击压碎破岩效果不佳,常规PDC钻头钻井反扭矩大,易产生“黏滑”现象,破岩效率低。为提高机械钻速,降低钻井综合成本,引入了国外的新型钻井提速工具——TorkBuster扭力冲击器,并通过匹配个性化PDC钻头、提高钻井液排量、合理控制钻压等配套技术措施,大幅度地提高了平均机械钻速。“PDC钻头+螺杆钻具”、“孕镶PDC石钻头+涡轮钻具”和“PDC钻头+扭力冲击器”3种钻井工艺的现场试验结果表明,扭力冲击器提速效果明显,平均机械钻速为6.42 m/h,与前期相比机械钻速提高了2~3倍。扭力冲击器钻井克服了深井高强度塑性地层的钻井难题,可进一步推广应用。     

中石油深井钻井技术现状与面临的挑战

深井、超深井钻井技术是一个国家钻井技术发展水平的标志。美国和欧洲的深井钻井技术水平一直处于世界领先水平。中石油近年来在深井机械钻速、钻井周期、单井钻头用量等方面都取得了很大进步,同时在深井钻井装备上也有了很大发展。但是同世界先进水平相比,中石油在复杂深井钻井水平方面还有很大差距。近年来中石油在塔里木却勒和迪那、玉门窟窿山、四川川东、新疆霍尔果斯等复杂深井钻井过程中遭遇了世界性的难题。突出表现在山前高陡构造和逆掩推覆体防斜打快问题、塔里木却勒地层卡层不准引起的缩径卡钻和迪那窄密度窗口压差卡钻问题、四川恶性井漏的防治问题、新疆南缘地区的地应力复杂、地层破碎、异常高压等。针对这些问题提出了相应的解决方法,给同类地层的钻探指明了方向。     

提高东海西湖凹陷探井钻井效率的钻井技术措施

文章通过对勘探三号钻井平台在东海西湖凹陷上所钻九口井的台月效率统计分析 ,阐述了该地区探井从优化井身结构、优选钻头类型、合理的钻具组合、近平衡钻井、优选钻井参数等方面所采取的钻井技术措施 ,这些措施大幅度地提高了台月效率 ,降低了钻井成本 ,取得了非常好的经济效果 ,为今后该区块进一步的勘探与开发提供了很好的借鉴。     

超深水平井元坝103H井钻井技术

元坝长兴组气藏储量巨大，为增大储量控制面积，提高单井产量，在四川盆地川东北巴中低缓构造部署了一口水平开发评价井元坝103H井，设计井深7 841 m。通过优化钻井工艺，在下沙溪庙至须家河组地层应用液体欠平衡钻井技术、水平段综合采用旋转导向、抗高温钻井液体系、防磨接头和减磨剂双效防磨等先进技术，克服了陆相深部地层硬度高、钻速慢、井底温度高、水平段井眼清洁难度大、起下钻摩阻扭矩大、钻具托压现象严重等多种技术难题。该井完钻井深7 729.8 m，水平段长682.8 m，最大垂深6 761.52 m，四开在井深6 608 m处一次性侧钻成功。该井的成功实施，为元坝超深水平井钻井积累了宝贵的经验，为同类井的钻井施工提供了重要参考。     

提高深井钻井速度的有效技术方法

在旋冲钻井技术应用的基础上,对旋冲钻井破岩特点进了描述,论述了旋冲钻井技术应用对钻头寿命的影响以及旋冲钻井工具 (液动射流式冲击器)的工作原理和室内研究,确定了旋冲钻井参数,进行了现场 6次入井试验,试验表明旋冲钻井工艺技术在深井钻井中应用,可提高机械钻速 2 0%~160%,为深井快速钻井探索出了一条有效的途径,丰富了深井钻井技术内容。