影响深井和越深井钻速的主要原因分析

由于深井、超深井地质情况不明，地质预告不准等原因，钻井过程中遇到的诸多复杂情况，使钻井速度大大下降。为此，分析了影响深井和越深井钻速的主要原因，认为：1．由于地质因素和井身结构设计不合理造成复杂情况影响钻速；2．国产大尺寸钻头结构单一，型号少，不能满足深井段地层岩性变化的需全；3．破岩机械能量不足；4．水力能量不足，井底岩屑清除不净；5在易斜地区，为了控制井斜被迫采用小钻压吊打；6钻井液性能及井眼净化不好，造成井下复杂情况；7深部致密硬塑性泥页岩地层难钻，造成钻速低；8．小井眼钻井装备不配套，影响深部小井眼钻速。     

螺杆钻具防斜和提速在滴西19井和H2451井中的应用

针对滴西19井存在的机械钻速低，牙轮钻头损坏严重，钻头选型存在困难；地层倾角和走向不清，易发生井斜；地层可能存在裂缝，易发生井漏等复杂情况，提出了利用螺杆钻具＋单钟摆钻具组合方式实现防斜和提速的方法。针对H2451井的缩径、垮塌、井漏等造成的卡钻，提出加强短程提下钻和测单点的频率，以保证井身质量和预防复杂情况的发生。同时还介绍了螺杆钻具纠斜的关键技术。     

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川东高陡构造钻探难点主要表现在：（１）地层倾角大，钻井井封及井斜变化大，井壁稳定性差，钻压及钻具结构受到限制、钻井速度低，上部地层破碎、裂缝溶洞发育，井塌、井漏问题十分突出；（２）纵向上压力系统复杂，高低压力系统相间、横向上压力梯度对比性差，事故复杂较多；（３）高陆构造地面地腹构造复杂、断层裂缝发育、靶区范围狭小，有的井严格按照设计井眼轨迹积靶区要求钻进仍钻遇断呈陡带落空，钻井中靶难度大。经过多年     

常规钻具组合防斜打快钻压优选与应用

对于常规钻具组合防斜打快,目前国内主要采用轻压吊打和大钻压预弯曲被动防斜技术来实现复杂地层井斜的有效控制。然而较低的钻压导致机械钻速低,大钻压预弯曲技术使钻柱容易失稳而导致井下复杂,因此如何平衡防斜打直、机械钻速、钻柱失稳三者间的关系,合理选取钻压是常规钻具防斜打快的关键。为此,基于纵横弯曲梁及管柱弯曲理论,充分考虑地层造斜力对井斜的影响,以钻头综合作用力最小为准则,建立了常规钻具组合直井防斜打快钻压的优选模型,编制了计算机程序,并以伊拉克米桑油田BUCS-44H井为例,开展了现场试验。结果表明:不同倾斜程度的地层具有不同的钻压适用范围,在高陡构造中使用降斜特性较强的钻具,并在钻柱预弯曲的条件下,施加大钻压钻进可以平衡机械钻速与防斜打直间的矛盾;充分考虑地层造斜特性及钻具自身造斜特性选取的最优钻压,既能避免钻柱失稳,也能实现防斜打快,对现场井斜控制具有一定的指导意义。     

徐深气田深层气体钻井设计及对策

大庆油田徐深气田深层温度高，岩石可钻性极值高，常规钻井机械钻速低。从2005年开始进行了空气钻井科研攻关和现场试验研究，主要目的是利用气体钻井技术来探索提高泉头组以下地层的机械钻速。针对气体钻井过程中地层出水、出气、井斜、井壁剥落掉块和井壁坍塌等问题，提出在实施钻井前，进行邻井资料调研，确定技术套管封固井段，避免钻遇水层，在实钻过程中利用湿度监测来提高地层出水的综合判断能力；对于气体钻井井斜问题，可以通过优化钻具组合和钻井参数，降低钻压，控制机械钻速，加强实钻监测井斜来预防和控制。     

塔深1井井斜控制技术

塔深1井设计井深为8 000 m，后加深至8 400 m，完钻井深为8 408 m，垂直钻井进尺为目前亚洲第一。该井在6 200 m钻遇裂缝性软硬交错地层，加之井下温度高、井眼小，井斜控制难度增大。为解决以上难题，提出采用优化钻井参数，实钻过程中采用塔式钻具、柔性钟摆钻具、井下动力钻具等进行井斜控制技术措施。并指出在深部小井眼裂缝性地层采用光钻铤配合高钻压不能实现纠斜；使用单稳钟摆钻具组合受钻铤尺寸的限制不能起到良好的纠斜效果；采用抗高温弯螺杆和MWD随钻监测技术，能取得明显的纠斜效果和较高的机械钻速。     

空气锤在石油钻井中的应用前景

针对目前深部、复杂地层钻速低和易产生井斜、大直径井眼和水平井施加钻压困难、钻井成本高等问题进行了大量的调研。通过相关文献提供的数据和图表资料分析得出：空气锤结合了冲击回转钻井和空气钻井的两大钻井优势，转速低，扭矩小，钻压小，降低了钻具循环应力和磨损，控制井斜容易，在很大程度上提高了机械钻速、降低了钻井时间和成本，钻硬地层时优点更为突出，由此提出了研究空气锤的必要性，并全面总结了空气锤钻井的优越性，同时也指出了它应用的局限性。最后分析了我国油气资源现状、钻井状况和空气锤在国内外的应用实例，得出空气锤在低压低渗层欠平衡钻井、欠平衡钻水平井、深井、超深井、复杂地层、大直径井中开发油气资源有着广泛地应用前景。     

两性离子聚合物FA─578、XY─38在斜直井中的应用

大庆朝阳沟油田，上部地层易造浆，下部地层易剥落、掉块。钻斜直井更易开塌，所以要求钻井液防塌能力强、润滑性能好、携岩能力强。钻井二公司试验了以FA-578和XY-38为主的两性离子聚合物钻井液体系，取得了较好效果。通过3口井的现场试验，证明该体系对钻屑包被较好，使造浆得到控制；携岩能力强，起下钻畅通；润滑性能好，未发生粘卡；防止了井塌；稳定性好，便于维护、处理。结果3口试验井的平均机械钻速比对比井提高4m／h，完井周期提前4．38d。     

复杂井眼轨迹条件下的钻井液技术

TK330井是塔河油田一口简化井身结构的长裸眼深井，完钻井深为5390m，裸眼井段长达4385．51m。该井在钻进过程中由于井斜和方位变化导致井眼轨迹异常，钻具入井后因扭曲变形上贴下靠井壁严重，摩阻和扭矩增大，极易发生卡钻，且由于裸眼跨度大，钻遇地层复杂，钻井液施工难度大。在1004．49～4400m井段选用低固相强包被不分散钾基聚合物钻井液，在4400～5390m井段选用抗高温、抑制性强、防塌能力好、性能易于控制的聚合醇防塌聚磺钻井液，并配合了有效的钻井液技术措施。现场应用结果表明，合理的技术措施及良好的钻井液性能，有效地解决了钻进过程中地层掉块、垮塌、岩屑携带及阻卡问题，起下钻畅通，井底干净无沉砂，3次测井、下套管均一次成功，双级固井施工顺利；二开井段平均井径扩大率仅为0．53％，全井段没有发生井下复杂情况。     

空气锤提速防斜研究

钻井领域中，当遇到坚硬、复杂、高倾斜地层时，造成机械钻速低、井斜严重，不断发展的空气锤技术成为解决这些问题优选方法。本文针对空气锤提速降斜的原因进行了分析，阐述了空气锤钻速提高有效防止井斜的机理。在冲击回转钻进过程中，根据不同井段合理的选择钻头可以更好的钻速提高有效的控制井斜。     

安棚碱矿地层自然漂移规律研究与应用

通过对安棚碱矿地层自然漂移规律的研究，依据实钻测井资料统计分析，进行井身剖面设计，并运用回归理论确定水平位移与垂直井深相关方程，提出了安棚碱矿地层方位、井斜自然漂移规律和井口座标优选设计方案，并据此应用了4口井，取得了平均单井钻井周期减少47．15％，行程钻速提高86．95％，机械钻速提高47．00％的好成效。     

气体钻井井斜机理与控制初探

气体钻井由于能有效地保护低压油气层，解决恶性井漏、压差卡钻，提高机械钻速而得到了广泛应用。然而气体钻井井斜机理方面的研究文献报道甚少，井斜机理还不十分清楚。为此，基于气体钻井井底岩石受力状况，从温度、地层各向异性、井径扩大、下部钻具组合等方面对气体钻井不可控因素和可控因素2方面对气体钻井井斜影响进行分析，认为新的岩石破碎机理和地层各向异性是影响气体钻井井斜的主要原因；气体钻井井径的扩大对钻头侧向力产生较大影响，是引起气体钻井井斜的又一因素；并对气体钻井井斜控制做了初步讨论，这将对气体钻井井斜控制及下部钻具组合设计具有一定指导意义。     

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。     

楼平2特浅稠油水平井钻井液技术

楼平2井是位垂比为2．51的一口浅层稠油水平井，该井位于井楼油田一区。该地区块地表村庄和水溏多，直井和斜直井开发不能满足要求。楼平2井钻井技术难点包括：H3Ⅲ8-9稠油油层埋藏深度仅160多米，表层造斜，造斜点地层疏松井壁不稳定；斜井段和水平段地层软、造浆严重、钻速快、岩屑携带困难；地层压力低，采用注汽开采且存在高压浅层气，涌、喷、漏同时存在；水平段长，压差卡钻几率大。根据室内研究结果的聚合物混油防塌钻井液体系流变性好、润滑防卡、防塌能力强，满足了楼平2井现场施工需要。     

塔深1井四开井斜控制技术

塔深1井设计井深8000m,四开用241．3mm钻头从5460钻进到6800m,所钻油藏岩性以泥微晶灰岩为主,岩性复杂,主要表现为地层裂隙发育、破碎,井漏失严重,给井斜控制带来了极大困难。为确保井身质量,将井斜控制在设计范围内,本开次采用了塔式钟摆钻具组合、刚柔钻具组合、欠尺寸单扶正器钟摆钻具组合、光钻铤大钻压打快钻井技术,最终优质地完成了本开次钻井任务。该开次的顺利完钻,为安全顺利地完井奠定了坚实的基础。该技术的成功应用也为其它超深井深部地层的井斜控制提供了经验。     

塔深1井寒武系地层钻井技术

塔深1井是探索塔河油田深层寒武系-奥陶系地层的第一口重点探井.该井钻进寒武系地层时首先采用了随钻扩孔技术,由于钻具受力复杂,发生了掉钻头事故,回填侧钻后,井斜角增大至7.20°,在采用常规钻具组合纠斜无效的情况下,采用了井下动力钻具进行纠斜,井斜得到控制并钻至井深8 408 m.针对寒武系地层易发生坍塌、井温高的情况,选用抗高温聚磺钻井液体系,采用稠浆段塞携砂技术,解决了超深井段(大环空、钻井液密度低、高压耗、低返速)携砂困难的问题.详细介绍了塔深1井寒武系地层的钻进情况和所采用的工艺技术.     

钟摆钻具在东湾l井大尺寸井眼的应用

东湾1井是准噶尔盆地南缘地区一口重点预探井，其上部地层第四系长段砾石层井斜控制难度大，钻速慢是该井段钻井施工的技术难点。通过系统地分析地层特点及防斜工作原理，优选钟摆钻具组合控制井斜。讨论了稳定器的安放高度对钟摆钻具的影响，并结合本井提出了钻压、井斜角、井眼大小对钟摆钻具使用的影响及相关的技术措施。实践证明东湾1井使用双稳定器钟摆钻具组合成功地解决了大尺寸长段砾石层的防斜问题，并能加大钻压，提高机械钻速。     

巴拉斯钻头运用于同福4井

文中祥细介绍了同福4井使用巴拉斯钻头情况。同福4井地层倾角10度,打直井困难,用三牙轮钻头携钟摆钻具钻进,井斜达9°,且速度缓慢。从井深1858.51m用巴拉斯钻头带钟摆钻具钻进,到井深2094.42m,井斜从9°降到6°30′,钻到2876.30米,井斜从6°30′降到3°,稳斜钻过了造斜地层,并提高了钻速,取得了一定经济效益。     

辽东湾丛式井陀螺定向侧钻工艺及特性分析

总结了渤海辽东湾SZ36－1油田AI平台丛式井组中的3口井，在丛式井组直井段井距密集，最小井距仅为0．6～0．8m，侧钻点深度差仅有7m且地层疏松不易造斜的困难条件下，采用陀螺定向侧钻，避开了邻井套管的磁干扰，定向准确，严格控制井眼轨迹，保证造科率满足设计要求。3口井在套管里定向侧钻均获成功，并准确地钻达靶区，取得了令人满意的效果。陀螺定向侧钻成功的经验说明：丛式井组的陀螺定向工艺为解决和处理海上勘探中新遇到的复杂情况，为节约昂贵的海上钻井费用和成本开辟了一条新路，并且为此积累了初步的经验。     

钟摆钻具带液力推力器组合提高大倾角地层钻井速度试验

川东高陡构造上部地层倾角一般在30°~50°，最高达85°，在上部大倾角地层中钻进极易出现井斜，即使采用钟摆钻具组合，钻压也只有平缓地层的30%~50%，钻井速度较低。钟摆钻具带液力推力器组合由于钻头加压方式的改变和钟摆力的存在，具有较强的防斜作用。大倾角地层试验表明该组合可较大程度提高钻压，达到有效控制井斜和提高钻井速度的目的。已在苟西4、天东80等井上部大倾角地层试验，钻压较邻井同井段提高30%~50%，较大地提高了机械钻速。