川西深井提高钻井速度配套技术
浅谈川西中浅水平井优快钻井综合配套技术
技 术 应 用
浅谈川西 中浅水平井优快钻井综合配套技术
李号方 李 鹏 栾正帅 郭少帅 李东放
中原石 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ工程 有 限公司钻 井二 公 司 河 南 濮 阳 ４ ５ ７ ０ ０ １
摘要 ：川西气藏在钻 井过程 中，由于其特殊 的地质构 造特征，部分地层存在极 易水敏性垮塌 、起下钻 困难 、井下 复杂 、定 向脱 压 、增斜 率不 高等一 系列 问 题 ，给该 区块的开发 带来非常 大的 困难 ，也使得井控风险增 大。本 文就上述 问题 ，简单谈论 川西中 浅水平井优快钻 井综合配套技术 ，希望对广大油田的同事有 所帮助 。 关键词 ：川西气藏 ；水平井；优快钻井；配套技 术
深井及超深井固井技术应用简析
改善薄水泥环的力学性能以满足后期施工的要求。
5
有：
双层组合套管、特制套管（如特厚壁套管）。
（2）优选抗盐水泥浆体系。目前国内外在解决盐
结论
（1）在深井及超深井的固井过程中，保证良好的井
（1）防止盐膏层挤毁套管通常采用的套管柱结构
眼质量和掌握地层温度及压力梯度是固井施工的前提
目前该技术不断发展为解决压力敏感地层和窄压力窗
口条件下固井的有效技术手段。
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西部探矿工程
盐膏层固井技术应用
在深井及超深井固井施工的过程中，当进入海相
（1）采用新的井身结构或钻井工艺如钻后扩眼、随
钻扩眼等技术，增大环空间隙，改善流体流动通道；
地层以后，由于盐膏层的存在，对固井带来了一系列的
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西部探矿工程
深井及超深井固井技术应用简析
唐
炜*，
余
建，
宾国成
（中国石油川庆钻探工程公司井下作业公司，四川 成都 610052）
摘
要：近年来，随着勘探开发力度的加大，深井及超深井的数量日益增多，固井技术措施及水泥浆
体系一直是关注的重点。结合深井固井防气窜、压力敏感及窄安全密度窗口、盐膏层固井、小尺寸井
浆混配而成，不仅能增加孔隙压力，还具有微膨胀的特
同井深处的压力略高于地层压力，具体体现在施工过
性。
程中根据各类型流体在井筒内的位置和动压力的变化
2
压力敏感及窄安全密度窗口地区固井技术
深井及超深井地层条件复杂，在同一开次的井眼
条件下存在相对低压的易漏层，在固井作业注水泥过
不断调整井口压力，最终实现对地层的压稳和防漏。
川西地区钻井提速建议
2012.No191流，促进城市环境质量的提高和改善，也可作为城市补充新鲜空气的源地，充分发挥生态功能。
除此之外，滨江绿化轴也为万州提供了自然、高效，集景观廊、自然水体为一身的综合性复合通风廊。
一围：万州城区为九座山峦所包围，利用连绵的山体作为生态林地的用地，以此为基础形成大生态斑块，作为万州的生态屏障，形成一座坚实的“生态围城”。
一环：在城区外围由万梁、万利、万宜三条高速公路和高速公路连接线构成环形高等级公路外环，沿其建立绿色生态走廊。
无序的城市扩张将给景观安全格局带来巨大的冲击，“一围一环”作为保护万州的生态屏障及城市组团隔离带，有效地将城镇绿地与外围的自然生态系统联系起来，可以限制中心城区的无序扩展，改善城市景观格局，降低城市对外围自然生态系统的影响，促进城镇融于和谐的生态体系当中。
五水：沿苎溪河、龙宝河、五桥河、猫沱溪、长生河建设的滨水生态廊道。
这五水像五只“绿手指”，由长江指向外围山谷，成为万州陆域与水域界面进行物质与能量交换的重要通道。
将其规划成宽窄各异的滨河绿带、公园及林荫道，组成近年来，由于川西地区工程地质特点给钻井工程带来了许多棘手的问题，主要表现在：非生产时间长；井下事故及复杂情况多；裂缝性井漏严重；机械钻速低等一系列问题。
本人结合在新场地区施工的几口井探讨在该区块钻井提速的建议。
1 川西地区地层特点1.1 钻遇地层岩性特点川西地区属正常层序，地层依次为剑门关组、蓬莱镇组、遂宁组，沙溪庙组、千佛崖组、下统白田坝组、须家河组。
岩性为泥岩、砂岩、页岩互层。
遂宁组以浅，泥岩压实程度低，含水率高，分散性强；从浅至深泥页岩致密化程度增加，密度升高，分散性降低，至千佛岩组已转变为硬脆性页岩。
总的来说，深部地层千佛崖组、白田坝组，须家河组地层研磨性强、可钻性差、钻速低。
1.2 多压力系统、超高压异常川西地区中段碎屑岩沉积具压力异常特点，压力剖面纵向上呈现四个压力段：白垩系、上侏罗统蓬四、蓬三段属正常压力段，正常压力段的底深在各个构造上有所不同，总体上是在异常高压背景下，造成井身结构复杂。
高速涡轮钻井技术在川西深井强研磨地层的提速应用
为 便于计 算 ， 将式 （ １ ） 适 当简化 为式 （ ２ ） ：
一 一
：
：
ｒ ２、
１ ． １ 钻 头选 型
Ｄ ．尺
一
针 对川 Ｉ 西深 井须 家河组 二段 地层 具有 可 钻性 极
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２—１ ０— ３ ０
应 用上述 公式 对须 家河 二段 使用 钻头 的 比能进
基金项 目： 国家科技重大专项 （ ２ ０ １ １ Ｚ Ｘ ０ ５ ０ ２ ２— ０ ０ ５ ） 作者简介 ： 秦晓庆 （ １ ９ ６ ４一 ） ， 女， 湖北人 ， 高级工程师 ， 研究方 向为石油工程 。
其 岩石类 型 为 岩 屑 砂 岩 、 岩屑石英砂岩 （ 含 泥 小 于
１ ０ ％） 、 长石岩 屑 石 英 砂 岩 ， 地层岩性变化 大 （ 砂 泥 岩互层 ） 且 变 化 频 率 快 。地 层 抗 压 强 度 波 动 范 围
差、 研磨 性 强 、 易 产 生 井壁 掉 块 的 缺点 ， 配合 高 速 涡 轮钻 井 时破岩 方 式 以低钻 压 、 高 转速 微 剪 切 的作 用 提高 机械 钻速 。选 择钻 头类 型时 主要 考 虑 以下 几个 方面 ： 耐磨 损 可提 高纯 钻 时 间 ； 磨 损 后 机 械钻 速 不 会 大 幅下 降 ；结 构 相 对 简 单 ， 钻 井 过程 中安 全可 靠 性高； 钻 头使 用 过 程 中纵 向振 动小 ， 受力简单 ， 保 证 井 内安 全 ； 适 合 高转速 钻进 。 由于须 二 段 地 层 平 均 摩 擦 角 为 ４ ６ 。 左右， 最 高 可达 ５ ７ 。 ， 因此 Ｐ Ｄ Ｃ钻 头 不适用 ， 目前也 没有 合适 的
川西深井提高钻井速度配套技术
（ ｔ ｏ ｅ ｍ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｉ ｓｉｕ ｅ， ｏ ｔ ｗｅ ｔＯｉ Ｐｅ ｒ ｌ ｕ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｓ ａ ｃ ｎ ｔｔ ｔ Ｓ ｕ ｈ ｓ ｌ＆ Ｇａ ａ ｃ Ｓｉ ｏ ｅ ， ｙ— ｓ Ｂｒ ｎ ｈ， ｎ ｐ ｃ Ｄｅ
周 期 缩 短 ３ 。 建议 川 西 地 区进 一 步推 广 应 用 该 提 速 配 套 技 术 ， 进 行 新 技 术 、 工 具 的 应 用试 验 ， Ｏ 并 新 以便 进 一 步
提 高 该地 区 的 钻 井 速 度 。
关 键 词 ： 井 ； 井速 度 ；井 身 结 构 ；欠 平衡 钻 井 ；垂 直 钻 井 ；川 西 地 区 深 钻
ｄｒｌｉ ｇ ｃ ｃ ｅ ａ ｄ ｌ ｗ ａ ｅ ｏｆｐｅ ｅ ｒ ｔｏ ｉｌｎ ｙ ｌ ｎ ｏ ｒ ｔ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ． Ｔ ｈ ｓ ｐａ ｅ ｅ ｅ ｔ ｈｅ ｔ ｃ ｎｏ ｏ ｏ ｉ ｐ ｏ ｒｌｉ ｇ ｓ ｅ ｄ ｉ ｉ ｐ ｒ ｐｒ ｓ ｎ ｓ ｔ ｅ ｈ ｌ ｇｙ ｔ ｍ ｒ ｖｅ ｄ ｉｌｎ ｐ ｅ ｎ ｄｅ ｐ ｗｅ ｌ ｎ ｗ ｅ ｔ ｒ ｃ ａ ｉ ｃ ｕ ｎｇ ｏｐ ｉ ｉａ ｉ ｆｗ ｅ ｌ ｒ ｔ ｕｃ ｕｒ ｕ ｅｏｆｕ ｅ — ｌｎｃ ｄ ｄ ｉｌｎ ｅ ｌｓ ｉ ｓ ｅ ｎ Ｓｉｈｕ ｎ，ｎ ｌ ｄｉ ｔｍ ｚ ｔｏｎ ｏ ｌｂｏ ｅ ｓ ｒ ｔ ｅ， ｓ ｎｄ ｒｂａ ａ ｅ ｒｌｉ ｇ，
ｏ ｉ ｚ ｔｏｎ ｏ ｒｌｉ ａ ａ ｔ ｒ ｏ ｔｍｉａ ｉｎ ｏｆ ｌ ｎ ｉｅ ｃ ｅ ａ ｆｉｉ ｎ ｄ ｉｌ ｉｓ， ｏ ｂ ｎａ ｉ ｎ ｏ ｐｔｍｉａ ｉ ｆｄ ｉｌｎｇ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ， ｐ ｉ ｚ ｔｏ ｏ ｇ ｌｆ ｓ ｒ ｗ ｎｄ ｅ ｆｃｅ ｔ ｒｌ ｂ ｔ ｃ ｍ ｉ ｔｏ ｆ
浅析提高深井钻井速度的方法
浅析提高深井钻井速度的方法【摘要】深井钻井在油田的应用越来越广泛，钻井速度对经济效益提升有着较为重要的作用，本文主要是从深井钻井存在的问题出发，对钻井过程存在的问题以及影响钻井速度的因素进行分析，探讨提升钻井速度的措施和方法。
【关键词】深井机械钻速近平衡随着油田的深入发展，出现越来越多的深井和超深井，而深井、超深井钻井技术直接反应了一个国家的钻井技术水平。
我国在深井、超深井钻井技术方面相对于国外的先进技术还存在一定的差距，需要全体从业人员不断的提升发展。
浅层、中层基本已经探明或正在开采，深井和超深井还存在很大的发展空间，而钻井速度的提升能有效的提高经济效益，探讨深井的钻井速度就有着很重要的作用，值得我们重视。
1 深井钻井的问题分析深井钻井涉及到的地层多，地层跨越的地质时代多且有着较大的变化，形成了较为复杂的地质条件。
一口井的施工中需要对多个不同性质的井下情况进行预测和处理，在同一井段还有可能存在较大的压力梯度差，其形成的地层压力体系以及复杂地层都给深井钻井带来了较大的阻力。
深地层的高温、高压和高应力更加加剧了这种井下的复杂程度，处理问题的难度也大大加剧。
在我国目前的深井钻井中存在一些问题和不足，要提高深井钻井速度首先要对这些问题进行分析。
在现今的深井钻井过程中使用的钻井设备与国外相比存在很大的差距，性能相对较差，比较陈旧。
在钻井技术上，深井定向井和水平井钻井技术存在一定差距，防斜打直技术也有着明显不足，对于上部大尺寸井眼和深部井段的钻井速度不能达到理想值，在多层套管的情况下，深井段小井眼的速度也很难提高。
对于问题的处理存在一些不足，主要表现在深井的套管的磨损、套管的破裂、井漏、井塌、井涌和缩径等情况的预防处理，固井质量的保证也有着较大难度。
在深井钻井液体系中也存在不足，如包被剂的抗温问题、深井高密度钻井液流变性能稳定问题、高温稳定剂的复配问题、钻井液的环境保护问题和钻井液检测系统的陈旧、不配套。
提高川西深井钻井技术经济指标对策研究
停待时间较长 ， １ ２口深井平均生产时间利用 率仅为 ７．０ ８２ ％。主要表现在钻井配套工具及器 材的准备不充分 ， 新工艺开钻准备时间长， 固井 、 测井等配套作业不连贯等。
３ １ 钻 井工 艺技术 对策 ． ３ １１ 研究 应用合 理 的井身结 构 ．．
借 鉴 Ｌ５ １０井 和 Ｃ ５ ８井 钻 井 实 践 ， 用 Ｘ６ 采 ０ ． ｍ钻 头钻 至蓬莱 镇组 中部 ，，１． ５ ｍ ６ ４ｍ ４ １ １ ｍ ３ 钻头 复合钻 至须 四顶部 ， １． ｍ 钻 头欠 平 衡 ５９ｍ
２ 经济指标偏低原 因分析
２ １ 新 区地 质 复杂 。 预见性 差 ． 可
在川西地 区钻 遇 的地层 主要 包 括 ８组 地 层 ， 主要 目的层井 深达 ４６ ０— ０ 岩 石致 密 ， ０ ５７０ ｍ， 可
场、 罗江、 高庙子 、 石泉场 、 马井 、 金马、 大邑 、 龙门 山前缘 大 圆包 等 构 造 ¨ 。该 区域 地 质 情 况 异 常 Ｊ
平均台月效率为 ３４６ｍ， ９． 平均机械钻速 为 １２ ．４ ｍ ・ ～， ｈ 平均纯钻利用率为 ４． ％。对 比看出， ５４
２０ ０ ０年 以 后 有 了一 定 的 进 步 ， 提 高 不 是 很 明 但
收 稿 日期 ： ０ —１ — ２ ２ ６ １ ２。 ０
显， 单纯靠技术提高钻井效率主要是在 ２０ 年以 ０５
２２ ２０ ． ０ ５年前 先进成 熟工 艺应用 较少
通过 引进技 术和 加 强 生产 管 理 ， 力推 广 应 用新 大 技术 、 成果 ， 井 周期 明显缩 短 ， 械 钻速 大 幅 新 钻 机
川西深井钻井提速阶段性技术成果
成 了下面的阶段性技术成果。 ４１优化井身结构 ，提速效果显著 在以往的须二深井四开钻 ．
源 勘 查 ： 止 在 国 家 划 定 的 自然 保 护 区 、 林 公 园 、 要 风 景 名 胜 设备 ， 禁 森 重 提高资源回收率。 参考文献 ： 区 、 要 地 质 遗 迹和 文 物保 护 区等 区域 内进 行 矿 产 资 源 勘 查 。 完 善 重 【】 １ 赵志根． 不稳定地温场的有限差 分模拟『 ． Ｊ安徽地质 ，０ ２ １ ． 】 ２０（ ） 矿 山“ 三率 ” 考核体 系， 加大矿 山“ 三率 ” 监管力度。制止采富弃贫、 采 【】 ２彭担 任 ， 杨长 海 ， 隋金 峰 ， ． 等 高温矿井 热害的 防治 ｆ． 业安全 与环 Ｊ矿 ］ 厚 弃 薄 、 易 弃 难 、 采 滥挖 等破 坏 矿 产 资 源 的开 采 行 为 ， 用 合 理 采 乱 采 １９ （ ． 的 矿 山开 采 系统 、 进 采 矿 方 法 、 先 回采 工 艺 以 及 先 进 的选 冶 技 术 和 保 ， ９９ ６）
文章 编 号 ：０ ６ ４ １ （０ ０）３ ０ ９ — ２ １０ — ３ １２ １ ３— ２ ８ ０
１ 提 速 前 川 西深 井 钻 井 状 况 层位难 以准确预 测 ， 导致钻 井方式优 选困难 ， 同时增加 了出现 井下 川 西 深 层 须 家河 组 已完 钻 ４ 口井 ，其 中 在 须 二 段及 以 下 层段 事 故 的 几 率 。 ４ 完钻 的深 井 有 ３ １口 ， 主要 集 中在 新 场 、 泉 和 大 邑 区块 。 由于 地 层 孝 ３２井 身结构 存在 问题 完 钻深 井 的井 身结 构主要采 用常 规 ． 压 力高 ， 石致密 ， 岩 统计 分析由 ２ ０ ０ ０年后须 家河组 １ ６口完钻深 井 Ａ Ｉ（ 国 石 油 学 会 ）系列 。 须 家河 组 井段 主 要 采 用 ０ １ ． Ｐ 美 ２ ５９ ｍｍ、 的 钻 井 技 术 经 济 指 标 Ｉ 知 ， 均 钻 井 周 期 为 ３ ７ ９ ， 均 机 械 钻 ０ ５ ． ０１ ． ｍ钻头 ， １ 可 平 ２． ｄ平 ６ １２４或 ４ ２ ９ｒ ａ 结构较单一 ， 存在以下问题 ： 大尺寸井 ① 速 为 １ ０ ／。 而 目前 须 家 河 组 上 面 浅 井段 只 有 ２ ５ ｍ 左 右 ， 占 眼段长 ， ３ １ ｒ ． ｍｈ ５ ８０ 约 ０ １ ． ｍ及 以上尺寸 井眼段长 达 ２０ ｍ以上 ：②钻 井开 ２ ａ ００ 完钻井深的 ４ ％～ ０ 上部井段钻井周期为 ７ ｄ左右 ， 占全 井钻 钻次数较复杂 ， ０ ５ ％； ５ 约 普遍采用 ４次或 ５次开钻次制井身结构 ， 固井 、 测井 井周 期 的 １ ～ ／。深 井 钻 井 提 速 的 关键 是 须 家 河 组钻 井提 速 ， 井 等特种作业 时间长 ； 大尺寸套管 强度难 以满足气体钻井等新技术 ／ １ ５ ３ 深 ③ 段 钻 速 慢 是 制 约 深层 勘 探 开 发 的 瓶颈 问题 。 的实施 ； 针对须 四段 、 ④ 须二段 的大斜度 井和水平井还没有进行现 ２ 川 西深 井 提 速 目标 场试验 ，深 井套管减磨 等配套工 艺技术还 没有相应 的储 备和攻关 ； 未大胆尝试 新型井身结构。 根据西南油气分公司《 川西深 井钻 井提速科技攻 关活动组织实 ⑤ 设计思路存在局限 ， 施办 法》 规定 ， 石油工程西 南公司组织各施工方成立 了提 速活动实 ３３深层钻 头针对 性差 须 家河组岩石硬度大、 ． 可钻性差、 石英 含 量高 ， 高密度条件下 ， 在 无论是钻头寿命还 是单只钻头进尺都不 施领导小组 ， 制定了深井钻井提速指标见表 １ 。 甚理 想。前期进行 了钻头选型研究 ， 选出 了一系列 适合地层 的钴 优 表 １ 深 井钻 井 周 期 指 标 头 型 号 ， 如 Ｈ ５ ７ Ｋ、 Ｊ５ ７ Ｋ Ｈ Ｔ ３ Ｇ 等 宽 齿 牙 轮 钻 头 和 Ｊ ３Ｇ Ｈ Ｔ １Ｇ 、 Ｊ ５７ Ｋ Ｆ ２６ Ｂ 、 Ｓ ４ ３ Ｇ等 Ｐ Ｃ钻 头 ， 还 没 有 完 全 解决 须 家 河 组 钻 Ｓ５３ Ｇ Ｆ２６Ｂ Ｄ 但 井提速 问题 ， 尤其是须二段小井眼的钻头缺乏针对性。据不完全统 计 ， 家 河 组 钻 头 用 量 占全 井钻 头 用 量 的 ２３以 上 ， ４次 开 钻 钻 须 ／ 第 头 用量 占全 井钻 头 用 量 的 １ ～ ／，大 邑 １ 第 ４次 开 钻 时 须 二 段 ／ １３ ４ 井 钻 头 用 量 已 占 ５ ． ％。 ９６ ２ ３４提高深层钻速 的钻 井液技术 尚未成熟 目前 ，用于深层提 ．
提高钻井速度的措施
提高钻井速度的措施1、从钻井设备的安装开始，必须保证天车、游车、井口三点一线，方钻杆校直，套管头和防喷器也要与井口垂直一线，这样既保证采用高转速钻进，又可避免在钻进时磕碰防喷器。
2、参考邻井的钻井资料（以近几年为主），瞄准邻井的钻井速度最高指标，制定出可行的优快钻井方案。
3、对于直井1）在钻头优选上下工夫，上部地层以大复合片PDC钻头为主（如KM226、KM243、KM227等），牙轮钻头以HAT127、FAT127等高效能钻头为主。
2）优化钻井参数，二开第一只钻头如采用牙轮钻头泵压必须要达到16—18MPa，钻压适当加大（100--120KN），转速二档以上，达到120rpm左右。
采用PDC钻头时，高转速配以适当钻压，泵压也要提高，14—16Mpa为宜。
钻进上部地层时，要配以大排量，满足快钻携砂要求。
3）对于深直井，下部井段可采用PDC+螺杆的钻井技术，提高深井的钻井速度。
4）租用或购置无磁钻铤，随时检测直井的井身质量，避免测连斜检测井身质量（由于大部分直井没有使用无磁钻铤，测斜仪只能测量井斜，不能测量方位，井身质量得不到准确检测，故常常在靶点以前200m左右测连斜来检验是否脱靶）。
5）根据邻井资料，对于易起井斜、易发生方位漂移的区块和地层，采用常规钻具组合无法控制时，要加大资金投入，在此地层采用PDC+导向马达+MWD 快速穿过该地层，防止扭方位。
4、对于定向井1）造斜点>1000m（深定向）时，上部直井段使用PDC或高效能牙轮钻头，在保证井身质量的前提下，适当解放钻井参数，实现优快钻井。
2）深定向采用合适的定向工具和仪器以及钻具组合，优选使用PDC钻头，定向、增斜一次完成。
3）对于大位移井、施工难度大的定向井以及在一些关键的井段要使用PDC+导向马达+MWD钻井技术，尽量缩短施工时间，以快取胜。
4）加强对定向井的监管并密切协作，确保定向井施工措施合理有效并能付诸实施，尽量减少定向仪器无信号、扭方位等现象。
川西地区高压天然气深井钻井完井技术
3) 润滑性能。钻井液 润 滑 性 能 主 要 与 钻 井 液 的 泥饼粘附系数有关。川西地区实钻经验表明,钻井液 密度低 于 1.80kg/L 时, 直 井 粘 附 系 数 控 制 在 0.16 (3.5MPa/45min,下 同 ), 密 度 超 过 1.80kg/L 时 直 井粘附系数控制 在 0.18 以 内, 定 向 井 粘 附 系 数 要 低 于 0.14。
4 高压井控技术
据不 完 全 统 计, 西 南 石 油 局 “八 五 ” 前 施 工 的 33口井中井控作 业 台 时 达 15890h, 至 少 有 9 口 井 发 生过重大 井 喷。 “八 五” 以 来, 该 局 从 管 理、 装 备、 技术上对井控给予了高度的重视,总结出高压气井井 控技术要点和技术对策,并在生产实践中不断完善, 井控作业台时大大降低,未发生重大井喷事故。
第 33 卷 第 5 期
徐 进 :川 西 地 区 高 压 天 然 气 深 井 钻 井 完 井 技 术
·69 ·
当前钻井技术水平、完井测试与试采要求等,用系统 工程的观点在综合分析的基础上选择套管必封点。
2) 利用压 力 剖 面、 地 质 参 数、 工 程 参 数, 采 用 Landmark 钻 井 设 计 软 件 进 行 井 身 结 构 设 计 及 校 核 。
1) 根据钻 井 目 的、 地 层 特 性、 邻 井 实 钻 情 况 及
收 稿 日 期 :2005-05-10 作者简介:徐进(1960-),男,1982年毕 业 于 西 南 石 油 学 院 钻 井 工 程 专 业 ,副 局 长 ,教 授 级 高 工 。 系 本 刊 编 委 。 联 系 电 话 :(028)83332055
四川盆地九龙山地区超深井优快钻井配套技术
四川盆地九龙山地区超深井优快钻井配套技术王军1,2 范翔宇11. 西南石油大学石油工程学院2. 中国石油川庆钻探工程有限公司川西钻探公司摘 要 九龙山地区地质条件复杂，陆相地层井段长，研磨性强，可钻性差；而海相地层高压高密度井段长，局部高含硫化氢或高压盐水层，工程地质复杂，导致井漏、井涌、卡钻、深部地层定向托压、安全钻探等问题突出。
针对该区地质和工程难点,提出了安全快速钻井集成化提速方案:①优化井身结构，采用七开钻井满足对井下复杂压力系统的封隔；②采用砾石层专用牙轮钻头＋重型减震器钻进技术和复合钻头＋中低速螺杆钻具复合钻进技术解决陆相高研磨地层提速难的问题；③利用“刚性粒子+高失水”堵漏技术解决了深部海相地层裂缝性漏失问题；④利用配套井控技术解决钻遇裂缝性喷漏同存地层井控困难的问题；⑤利用有机盐强抑制防塌钻井液体系解决井底高温高压、润滑性及抗污染的问题；⑥使用扭摆系统，满足深井、小井眼、高密度条件下定向对降摩减阻，减小托压的要求。
结果表明：自2013年在九龙山地区推广应用该技术方案后，机械钻速逐年提高，钻井周期逐年缩短，事故复杂率逐年下降。
关键词 四川盆地 九龙山地区 超深井 优快钻井 配套技术 集成DOI: 10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2020.01.005Supporting schemes to optimize fast drilling of ultra-deep wells, Jiulongshan area,Sichuan BasinWang Jun1,2 and Fan Xiangyu1(1. Petroleum Engineering School, Southwest Petroleum University, Chengdu, Sichuan 610500, China; 2. Chuanxi Drilling Company, CNPC Chuanqing Drilling Engineering Company Limited,610051)Abstract: In Jiulongshan area, Sichuan Basin, featured by complicated geological conditions, the majority of continental formations are of strong abrasiveness and poor drillability, and their hole section is often long. But, other marine formations are commonly char-acterized by high pressure and density, long hole section, locally rich sulfur content, and high pressure in brine layers, bringing about complexities in engineering and geology, such as lost circulation, well kick, pipe sticking, directional backing pressure in some deeper formations, and serious drilling safety and other problems. So, six schemes to carry on safe and fast drilling and to improve the rate of penetration (ROP) are put forward, including, (1) to optimize wellbore structure and to adopt seven-section drilling to implement sealing of complex downhole pressure system; (2) to apply one technology of cone bit specially used in gravels + heavy-duty buffer and another technology of compound bit + medium-to-low-speed positive displacement drilling to solve some difficulty on ROP im-provement in these continental high-abrasiveness formations; (3) to make use of a plugging technology of "rigid particle + high water loss" to deal with fractured leakage in those deeper marine formations; (4) to adopt some supporting well-control technologies to solve well-control difficulty when drilling into fractured formations with both blowout and leakage; (5) to apply an organic-salt drilling-fluid system with strong suppression and anti-collapse to solve some problems of high temperature and pressure, lubrication, and anti-pol-lution in bottomhole; and (6) to take advantage of a torsional pendulum system to meet the demand of directional operation in terms of friction reduction and backing pressure decrease under the conditions of deeper wells, slim hole, and high density. It's indicated that the ROP has been increasing, a drilling cycle has been getting shorter, and an accident complexity rate has been decreasing year after year since these schemes have been popularized and applied to Jiulongshan area since 2013.Keywords: Sichuan Basin; Jiulongshan area; Ultra-deep well; Optimized fast drilling; Supporting scheme; Integration0 引言九龙山气田位于四川盆地北部的苍溪县、旺苍县境内, 构造面积大、含油气层段多，预测储量上千亿，在其海相三叠统、二叠系的碳酸盐岩中均已发现良好的含油气储层，具有资源丰富、气质优良、立体勘探等优势。
深层提高钻井速度技术研究
目录
• 研究背景与意义 • 钻井速度影响因素分析 • 深层提高钻井速度关键技术 • 现场试验与效果评价 • 推广应用前景及挑战 • 结论与总结
01 研究背景与意义
深层钻井现状及挑战
深层钻井技术难度高
随着油气资源勘探开发不断深入，深 层、超深层钻井逐渐成为主流，但随 之而来的技术挑战也日益严峻，如高 温高压、复杂地层等。
推动钻井技术创新发展
通过不断探索和实践，推动钻井技术 创新发展，提升我国在全球油气勘探 开发领域的竞争力。
02 钻井速度影响因素分析
地质因素
地层岩性
不同岩性的地层对钻井速 度的影响不同，如砂岩、 泥岩、碳酸盐岩等。
地层压力
异常高压或低压地层可能 导致钻井过程中的井涌、 井漏等复杂情况，影响钻 井速度。
个性化钻头定制
根据地层特性和钻井需求，定制具有特定形状和尺寸的钻头。
井下动力工具应用
井下马达驱动技术
利用井下马达直接驱动钻头旋转，提高钻井速度和效率。
井下振动器辅助破岩
在钻头上安装振动器，利用振动产生的能量辅助破岩，提 高破岩效率。
井下测量与控制技术
利用先进的测量与控制技术，实时监测钻井过程，优化钻 井参数，提高钻井速度和精度。
3
推广应用前景
展望本技术在未来钻井工程中的推广应用前景和 发展趋势。
05 推广应用前景及挑战
推广应用前景展望
提高钻井效率
深层提高钻井速度技术 能够显著提高钻井效率， 缩短钻井周期，降低钻 井成本。
扩大应用范围
随着技术的不断发展和 完善，深层提高钻井速 度技术的应用范围将不 断扩大，适用于更多类 型的油气藏。
安全管理
深层提高钻井速度技术的应用涉及高风险作业，需要加强安全管理， 确保人员和设备安全。
川西地区超深井钻井完井技术现状及攻关方向
第 51 卷 第 2 期石 油 钻 探 技 术Vol. 51 No.2 2023 年 3 月PETROLEUM DRILLING TECHNIQUES Mar., 2023◄钻井完井►doi:10.11911/syztjs.2022028引用格式：李涛，苏强，杨哲，等. 川西地区超深井钻井完井技术现状及攻关方向[J]. 石油钻探技术，2023, 51（2）：7-15.LI Tao, SU Qiang, YANG Zhe, et al. Current practices and research directions for drilling and completion technologies for ultra-deep wells in western Sichuan [J]. Petroleum Drilling Techniques，2023, 51(2)：7-15.川西地区超深井钻井完井技术现状及攻关方向李 涛， 苏 强， 杨 哲， 徐卫强， 胡锡辉（中国石油西南油气田分公司工程技术研究院, 四川成都 610017）摘 要: 川西地区油气资源丰富，但超深层海相碳酸盐岩地质条件复杂，钻井过程中面临纵向上压力系统多、井漏频发、井壁失稳垮塌、部分地层可钻性差、钻井风险高及钻井周期长等技术难点。
通过近几年的技术攻关，研究形成了适用于川西地区的超深井钻井完井技术，主要包括超深井井身结构优化技术、钻井提速关键技术、防漏堵漏技术、高压低渗气层控压钻井技术、抗高温强封堵油基钻井液技术、超深高钢级套管开窗技术、控压平衡法固井技术和超深短尾管固井技术等，创造了多项钻井工程纪录，支撑了川西地区超深层油气资源的勘探开发。
但目前仍然面临风险区域地质认识不足，恶性井漏治理难度大、部分难钻地层提速不理想和漏垮同存地层安全钻井配套技术不完善等技术难点，因此，提出下一步需在井身结构对策研究、钻井提速新技术新工艺试验、高效堵漏技术研究和地质工程一体化等方向进行技术攻关，以推动川西地区超深井钻井完井技术快速发展，实现川西地区深层油气资源的经济有效勘探开发。
川西二叠系超深风险井永胜1井钻井关键技术
摘 要 针对川西二叠系超深风险井永胜1井在钻探中存在地质条件异常复杂、上部陆相地层软硬交错、易发生井斜超
标、可钻性差，海相地层高温高压、含硫化氢等难题，优化必封［位置，设计井身结构为四开备五开；配套采用复合钻井、
垂直钻井等提速工艺；优选高效钻头，优化深部井段钻井液体系和性能。实钻结果表明，永胜1井钻井工程设计科学合 理，全井钻井周期356.45 d,平均机械钻速2.39 m/h,创川西地区钻达6 000.井深的最快纪录。该井顺利完钻也为川西 地区7 000 m超深井钻井积累了宝贵经验。 关键词超深井；井身结构；垂直钻井；钻头选型；抗高温钻井液
钻井工程设计与研究工作。E-mail：PECHDL@。
引用格式：胡大梁，欧彪，郭治良，等•川西二叠系超深风险井永胜1井钻井关键技术[J]•断块油气田，2019,26(4):524-528.
第26卷第4期ห้องสมุดไป่ตู้
断
块
油
气
田
FAULT-BLOCK OIL & GAS FIELD
2019年7月
doi: 10.6056/dkyqt201904024
川西二叠系超深风险井永胜1井钻井关键技术
胡大梁+,欧彪+,郭治良+,谭玮+,廖凯飞2,王世红彳
)1.中国石化西南油气分公司石油工程技术研究院，四川德阳618000；2•中海石油(中国)有限公司上海分公司，上海200030； 3•中国石化中原油田分公司技术监测中心，河南濮阳457001)
Puyang 457001, China)
Abstract： Since the ultra-deep well YS1 in western Sichuan has several drilling difficulties such as complex geological conditions, soft and hard staggered upper continental strata, poor drillability, high temperature and high pressure of marine stratum, hydrogen sulfide gas, etc., the designers optimized the setting position, recommended the four casing scheme and reserved five casing scheme; compound drilling and vertical drilling and other techniques were selected to increase drilling speed; high-efficiency drill bits were optimized, and the drilling fluid system and performance were improved in deep well sections. The drilling engineering design and technique plan were adapted scientifically which lead to an average penetration rate 2.39 m/h and the average drilling operation time 356.45 d, creating the shortest record of drilling to 6,000 m depth in western Sichuan. The successfully completed well provides important references for 7,000 m ultra-deep wells in the same area Key words： super-deep well; casing scheme; vertical drilling; bit optimization; high temperature drilling fluid
川西海相超深井优快钻井技术
川西海相超深井优快钻井技术
唐嘉贵
【期刊名称】《天然气技术与经济》
【年(卷),期】2015(009)002
【摘要】针对川西海相气藏平均井深6 000 m、岩性致密、可钻性差、多套压力
系统并存等工程地质难点,沙溪庙组地层多井次压差卡钻;T3x4~T3x2二裂缝发育,
井漏、井涌频繁,稳定性差;同一井眼存在多套压力体系、安全窗口窄。
以海相超深
井提速为目标,优化四开制井身结构,配套形成复合钻井、垂直钻井、欠平衡钻井、
涡轮钻井以及钻头优选等关键技术。
陆相复合钻井同比提高20%,垂直钻井提高45%、欠平衡须家河组须四段以上井段提高1.5倍,须三段井段提高62%、涡轮钻井提高85%~278%;海相优选钻头钻速与常规钻井头相当,有效进尺提高5~10倍。
现场应用表明,配套集成技术应用后同比邻井相同井深的情况,平均钻速提高39.7%,缩短钻井周期170 d,节约1 200万元。
【总页数】3页(P41-43)
【作者】唐嘉贵
【作者单位】中国石化西南石油工程公司,四川成都610041
【正文语种】中文
【中图分类】TE243
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1.川西中江、高庙区块优快钻井技术 [J], 邵飞;王国庆
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5.四川盆地九龙山地区超深井优快钻井配套技术 [J], 王军; 范翔宇
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川西深井钻井提速阶段性技术成果
川西深井钻井提速阶段性技术成果
李永伟
【期刊名称】《价值工程》
【年(卷),期】2010(029)033
【摘要】四川盆地是中石化集团公司天然气大发展的主要地区,川西地区深层须家河组蕴藏着巨大的天然气资源,是西南油气田今后一个时期天然气储量、产量增长的重要领域和主战场.去年,集团公司组织了川西地区深井钻井提速科技攻关活动,近一年来,川西地区加强技术攻关,取得了川西深井提速的阶段性成功,同时取得了井身结构优化、钻井液体系、钻头选型和欠平衡技术应用等方面的阶段性技术成果.【总页数】2页(P298-299)
【作者】李永伟
【作者单位】中原油田西南钻井公司,南充,637000
【正文语种】中文
【中图分类】TE24
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1.川西深井钻井速度影响因素及提速潜力探讨 [J], 樊朝斌;补成中
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川西中江区块中深井钻井技术浅谈张福彬
川西中江区块中深井钻井技术浅谈张福彬发布时间：2023-05-14T17:09:42.079Z 来源：《中国科技信息》2023年5期作者：张福彬[导读] 川西中江区块以4000m左右的中深水平井为主，主要目的层是沙溪庙组的致密气藏，该区块有地层稳定性差、轨迹控制难度大、压力系数高等特点，对此现场施工中不断总结实践，通过优选钻头螺杆、加强轨迹控制、提高钻井液抑制性等针对性的技术措施，来缩短钻井周期，提高生产效率。
江苏石油勘探局有限公司江苏扬州 225000摘要：川西中江区块以4000m左右的中深水平井为主，主要目的层是沙溪庙组的致密气藏，该区块有地层稳定性差、轨迹控制难度大、压力系数高等特点，对此现场施工中不断总结实践，通过优选钻头螺杆、加强轨迹控制、提高钻井液抑制性等针对性的技术措施，来缩短钻井周期，提高生产效率。
关键词：中江区块、预防复杂、提速提效中江区块主要钻遇剑是以沙溪庙组未主要目的层的致密气藏，目前普遍是二开制的水平井，水平段长1500m左右。
一开地层可钻性好，易造浆，施工中提高泥浆的抑制性，使用极限钻井参数施工，是提速的关键。
二开之后重点是在处理好井壁失稳，掉块的问题，在预防故障复杂的基础上使用成熟的工艺技术提速提效。
1 难点分析1.1 φ311.1mm井眼施工难点1）φ311.1主要钻遇白垩系剑门关组、侏罗系蓬莱镇组、遂宁组、上沙溪庙组地层。
白垩系蓬莱镇组、遂宁组地层含大段泥岩，粘土含量高、易水化分散、造浆性强，易形成厚泥饼造成缩径。
2）蓬莱镇组、遂宁组、上沙溪庙组地层微裂缝发育、砂泥岩互层频繁，砂岩结构疏松，井壁稳定性差，垮塌掉块严重。
3）剑门关组、侏罗系蓬莱镇组、遂宁组地层可钻性好，是一开提速的关键层段。
1.2 φ215.9mm井眼施工难点1）井壁失稳现象突出。
川西地区属于应力破脆性地层，微裂缝发育，易发生应力失稳。
沙溪庙组地层的砂-泥岩互层频繁，砂岩结构疏松，泥页岩属于硬脆性泥页岩，井壁稳定性差。
川西地区碎屑岩深井钻井提速的配套钻井液技术
川西地区碎屑岩深井钻井提速的配套钻井液技术
张军;彭商平;杨飞;于志纲;何志强
【期刊名称】《天然气工业》
【年(卷),期】2011(31)11
【摘要】为解决四川盆地西部地区碎屑岩深井钻井出现的钻井周期长、钻速低等问题,从钻井液的类型、组成和性能入手,在调研国内外资料的基础上,分井段评价了川西地区所用钻井液各参数(钻井液密度、钻井液固相、钻井液流变性及钻井液滤失性)对钻井速度的影响程度,依托中国石油化工集团公司的各级科研成果,研发了适合中浅层钻井提速的无黏土相钻井液、“三低”(低密度、低黏切、低固相)和“三强”(强抑制、强包被、强封堵)聚合物钻井液等钻井液体系,形成了以预防和减少深井井下复杂情况和钻井事故为目标的稳定井壁、防漏堵漏、润滑防卡等技术.上述技术在川西地区新21 1H、新916-1井等多口井集成应用后,中浅层钻井速度明显提高,中深层井下复杂情况及钻井事故发生率明显降低,缩短了钻井周期,达到了钻井提速的预期目标.
【总页数】4页(P74-77)
【作者】张军;彭商平;杨飞;于志纲;何志强
【作者单位】四川仁智油田技术服务股份有限公司;四川仁智油田技术服务股份有限公司;四川仁智油田技术服务股份有限公司;四川仁智油田技术服务股份有限公司;四川仁智油田技术服务股份有限公司
【正文语种】中文
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深井中如何提升钻井技术
深井中如何提升钻井技术摘要：深井作业是石油开采过程中经常会面临的工作，深井作业由于深度等因素的影响，长期以来勘探效果并不理想。
在人们对石油深井作业的要求越来越高的背景下加强深井钻探的研究变得非常重要。
当前深井作业中还面临着不少问题，这些问题严重影响着勘探效果，在实际工作过程中必须要加强这些问题的研究，不断提升钻井技术。
本文将结合当前深井作业中面临的难题来探讨如何提升钻井技术。
关键词：深井作业石油开采钻井技术深井作业是石油开采的重要组成部分，石油资源的开采经常需要深井作业。
深井与其他形式的作业不同，它的难度更大。
深井的深度往往很深，在勘探过程中遇到的问题和困难也较多。
由于预测不准而影响到钻井效果的问题也时有发生。
当前我国深井作业的钻井技术还有待提高。
一、深井作业中存在的问题深井作业中也还存在着不少问题，加强对这些问题的研究十分必要。
详细考察深井作业现状就会发现当前深井作业过程中主要面临以下几个问题：一是速度提升问题。
在实际工作过程中深井钻井速度很难提升，这是一个非常典型的问题。
深部井段钻井速度和上部大尺寸井眼钻井速度都是很难提升的；二是技术套管会有磨损。
在实际钻井过程中技术套管经常会出现磨损现象，一旦出现磨损之后，如何处理就成为了一个十分棘手的问题；三是深井钻具落后。
当前国内的深井钻具同国外相比还有明显差距。
技术条件差，设备更新速度慢，功能少，这是当前我国深井钻具面临的典型问题。
我国深井装具与国外相比根本不在一个层次上。
这是需要我们高度重视的。
四是钻井速度存在滞后。
这一问题主要表现在应用多层套管的时候深部井段小井眼钻井速度就会存在滞后问题。
以上这些问题是深井作业中表现最为典型的问题，在今后应该不断加强对这些问题的研究。
二、钻井技术的提升深井作业中钻井技术的提升应该是结合上文中提到的问题来做针对性的提升，在实际工作过程中可以从以下几个方面来下功夫，不断提升钻井技术。
1.提升深部井段的钻井速度。
泥页岩和泥质岩是我们在深井中常见地质。
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第38卷第4期石 油 钻 探 技 术Vol 138No 142010年7月PETROL EUM DRILL IN G TECHN IQU ES J ul.,2010收稿日期:2010-05-25;改回日期:2010-06-17基金项目:中国石油化工股份有限公司项目“川西深井提高钻井速度配套技术应用研究”(编号:P08030)部分内容作者简介:蒋祖军(1964—),男,四川广安人,1987年毕业于西南石油学院石油工程专业,2001年获西南石油学院油气井工程专业硕士学位,在读博士研究生,高级工程师,副院长,主要从事钻井新技术应用研究和管理工作。
联系方式:(0838)2552078,zunjun666@#四川地区钻井提速提效专题!doi :10.3969/j.issn.1001-0890.2010.04.008川西深井提高钻井速度配套技术蒋祖军 肖国益 李群生(中国石化西南油气分公司工程技术研究院,四川德阳 618000)摘 要:川西地区须家河组气藏埋藏深、岩性致密、研磨性强、可钻性极差。
钻井面临的突出问题是机械钻速低、钻井周期长。
针对须家河组气藏钻井难点,重点从井身结构、钻井工艺、破岩工具以及钻井液方面入手进行分析,提出了提高川西深井钻井速度的配套技术,即:优化井身结构,推广应用欠平衡钻井技术,在新型井身结构下应用“长寿命螺杆+高效钻头”和“涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井技术及垂直钻井技术,优化钻井液性能等。
2008—2009年,川西地区深井钻井应用该配套技术后,平均机械钻速较2006—2007年提高20%,钻井周期缩短30%。
建议川西地区进一步推广应用该提速配套技术,并进行新技术、新工具的应用试验,以便进一步提高该地区的钻井速度。
关键词:深井;钻井速度;井身结构;欠平衡钻井;垂直钻井;川西地区中图分类号:TE24 文献标识码:B 文章编号:1001-0890(2010)04-0030-05T echnology to Increase Deep Well Drilling Speed in Western SichuanJiang Zujun Xiao G uoyi Li Q unsheng(Pet roleum En gi neeri ng Technolog y Research I nstit ute ,S out hw est Oil &Gas B ranch ,S i nopec ,Dey 2ang ,S ichuan ,618000,Chi na )Abstract :The Xujiahe formation of western Sichuan is a typical gas reservoir wit h deep bury dept h ,tight lit hology ,st rong abrasivity and poor rock drillability.The p rominent problems of drilling are long drilling cycle and low rate of penet ration.This paper present s t he technology to imp rove drilling speed in deep wells in western Sichuan ,including optimization of wellbore struct ure ,use of under 2balanced drilling ,optimization of drilling parameters ,optimization of long life screw and efficient drill bit s ,combination of t urbine motor and diamond 2impregnated bit ,and optimization of drilling mud.Through using t hese tech 2nologies ,great achievement were pared wit h 2006—2007,t he average rate of penet ration was increased by 20%and drilling cycle was reduced by 30%in 2008—2009.K ey w ords :deep well ;penet ration rate ;casing p rogram ;underbalance drilling ;vertical drilling ;Western Sichuan Area 近年来,川西天然气勘探开发已由中深层的沙溪庙组转向深层的三叠系须家河组。
须家河组气藏主力气层为须家河组须2段,埋深为5200m 左右[1]。
须家河组地层天然气勘探开发的突破,关键在于深层安全快速的钻井施工。
自2000年以来,川西地区已完钻60余口井,其中在须2段及以下层段完钻的深井有45口,主要集中在XC 、XQ 和D Y 区块。
由于地层压力高,岩石致密,2005—2007年平均钻井周期为412d ,平均机械钻速为1153m/h 。
而目前须家河组以浅井段只有2850m 左右,约占第38卷第4期蒋祖军等:川西深井提高钻井速度配套技术完钻井深的40%～50%,上部井段钻井周期为75d 左右,约占全井钻井周期的1/5。
由此可见,川西深井段钻速慢是制约深层勘探开发的瓶颈问题。
1 制约川西深井钻井提速的技术难点111 地质情况复杂须家河组地层属异常高压地层:须5段—须3段地层压力梯度一般为010175～010195M Pa/m,地层压力普遍高于70M Pa;须2段地层压力梯度一般为01015～01016M Pa/m,地层压力约80M Pa。
须4段和须2段地层裂缝发育,X851和X2井均在须4段或须2段地层钻遇高压裂缝,同时须4段地层普遍存在水层。
这两层段的气、水分布规律不是很清楚,给井身结构、完井方式优化带来了困难。
112 井身结构优化难度大须家河组井段主要采用<21519、<15214或<14912mm钻头钻进,井身结构较单一,存在以下问题:1)大尺寸井段长,<31111mm及以上尺寸井段长达2000m以上;2)钻井开次多,普遍采用五开制井身结构,固井、测井等特种作业时间长,且质量难以保证;3)大尺寸套管强度难以满足气体钻井等新技术的应用;4)小井眼完井限制了油管尺寸,增加了摩阻,限制了排量,不利于储层改造措施的实施;5)小井眼完井难以满足修井和地质加深的要求。
113 深层钻头选型难度大须家河组地层存在砂、泥岩互层,可钻性差,研磨性极强,在高密度、固相含量高的钻井液条件下,无论是钻头寿命还是单只钻头进尺都不甚理想。
2008—2009年已钻深井的统计显示,须5段以浅地层平均机械钻速为3143m/h,而须4—须2段地层平均机械钻速仅1103m/h,须家河组地层机械钻速远低于上部地层。
据统计,须家河组钻头用量占全井钻头用量的2/3以上。
114 提高深层钻速的钻井液体系不完善用于深层提高钻速的钻井液技术尚未成熟,主要体现在:1)XC地区须家河组地层压力较高,难以使用常规无固相、低固相钻井液体系,若采用有机盐类钻井液体系,成本较高;同时,由于裂缝发育,钻井液损耗较大;2)对于D Y等地区的深层常压或低压地层,现有的无固相、低固相钻井液体系的抗温性和井壁稳定能力还较差,难以满足施工要求;3)新型快速钻井液处理剂还处在试用阶段,普遍推广尚需时间。
2 提高川西深井钻井速度的配套技术围绕深井提速,通过近两年的技术攻关,持续进行井身结构优化,相继开展了气体钻井、液体欠平衡钻井、涡轮钻井、水力脉冲钻井等先进技术的先导试验,进行了高效钻头优选,并及时推广了复合钻井等一批成熟的配套技术,使川西深井钻井技术指标得到了稳步提升,初步形成了适宜于川西深井钻井的配套技术。
211 优化井身结构川西深井最初采用传统的五开制井身结构,套管层序为<50810、<33917、<24415、<17718和<12710mm套管。
2006年,川西XC构造以须2段为目的层的X2井首次使用了非常规井身结构,使全井机械钻速获得了较大提高,但仍存在井眼尺寸偏大的问题[223]。
2007年,西南油气分公司再次对川西深井井身结构进行了优化,优化后的井身结构见表1。
表1 川西深井井身结构优化方案钻头尺寸/mm钻深/m套管外径/mm壁厚/mm提速工艺40614300339179165 常规钻井3161519002731112157 低密度钻井液复合钻井2411347001931712170 欠平衡钻井16511520013917(尾管)10154 涡轮钻井 优化后的井身结构首次应用于X10井,该井全井平均机械钻速2195m/h,较2006—2007年同构造深井平均机械钻速提高了8312%,说明采用优化后的井身结构提速效果显著。
212 优选高效钻头钻井提速的关键工具是钻头。
西南油气分公司・13・石 油 钻 探 技 术2010年7月先后与川石钻头厂进行了大尺寸偏顶勺形齿S KH系列和大尺寸ST系列宽齿牙轮钻头、G(P)系列PDC钻头的攻关和试验;与川克钻头厂进行了抗回旋R或AR系列PDC钻头的攻关和试验;与江汉钻头厂进行了宽齿牙轮钻头的攻关和试验;与Baker2huges公司进行了采用Z切削齿技术以及双排齿设计的HCD系列PDC钻头和采用第一代金属密封轴承技术、金刚石保径镶齿技术的MX系列牙轮钻头的攻关和试验。
在此基础上,逐步形成了以PDC钻头为主的特色钻头选型技术,川西深井全井钻头选型推荐见表2。
表2 川西深井全井钻头选型推荐钻头尺寸/mm井段/m钻遇地层推荐钻头型号406140～350第四系—剑门关组SKH517/ST517GK31615350～2000蓬莱镇组—遂宁组GP536D/S5665A241132000～4700 沙溪庙组—须家河组须3段HCD505(6)(7)ZX/MX-S30GDX/MX-S280DX/MDSI616BPX165114700～5200须家河组须2段MX-30DX/HA517G通过优选钻头,深井钻头综合技术指标得到了 提高:X11井、X201井在上沙溪庙组—须4段采用了推荐的HCD505ZX系列钻头,机械钻速较邻井提高40%;X501井须4井段采用MDSI616B PX钻头钻进,进尺436161m,平均机械钻速达217m/h,创川西地区<24113mm井眼须4段地层单只钻头进尺最高纪录。