山前鉆井難點分析

山前鉆井難點析及對井斜控制狀與對策在易斜地區(qū)—山前高陡構造及斷層控制區(qū)域鉆直井斜控制一直是很突出的問題。在國外，井斜問題30代就引起人們的普遍重視，并在井斜控制理論研究方面取得了主要成果，一些先進的國家利用自己雄厚的資金和技術，在80年代末期已經(jīng)開使利用導向鉆具控制井眼軌跡。在國內，經(jīng)30年的研究和攻關，也取得了可喜的成績。到目前為止，人們已經(jīng)提出了多種井斜控制理論，并由此發(fā)展成為多種井斜控制技術，可以說，鉆直井的井斜控制問題已完全解決，但是，至今尚無一種既有高速度、高效益、安全可靠、易于推廣應用的全效能防斜技術。一國外斜制狀國內外鉆井界通過數(shù)十年的研究，發(fā)現(xiàn)鉆頭對井底巖石的側向作用力和鉆頭傾角是引起井斜的鉆柱力學因素，鉆井界已從理論、實踐上研究和使用了能降低井斜側向力和鉆頭傾角的下部鉆柱組合。1、擺鉆具塔式鉆具組可以產生較大的降斜側向力，但該力只在已產生井斜的情況下用于糾斜，在鉆壓大時，向上的鉆頭傾角增加會導致井斜增加。而塔式鉆具由于增加了靠近鉆頭處鉆鋌的剛度，使得鉆頭傾角減小，防斜能力加強。兩種鉆具受鉆壓的影響較大，在鉆井過程中施加的鉆壓受到很大的局限，尤其是在可鉆性較差的地層中鉆進時，其允許施加的鉆壓達不到巖石破碎需要的足夠壓力，導致機械鉆速相當?shù)?，此外當?shù)貙釉煨蹦芰軓姇r，該組合也會失效。因此，為取得較好的防斜效果，必須施加小鉆壓。對于帶扶正器的鐘擺鉆具而言，當井徑擴大嚴重，扶正器失去有效的支撐，在地層造斜能力很強時，即便使用較低的鉆壓，也會發(fā)生嚴重井斜。條件在井壁規(guī)則，井眼穩(wěn)定，地層可鉆性好的上部井段與PDC鉆頭配合，采用高轉速、低鉆壓可以獲得很好的防斜打快效果。2、眼鉆具合該組合可降低井斜側向力和鉆頭傾角，使井眼呈現(xiàn)穩(wěn)斜或微增斜的趨勢，不能降斜和糾斜。在地層造斜能力較強的地層中鉆進時難以控制井斜，有時井斜會迅速增加，不能降11212斜。在極易斜地區(qū)，多扶正器的滿眼鉆具，除了井斜控制難外，起下鉆阻卡嚴重，增加了事故隱患。環(huán)境該組合適用于井眼穩(wěn)定，井壁規(guī)則，地層造斜能力不強，無煤層、復合鹽膏層等復雜地層的井段，可以獲得較好的機械鉆速。3、心鉆具合偏心鉆具組合防斜原理與常規(guī)下部鉆具組合的防斜原理差別較大。常規(guī)下部鉆具組合鉆進中是圍繞彎曲變形后的軸線旋轉的，而鉆具圍繞其變形后的軸線旋轉正是導致井斜的原因。如果下部鉆具組合是繞井眼軸線旋轉，則鉆頭側向力及鉆頭傾角都不具有固定的指向，由此可以克服鉆柱力學因素影響而引起的井斜，偏心鉆具防斜原理正是基于此。偏心鉆具組合主要有以下幾種：不對稱方法，如扁鉆挺、方鉆挺、偏心鉆挺等。質量偏心方法，如切塊補塊偏重鉆挺、澆注成行偏重鉆挺、車制偏重鉆挺等。上述兩種方法雖然對控制井斜具有一定的效果，但由于該組合的工作原理所限，防斜效果不明顯，加之需對鉆挺進行專門的加工，同時由于尺寸限制，質量偏軸距或形心偏軸距小，不能提供足夠的離心慣性力以保證其運動穩(wěn)定性。因此，難以適應轉速和鉆壓的配合，一直難以推廣應用。受力不對稱幾何偏心方法，如偏軸下部鉆具組合。偏軸鉆具組合的優(yōu)點：只需加工一個偏軸接頭，不對鉆鋌作任何改造加工；主要靠偏軸接頭形成穩(wěn)定的進動狀態(tài)；參數(shù)配合易于實現(xiàn)，抗地層造斜能力強；可不加穩(wěn)定器。偏軸防斜技術是進年來在國內發(fā)展起來的一向新型防斜技術，實現(xiàn)了防斜與提高鉆速的有機統(tǒng)一，具有結構簡單，使用方便，成本低，易于推廣應用等優(yōu)點，目前已在新疆、四川、江蘇、華北、江漢等油田開展了應用，取得了很好的防斜打快效果，但該技術在

/井段的防斜效果還需要進一步試驗研究。同時使用偏軸接頭后對鉆具的損傷較為嚴重。4、面移動位鉆中靶井術利用地層自然能力估算井口移動距離，該方法在開發(fā)井中有一定的效果，但探井中很難計算其井口移動距離。5、動化（環(huán)）鉆井技這是80年代末期發(fā)展起來的一項新型技術，比較有代表性的有：德國的VDS自動垂直鉆井系統(tǒng)，Cambrige司開發(fā)的AGS動導向鉆井系統(tǒng)，美國的ADD自動定向鉆井系統(tǒng)等，其中開發(fā)的VDS自動垂直鉆井系統(tǒng)主要是為解決KTB程中結晶巖石鉆進井斜難以控制和不用起鉆換井底鉆具組合就能改變井斜和方位的問題。其他多為解決定向井、水平井、大斜度井而開發(fā)，但均可以用于直井鉆進中。自動化（閉環(huán)）鉆井技術的主要特點是不用起鉆更換井底下部鉆具組合就可以解決井眼軌跡的控制問題，代表了最先進的鉆井技術發(fā)展方向，已成為國外許多公司的重點2708012708012鉆井研究項目。國內的許多專家也建議開展該方面的研究。二塔木斜制狀塔里木地區(qū)鉆井中對井斜的認識始于年代。在依奇克里克油田的勘探開發(fā)中首次遇到了嚴重的井斜問題，由于受技術及裝備條件的限制，在該區(qū)完鉆的最大井深僅依深6最大井斜達

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/1825m依深井塔指成立后，在庫車地區(qū)完鉆的東秋井、克參井、克拉井、依南井鉆進中均發(fā)生過嚴重井斜，克參1井在5/斜達29.31依南2井大井斜

。從庫車地區(qū)的鉆井歷史來看，塔里木的井斜控制大體可分二個階段：1、5080年為第一階段在該階段受技術及裝備條件限制，所鉆的井多為淺井，對發(fā)生井斜的根本原因認識不夠，沒有較好的防斜措施及有效的井斜監(jiān)測手段。2、80年代后為第二個段該階段對井斜有了進一步的認識在年以前對井斜的控制主要采用鐘擺組合、加強井斜監(jiān)測來實現(xiàn)，結果是鉆速低，效益差，而8/段主要采用光鉆挺結構，一旦出現(xiàn)較高的地層傾角，都會發(fā)生嚴重井斜，尚無有效的防斜手段。98～99年度，指揮部加大了科技攻關的力度，在防斜提速的攻關方面取得了可喜的進步，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：組合的合理應用利用鐘擺鉆具組合的防斜原理，在地層可鉆性較好的上部井段與高效PDC鉆頭（如金系列鉆頭）配合，低鉆壓高轉速，加強井斜監(jiān)測，已獲得了較好的防斜打快效果，如依南4克孜1井。軌跡預控技術利用滿眼鉆具組合與定向反扣相結合的方法控制井眼軌跡，該技術既能最大限度解放鉆壓，又可以控制井斜，在依深4井應用效果良好，但不足的是需在井眼穩(wěn)定，井壁規(guī)則的井段應用。接頭、柔性接頭的鐘擺鉆具防斜糾斜打快技術與四川鉆采研究院合作開展了該項技術的研究，目前已完成了理論研究及工具的加工，尚無合適井位進行現(xiàn)場試驗。該技術的特點是當發(fā)生井斜后利用該技術進行糾斜，在糾斜過程中與常規(guī)鐘擺鉆具相比可以提高鉆壓，達到提高鉆速目的，糾斜完成后也可以利用該組合全面鉆進，鉆壓可以達到正常值。該技術的適用性尚需現(xiàn)場驗證。防斜打快技術該技術在依南4依西1、克201等多口井應用已取得較好的效果，是一套投入低、效果顯著的防斜打快技術，對于該套組合而言，需根據(jù)不同的地層特點，利用有關設計軟件設計相應的偏軸距、合適的鉆井參數(shù)，在這一方面我們還處于摸索階段，關于這一問題通過與油科院合作后可望得到解決。防斜打快技術3121000212211428141412121210002122114281414121212該技術是我們在偏軸鉆柱的基礎尚針對/防斜而設計的，目前已在依南5井17/～1762m井段初步應用層傾40～30的情況下井斜控制2.7以內，平均鉆速取得一定效果，但在8/適用性尚需進一步驗證。動力鉆具+PDC頭防斜提速技術主要采用螺桿、減速器渦輪鉆具與PDC頭相配合達到防斜與提速目的，該技術在依南5克拉203克拉井、依西井的應用已取得顯著效果。三存的要題就塔里木探區(qū)的鉆井作業(yè)而言，目前已可以采用多種方法解決大尺寸井段（

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/12/斜控制問題，主要存在的難點是8/段的井斜控制問題還沒有解決，國內還無成熟的技術可用，解決的難度依然很大。四對決斜題幾看1、尺寸井的防斜問題科院的協(xié)助下，對偏軸防斜打快技術進行完善和推廣應用。不同的地層特點廣鐘擺和動力鉆

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/渦輪鉆具渦輪鉆具）+PDC鉆頭在/斜提速的應用。帶彎接頭、柔性接頭的鐘擺鉆具防斜糾斜打快技術現(xiàn)場試驗應用?？摄@性極差的硬脆性泥頁巖密且具有較高硬度的砂巖地層繼續(xù)開展沖擊器在12/的防斜提速試驗。2、/段的防斜問身結構設計與成熟的防斜技術相結合，把易斜層段放在大尺寸井段來解決，減少井斜給鉆井帶來的危害。適合8/偏彎、偏軸鉆柱試驗。渦輪、減速器渦輪鉆具+剛石鉆頭在/防斜提速試驗。用水力加器防斜、提鉆速和防止鉆失效的可行設計施和1.

概述17”121/4或1/2井眼防斜、提高鉆速和防止鉆柱失效問題往往是相互耦合的。對于軟硬交錯、硬地層、易斜地層或含礫石地層，提高鉆速的主要途徑是強化鉆井措施。即提高鉆壓和轉速，但是高鉆壓高轉速帶來以下問題：井斜。怕井斜只能輕壓吊打，制約了鉆速。蹩鉆和跳鉆嚴重、扭矩大。怕?lián)p壞鉆頭或鉆柱，只能降低鉆壓和轉速。相應的鉆速也降低。減振器有時不適應高鉆壓、高轉速，甚至可能發(fā)生減振器芯軸斷。因此，防止鉆柱失效始終要考慮鉆井工藝的要求和提高鉆井效益。42.

工作原理2.1振、減振和振動解耦水力加壓器活塞上端和井底之間的壓差形成鉆壓?；钊万寗恿姐@桿與外殼之間無軸向機械聯(lián)系鉆的縱向振動傳給塞之上的泥漿及活塞與液缸壁摩擦付漿的壓縮波會向全部鉆柱內傳播，泥漿的波再傳給上部鉆柱。相反，上部鉆柱的振動以同樣的方式傳給活塞和鉆頭水力加壓器把鉆頭和鉆柱隔成了兩段。上述原理使得水力加壓器成了一個良好的減振器、隔振器和振動解耦器。所謂解耦有兩個含義：鉆頭與鉆柱的縱向振動不會相互激勵，形不成共振。鉆頭的縱振不會轉變?yōu)殂@鋌的橫向振動。上述減振隔振和振動解耦保證了鉆頭獲得有效鉆（在ΔT時間內作用于井底的平均鉆壓有利于提高鉆速，減小牙齒和軸承所受的沖擊，有利于提高鉆頭壽命。2.2少鉆鋌用量水力加壓器活塞壓力形成鉆壓。同樣液體壓力向上作用于水力加壓器的上端。這個壓力中只有一部分作用于環(huán)形面積上，轉變?yōu)閷︺@鋌的軸向壓力。另一部分壓力通過鉆鋌作用于水龍頭處。因此，指重表反映的鉆壓和懸重與常規(guī)情況相同，但鉆柱受力分布發(fā)生變化對9水力加壓器，只有74%的鉆壓反作用力作用于鉆鋌。對6”水力加壓器，只有的鉆壓反作用力作用于鉆鋌。從上述數(shù)據(jù)看出，用水力加壓器后，可少用大約三分之一的鉆鋌。2.3止鉆具失效大部分鉆柱振動是鉆鋌、接頭和扶正器失效的主要原因。如果能減小振動，那么就可以提高下部鉆柱的使用壽命。通過水力加壓器減振和防止縱向振動與橫向振動的相互激勵可以有效地防止鉆柱失效?？v向振動和橫向振動的相互激勵可能發(fā)生在以下的工況下：地層：硬地層、礫石層、軟硬交錯夾層鉆柱組合及井眼工況：鐘擺鉆具、造斜鉆具大鉆壓、高轉速強化措施。上述兩類鉆具縱向振動和橫向振動的相互激勵后發(fā)生鉆具失效的幾率更大。鉆柱劇烈振動防礙了使用強化鉆進措施。3.

用于硬地層或蹩跳鉆嚴重的地層硬地層或其它蹩跳鉆嚴重的地層往往造成鉆頭先期損壞、鉆柱失效或降低鉆壓轉速，以防止損壞鉆頭和鉆柱。其結果是機械鉆速極低。用水力加壓器后，由于減振，隔振和解除振動耦合，預計可使用較大鉆壓和轉速。由此可提高機械鉆速。4.

建議試驗一種新型的帶水力加壓器鐘擺防斜技術4.1通鐘擺鉆具原理及問題5普通防斜鉆柱組合對鉆壓十分敏感。只有在低鉆壓下才可防斜或糾斜。如果想提高鉆速而稍加大鉆壓就可能增斜。圖表示普通鐘擺鉆具防斜原理和鉆柱變形狀態(tài)。圖鐘擺鉆具變形及工作原理當有一定井斜角時，鉆鋌躺向下井壁，鉆頭則向井斜方向偏轉一個角度，α角是鉆頭軸線與井眼軸線的夾角。加大鉆壓則鉆頭傾角增加，鉆壓分解出的側向力也增加。側

鐘擺力F只決定于鉆鋌重量和鐘擺長度。鐘如果F>，則降斜或穩(wěn)斜。鐘側如果F<，則增斜。鐘側由以上分析可看出，對普通鐘擺鉆具，鉆頭偏轉角指向造斜方向是增大鉆壓后井斜加劇的根本原因。4.2型的帶水力加壓器的鐘擺鉆具4.2.1新型鐘擺鉆具的兩個特點將鉆頭偏轉角的指向調回到指向下井壁方向；將鉆鋌的分布重量鉆壓用水力加壓器轉變?yōu)橹苯幼饔糜阢@頭的集中力。64.2.2具組合圖帶水力加壓器的鐘擺鉆具組合。鉆具組合為：鉆頭+水力加壓器（——米可調）+欠尺寸扶正器鉆鋌2+扶正器鉆鋌水力加壓器在下死點工作長度為4.5米上死點工作長度為米。可根據(jù)井斜控制調整。以后新設計制造的水力加壓器長度調整范圍可達米。欠尺寸扶正器欠”至1”。4.2.3作原理（1）改變鉆頭偏轉角指向當鉆頭接觸井底之前或鉆壓甚小，下扶正器處鉆鋌變形量小于其間隙時，它是一個長鐘擺鉆具。加鉆壓后，扶正器之間的鐘擺段鉆鋌向下井壁方向變形，下扶正器處彎矩迫使鉆頭朝降斜方向偏轉。加大鉆壓不會改變鉆頭指向。上述過程始終是“自適應”的，即鉆頭始終向降斜方向偏轉，定量的分析計算用有限元程序完成。（2）水力加壓器將一集中力（鉆壓）直接作用于鉆頭如果水力加壓器活塞施加鉆壓為250KN，那么，這250KN是一個集中力。的大約三分之二的反作用力作用于鉆鋌，使得鉆鋌彎曲。這對防斜打直是有利的。4.3場試驗步驟選易斜、地層硬或蹩跳嚴重的井段；用西南石油學院防斜鉆柱有限元軟件分析最佳鉆柱組合和鉆進參數(shù)。4．4指已具備條件塔指已有9水力加壓器一套（在合同范圍內的”水力加壓器一套?？稍?/2、121/4和1/2井中選試驗井段。7克依地區(qū)身結構設計—存在缺陷改進思路一克地井結設存的陷庫車坳陷位于南天山造山帶與塔北隆起之間，是一個以中、新生界沉積為主的前陸坳陷，經(jīng)歷了多次構造運動，地質構造運動異?；钴S，各種復雜地層都存在，尤其在-依構造帶，存在高壓氣層、鹽膏層、漏失層、斷層、重復地層、大段煤層，同時由于地層傾角較大（某些井段地層傾角高達七八十度質層位劃分相當困難，地層壓力系數(shù)預測值與實測值相差較大，同一層位甚至同一組地層，壓力系數(shù)在不同位置相差也較大，例如：克拉201井下第三系庫姆格列木組白云巖實測地層壓力系數(shù)；克拉202井同一層位白云巖實測壓力系數(shù)1.8。依4侏羅系陽霞組實測壓力系數(shù)，阿合組實測壓力系數(shù)依南井陽霞組實測壓力系數(shù)阿合組實測壓力系數(shù)1.8地應力在這一帶相當活躍，煤層、破碎性泥頁巖及地應力的同時存在YS-4井全井共鉆遇煤層65層，總厚401米，最厚一層米，厚53米，煤層分布井段從二開至4000米，克孜-1井鉆至米侏羅系下部井段1.72的泥漿比重是保證井壁穩(wěn)定井眼順暢的下限，1.70的泥漿比重就要發(fā)生井漏，要控制井眼穩(wěn)定又要防止漏失，被迫采用隨鉆堵漏?？死K地區(qū)下第三系膏鹽巖需要2.25-2.30比重平衡地層，白云巖及部分砂巖段承壓能力低，克2012.35泥漿鉆至米鉆開白云巖后，反復堵漏十余次，最后一次混入5%水泥才堵住，被迫就此下”套管中完。針對克依構造帶，由于橫向對比性差，地層壓力預測難度大，泥漿密度窗口較小，地下地質條件復雜，技術套管的準確下深，也就是必封點的的準確判斷是一大難題，現(xiàn)有的預探井井身結構設計都很難做到這一點，僅管我們的探井和預探井最終基本上都完成了地質目的，針對實鉆情況，我們的井身結構設計是存在問題的，幾乎每一層技術套管的下入，都是在工程難度相當大的情況被迫下入的，使我們的很多時間耗在事故復雜方面。二確預井理身構思（一壓力預測（合理泥漿密度窗口的建立）目前對于新探區(qū)的地層壓力鉆前預測，唯一比較可行的手段是利用地震層速度資料，如何提高地層壓力鉆前預測精度，其途徑主要有以下幾條：（1關資料管理及應用效率的提高目前我們鉆井系統(tǒng)為地質服務的觀念已轉變過來地質在一定程度上也應為鉆井提供快捷的資料信息，具體就這一項工作而言，一方面要建立分區(qū)塊的實測地層壓力數(shù)據(jù)庫、地層巖性資料數(shù)據(jù)庫過境地層層速度譜數(shù)據(jù)庫按部門職責統(tǒng)一管理如果能夠提供這些方面快捷的信息，針對預探井在開鉆前天左右提供該井的過境地震層速度譜，附在地質設計上或做為附件一并提供給鉆井設計部門這樣可以充分利用已有的資料信息為鉆壓力預測提供最直截快捷的原始數(shù)據(jù)并且利用相關地質測井資料進行隨鉆壓力監(jiān)測另一方面，壓力預測是一項龐大的、系統(tǒng)的、細致的、長期的工作，領導要充分重視壓力預測工作要有專人負責成立專門的壓力預測機構使壓力預測工作為井身結構設計提供可靠的8依據(jù)，真正發(fā)揮指導生產的作用。（2）結95關項目，開發(fā)合理的預測模型地震層速度資料作為鉆前預測地層壓力的一種較為有效的手段已應用了多年。但現(xiàn)在沒有鉆前預測的更好的途徑。我想現(xiàn)在的難點是利用地震層速度資料預測地層孔隙壓力，并提高這一計算結果的準確性，因此必須建立適合塔里木不同區(qū)塊，適合不同地質、地理環(huán)境的合理的預測模型，石油大學提出的一種新的單點預測模型，該方法基本思路是基于這樣的考慮：地震層速度與多個地層參數(shù)有關，但影響速度的所有因素不可能全部考慮在內，否則問題太復雜而無法解決。地震所用的縱波速度主要與三個地層參數(shù)有關：巖性、孔隙度、有效應力（上覆巖層壓力-孔隙壓力通過室內巖芯實驗，可以建立一個包括這三個因素的一個縱波速度模型。最終解出所需的孔隙壓力、破裂壓力，該方法正在攻關階段，其預測精度還需進一步驗證和改進。（二尋找新途徑目前針對同一裸眼存在多套壓力系統(tǒng)的復雜井段，就設計本身而言沒有更加合適的解決方法，哪幾類壓力系統(tǒng)可以放在同一裸眼段，不能放在同一裸眼段怎么辦，因為我們只有這幾套井身結構層次，如果增加一個套管層次，配套項目還需進一步研究。對預探井而言，要想把地層壓力系數(shù)搞的很精確，就目前的研究方法而言很難在近期內達到，只能提供參考性的窗口，一般預測精度誤差范圍在±以上，而同一裸眼段在泥漿密度窗口較窄的情況下，針對復雜井段提供的壓力預測值是很難確定合理泥漿密度，也很難確定套管層次的準確下深。要想使我們的套管層次下的更合理，一條途徑是必須尋求一種更新、更直接、更快捷、更準確的掌握地層孔隙壓力與破裂壓力的方法，因為克依構造帶上的井，其空隙壓力橫向對比性是很差的，我想能否將地震層速度預測與實鉆資料結合（DC數(shù)法等也可以與實鉆巖屑分析相結合，提高實時預測精度，為井身結構設計提供更加準確的動態(tài)依據(jù)一條途徑是從工程手段上入手對復雜井段，通過攻關，采取特殊工藝方法解決，例如：克拉蘇地區(qū)膏鹽巖、白云巖、砂巖等不同承壓能力的地層在同一裸眼段膏鹽巖重復多次出現(xiàn)可以針對最薄弱（承壓能力最低）的井段進行先期封固，同時不影響該尺寸鉆頭下步井段的正常鉆進，這只是一種設想，實現(xiàn)它的材料可以是液體、纖維制品、特殊材料等，總之我們可以嘗試尋求一種特殊工藝手段來解決這一類復雜問題。三合井結方的定井身結構的合理與否，應從安全、高效、低成本三個方面綜合考慮，針對預探井安全是第一位的，也就是一口井能否打成，完成地質目的的問題，我想針對預探井在初步了解地層壓力的情況下，要充分考慮復雜井段，在沒有把握的情況下，要按照放大一級考慮，井身結構設計要留有余地，不要把所有的風險留給最后一級。如果存在地質層位預測與實際情況相差較遠的情況，要充分論證下步井段鉆進的風險，要考慮現(xiàn)有鉆井技術能達到的保障水平。91J1J克依構造鉆頭情況分一對拉地已井頭用況析該構造N1-2K以上地層可鉆性很好，只要鉆頭選得當，措施合理，該段應該可以取得平均大于4/小時機械鉆速。影響該段機械鉆因素有兩個：(1)地層傾角，以往為了控制井斜，采用吊打的辦法，犧牲了鉆速(2)存在礫石層及含礫砂巖，石層及含礫砂巖的存在，影響了PDC鉆頭在該井段的使用效果。KL-203井在該段鉆進，由于地層傾角大，采用小鐘擺鉆具組合鉆進，鉆壓超過噸，井斜就開始增加，分析KL-202井的資料后，我們認為，該井段基本不含礫石，因此建議乙方采用井下動力鉆具防斜提速，取得了很好的效果。井在該井段基本未使用井下動力鉆具，由于地層傾角小，層自然造斜率不強，鐘擺鉆具加鉆頭全參數(shù)鉆進也取得了平均米/小時的鉆速，但該井存在砂礫巖夾層使PDC鉆頭的壽命縮短一只G535鉆頭只打了米若井在該段也存在礫石層或KL204井該井段地層自然造斜率強采用現(xiàn)有的PDC鉆頭加井下動力鉆具的辦法肯定是不行的，這種情況，我們就需要有較大復合片且抗沖擊能力特別強的鉆頭配合動力鉆具達到防斜打快的目的。N地層屬軟到中硬地層，巖石可鉆性好，要無砂礫巖夾層采用鉆頭可取得平均大于2.5/小時的機械鉆速。KL203井在該段使用螺桿鉆進，平均機械鉆速達到4.63米/小時，而KL204井在該段存在較多的含礫砂巖，嚴重影響了機械鉆速的提高，在該段下入的一只G545U頭入井22：30進尺米就打掉了一個刀翼。下第三系白云巖以上地層為鹽，膏質泥，可鉆性中等，為了抑制該井段復合鹽層的塑性變形，使用的泥漿密較高左右)一步影響了機械鉆速的提高，KL203井在該井段使G535D鉆頭平均機械鉆速只米/小時，而我們KL204井使用FM2565帶附壓噴嘴的鉆頭在該段機械鉆速達到2.27米/小時，取得較好效果。下第三系白支云巖及底部砂礫巖巖石強度較高表現(xiàn)為硬脆性，應采用牙輪鉆頭鉆進。該地區(qū)K地層以細砂巖粉砂巖為主從鉆頭使用效果看巴拉斯鉆頭鉆速很低單牙輪鉆頭使用效果最好，說明，地層具有一定的硬脆性和研磨性，此采用軸承受命較長的牙輪鉆頭或耐磨性強的混合型鉆頭應該可以取得較好效果。綜上述，克拉蘇地區(qū)影響機械鉆速的制約因素有個：康村組地層傾角大；吉迪克以上地層存在砂礫巖影響大復合片鉆頭的使用；下第三系高密度泥漿的使用，進一步降低了地層的可鉆性，堊系地層需要長壽命的牙輪鉆頭。因此長壽命的渦輪減速器能承受強沖擊載荷的大復合片頭負壓噴嘴的推廣使用抗研磨性較強的混合齒鉆頭及使用壽命較長的牙輪鉆頭是提高該地區(qū)機械鉆速的有效途徑和攻關方向。100000公司依據(jù)井測井資料分析的巖石強度表地層N-N2K1-2KN1JEE1KK–K2b1s

巖性礫巖，粉砂泥巖，砂礫巖泥巖鹽，石膏，膏質泥白云巖，石膏，砂礫砂巖，粉砂，小礫巖

巖石強度5K-15K5K-30K5K-35K5K-25K5K-50K10-30K

推薦鉆頭選型，F(xiàn)M2665牙輪鉆頭二對南區(qū)頭用況析依南地區(qū)以上地層可鉆性很好，采用GA114鉆頭均可取得較高機械1-2K鉆速。該地區(qū)J以上地層總體來講軟至中硬，但該地區(qū)地層傾角普遍很大(

)地層自然造斜率高，地層軟交錯頻繁，含砂礫巖厚度大，部分井段砂巖石英含量高研磨性強，加之井壁不穩(wěn)定鉆頭在井下的工作環(huán)境惡劣目前已用的鉆頭情況看，該段還沒有發(fā)現(xiàn)有突破程度的鉆頭，，B331在該段相對來講是使用效果最好的鉆頭，但平均機械鉆速及使用壽命都不能令人滿意。J以下地層地層可鉆性中到硬，尤其陽霞，阿合砂巖，石英含量高達，研磨性極強，使用巴拉斯鉆頭鉆速及壽命都很低，m/h，進尺最多的能打50，)適應中硬地層PDC鉆頭在該段的使用效果普遍比巴拉斯鉆頭好，如G447，等但壽命都很短，明只要增加該型鉆頭齒的抗磨性，延長其使用壽命就可以達到提高機械鉆速的目的。從該地區(qū)及克拉地區(qū)第一批井鉆頭使用情況看，鉆頭選型的盲目性很大，頻繁更換鉆頭，些井明明通過使用說明該型鉆頭不適合這一地層，然繼續(xù)使用造成浪費。牙輪鉆頭普遍只使用小時這種做法應該改變。目前，盡快建立利用測井資料及錄井資料分析地層可鉆性的程序指導鉆頭選型是當務之急。外，加強對入井鉆頭的管理也是提高鉆頭使用效率的重要手段之一。綜上所述，制約依南地區(qū)機械鉆速提高的因素有以下方面：(1)全井段地層傾角普遍較大，地層自然造斜率高，使用偏軸，由于地層的不穩(wěn)定性，效果不好，尤其在8-1/2井眼。(2)地層軟硬交錯頻繁，且不穩(wěn)定，礫石層含礫砂巖厚度大，砂巖石英含量高，研磨性強，對鉆頭有更高要求鉆頭選型盲目性大，對已用鉆頭的分析及資料填寫不夠認真詳細，指導意義不強。因此渦輪加長壽命減速器是該地區(qū)防斜提速的主要手段對J以上地層，開發(fā)適用于中軟地層，但復合片抗沖擊能力很強，又抗研磨性的鉆頭配合渦輪鉆具是提高鉆速的有效手段。以下地層開發(fā)適合中硬地層，復合片抗研磨性極強的鉆頭或使用進口高效牙輪鉆頭提高鉆速。根據(jù)測井錄井資料建立地層可鉆性分析程序指導鉆頭選型是當務之急，其次，應加強對鉆頭使用分析管理工作。11DBS公司據(jù)YN-2井測井資分析的石強度數(shù)據(jù)地層

巖

性

巖石強度

推薦鉆頭型號N上部及1J以上地導N1JE-E2-3S

1-2K

泥巖，粉砂泥巖，砂礫砂巖，礫巖含礫砂巖

3K-15K5K-30K5K-30K

牙輪J-J2k中3qJ2kz中部-中J下部J-T1a

泥巖，砂巖層煤，碳質巖砂巖砂巖，泥巖煤砂巖，礫石泥巖，粉砂巖

5K-35K3K-45K5K-40K10K->50K

克拉蘇地已鉆井鉆頭料地層：N1-2K以上巖性：砂巖；小礫巖；泥巖井號使用井段尺寸型號數(shù)量進尺平均鉆速分層鉆速1/4”H126KL-21548-221612-1/4”H13612-1/4”B664N12-1/4”HA5171/4”R535KL-20112-”H12612-1/4”HA517713-96312-”HA517KL-20212-1/4”G545D1/4”G545D

32382.145196.611.421.511841.084198.991.0414221.844491.651.8536732.033250.31.871116.151.832.621207.922.96KL20312-”GA114624-17671/4”G535105-8241/4”GA114

25195.26111433.3227195.28

3.75KL20412-1/4”G5351/4”G517地層：巖性：泥巖；粉砂巖KL-22592-279712-”B331N12-1/4”R535NKL2012250-22971/4”H1361/4”G535KL2022383-26071/4”G545KL2031767-28781/4”G53512-1/4”G535DKL2041915-274412-1/4”HA5171/4”G545U

16294.064.471452.2112051.611.9112632.241471.641.4113061.3912442.432.43111114.634.6314173.435252.062.281303.51.8212地層：井號

巖性：泥巖；膏質泥，粉砂巖互層使用井段尺寸型號數(shù)量進尺

平均鉆速層鉆速12-1/4”R535NKL-23131-356112-”HA5171/4”B66312-1/4"G535KL-2012838-36008-1/2"HA5178-1/2"B664NKL-2022842-36638-1/2"HA51712-1/4"G535KL-2033151-32678-1/2"HJ517L8-1/2"G535DKL-2042779-31008-1/2"FM2565

1176.870.984209.991.191145.30.664370.8611991.2564682.08222853.111111.7342381.161.6222692.4212721.261116.52.421.524181.53135.31.1513211.591.891972.6513312.27地層：K井號

巖性：細砂巖；泥巖，粉砂巖互層使用井段尺寸型號數(shù)量進尺

平均鉆速層鉆速5-7/8"HA517KL-23831-41205-7/8"S2255-7/8"S2485-7/8"S248KL-2013685-38425-7/8"TD-15-7/8"S2788-1/2"S225KL-2025-7/8"HA5175-7/8"S225依地地層：N1-2K巖性：

92310.59341.030.784192.740.640.581220.281100.4731040.814981.660.921350.532630.781140.540.622440.462810.44井號使用井段尺寸型號

數(shù)量

進尺

平均鉆速分層鉆速179-4641/2”X3AYN-2464-7011/2”P2701-9291/2”P3929-132817-”G114102-10981/2”MP2YN-5500-5081/2”FMB-1

1284.772.5632381.892.282227.91.6713992.9124704.6181.553.0213

508-101499-402

17-”GA11417-”MP2

31

506303

2.316.76

6.76地層：巖性：17-”G5151/2”P3YN-217-”G11417-1/2”XHP31/4”HA4371/2”EMS43

211

275.556470.232.72570.4429274

2.221.421.680.994.511.211.48

1.98A1/2”QP19LYN-51450-2023517-1/2"G515

1551

114.24512.59292.6133

1.381.41.320.56

1.48A12-1/4"G545D402-149717-1/2"GA1141497-159612-1/4"H13612-1/4"H126

14113

21710959973364.06

3.713.292.612.161.85

2.71地層：

巖性：YN-212-1/4"B331N12-/4"HA51717-1/2"MP260-11017-1/2"MP3110-156156-185YN-4185-22912-1/4"H517229-205012-1/4"G53512-1/4"G44712-/4"HA53712-1/4"B331YN-512-1/4"HJ5172105-2397

2131111111

73.7657.91203.9754.6560504629449301973.5160.08255274

1.481.971.120.593.081.251.351.040.961.871.626911.30.97

1.11.81.30.97地層：K

巖性：YN-212-1/4"H136YN-412-1/4"H51712-1/4"HJ51712-1/4"G545D

11131

151.4362.88151.5113.6776.69

1.461.191.680.760.65

1.371.6814YN-512-1/4"B331N12-1/4"H136地層：巖性：

111

60.50.910.7811.20.3571.81.16井號使用井段尺寸型號數(shù)量

進尺

平均鉆速分層鉆速8-1/2"B29M8-1/2"R435

164.511.33117.41.083924-3942

8-1/2"HA517

1

17.760.44YN-23948-43128-1/2"B664N

3

177.530.730.784072-4123

8-1/2"AG437

1

50.870.628-1/2"B331N8-1/2"G545N8-1/2"H517YN-42941-30188-1/2"B22M8-1/2"R4828-1/2"G545D342-550554-71217-1/2"XHP2712-80117-1/2"P3802-892892-103512-1/4"QP19CYS-41035-238012-1/4"R43512-1/4"B331N8-1/2"HJ5178-1/2"B331N

111111133218721

75.150.3567.071.41542.841.1637.330.357.970.8576.560.470.826.20.522.560.362.540.2201.50.832084.141580.645352137.14.32484.891.241.47536.11.9270.331.8599.743.05340.63971.093061-3121

1

60.10.658-1/2"HJ517YN-53795-42018-1/2"B331N地層：J3q-J2qk巖性：

2221

2

77.210.51195.720.470.47100.640.4711.480.21202.151.09YN-23551-367512-1/4"G535YN-41738-2352

313

1249.36228.5149276.42

0.731.181.861.381.47

0.921.6215YS-4

-235312-1/4"B331-24108-1/2"G545N121-341169-31617-1/2"QP19L12-1/4"B331N

1111111

1.2556.7520871.9145185.61.83

0.222.367566.690.610.31

4.4YN-53303-3536

221

32.9238.9446.48

0.450.330.46地層：J1a巖性：4732-49964

33

69.3168.7

0.750.74YN-2

4843-4879

1

36.47

0.53

0.66YN-44481-4591YS-4YN-54818-48408-1/2'S2268-1/2"HA537

111214211

17.46.5919.0471.3228.0922.52.36152.2546.0921.6525.2

0.850.560.470.220.240.340.621.130.280.360.41

0.251.130.32地層：T巖性：

86.56268.43

0.560.425216-5223

1

6.91

0.37YN-26"R434

5.5421.0113.9

0.350.280.4

0.45311-5503

4

146.58

0.34YN-4

11

5.639

0.280.46

0.46地層巖性：8-1/2"B331N81/2"B664N

111

77.4442.2118.5

0.650.330.35YN-2

4562-4580

8-1/2"R431

1

17.1

0.61

0.52

4

88.19

0.614615-4640

1

25.29

0.3916YN-4YS-4YN-5

6"R44346"G4344074-40968-1/2"B331N6"G4348-1/2"G447D8-1/2"FM2663

21311151114111

23.92196.0317.36.5840521.9247121.7974.318514.14100.341.41021447.323.148.55

0.880.720.380.730.370.262.32.342.450.791.270.520.660.560.350.330.230.26

0.431.260.32三目幾主鉆廠最鉆技1、牙輪HD列等磨損齒鉆頭，據(jù)統(tǒng)計機械鉆速比普通鉆頭提高HJT系列金屬密封帶修邊齒鉆頭據(jù)統(tǒng)計機械鉆速可比普通鉆頭提高壽命延長35%推薦轉速300轉/分以下?！?7-1/2”可生產GJT金屬密封，滾動加滑動軸承特別保徑鉆頭，適合350/分以下的動力鉆具使用。單牙輪鉆頭2、金剛石采用長錐型冠部結構尖/圓混合齒任意布齒復合片采用進口豐字型復合片提高了復合片的抗沖擊能力，預期可在硬頁巖及中-高研磨性地層獲得較高的機械鉆速。目前，最新技術是系列鉆頭，復合片采用波紋型接觸面使齒的應力分布更加均勻，同時提高復合片中金石的含量，復合片的厚度是常規(guī)的倍，使復合片的抗沖擊能力抗磨性大大提高。SecurityDBS：利用測井資料，經(jīng)電腦及專家分析有針對性地進行鉆頭設計。環(huán)爪齒及負壓噴嘴是該公司的專利，目前鉆礫石層最好的PDC鉆頭是該公司生產的FM2665，它通過大螺旋刀翼結構設計，改變齒角，加齒背承載塊等技術，使該型鉆頭在礫石層鉆進有17較高的機械鉆速和較長的壽命。型鉆頭在渤海管陶組鉆砂礫巖，配合井下動力鉆具機械鉆速達到m/h，400米砂礫巖一只鉆頭穿。目前該公司針對砂礫巖設計的加厚環(huán)爪齒鉆頭，針對研磨性地層設計的混合齒鉆頭應該在依南地區(qū)試用。公該公司資料介紹，該公司鉆頭復合片采用非平面結構與齒座結合，使齒的應力分布最均勻，該公司生產的復合片金剛石的含量比普通高40%，因而抗沖擊能力及抗研磨性最好。休斯公司的牙輪鉆頭普遍使用金屬密封，加強保徑技術，使鉆頭軸承壽命在150小時以上，最高達到小時，鉆頭推薦轉速在轉/分以下。非常適合井下動力鉆具使用?？艘赖貐^(qū)井液難點及析一依克克區(qū)井技難及析依奇克里克地區(qū)在下第三系和白堊系普遍存在泥巖垮塌，在侏羅系又有煤層垮塌，泥巖垮塌的主要原因是吸水膨脹和地層傾角大，煤層的垮塌的主要原因為煤層本身的脆弱性、地層傾角過大和機械作用（依南2井所鉆地層在該地區(qū)具有代表性，以下以該井為例●泥巖、煤層的跨塌1、泥巖跨

依南2井下第三系平均井徑擴大率其米，平均井徑擴大率26.69%，白堊系平均擴大率，其中井深米平均擴大率26.5%。室內對依南2米泥巖進行分析，其成分主要為伊利石、伊/蒙層和綠泥石為主化膨脹和分散性弱活度超過時巖的吸水急劇增加入多元醇并配合適當?shù)哪酀{密度可有效的抑制泥巖的剝落掉塊，在現(xiàn)場使用效果明顯。2、煤層垮

依南地區(qū)煤樣煤化程度低，其本身力學強度低，由于該地區(qū)地層傾角大及鉆具碰撞鉆井液沖刷等力學作用和鉆井液的化學作用使該地區(qū)的煤層跨塌嚴重。依南井侏羅系累計有煤層層，單層厚度米不等，累計厚度79米電測井徑擴大率30.3%，最大，依南、依深4井由于地層傾角大、煤層厚，至使井下復雜嚴重，依深4由于煤層垮塌造成次惡性卡鉆事故，累計損失時間約77。依奇克里克地區(qū)煤層分布范圍廣具有代表性在侏羅系普遍存在煤層曾直接影響到在該地區(qū)鉆井成功與否。通過對依南地區(qū)煤層物化性能及垮塌機理分析，篩選出氧化瀝青（YL-100、YL-80）鉆井液處理劑，配合其他的處理劑能有效的封堵煤層，降低煤層的滲透率，在現(xiàn)場運用效果明顯?！窬?8為控制泥巖煤層垮塌高密度鉆井液使?jié)B透性較好的地層容易發(fā)生漏失由于泥漿體系本身的封堵性能較好，一般用靜止堵漏和低濃度的堵漏鉆井液就可以堵漏成功（依南4、依深4特殊井漏情況除外綜合以上分析在在依奇克里克地區(qū)鉆井液技術已由窮于應付地層復雜情況過度到能克服地質難點，基本鉆成井的需要這一階段，并通過不斷的實踐，優(yōu)選出象DP-553、YL-80YL-100這樣針對泥巖、煤層垮塌掉塊的處理劑，體系上也基本認可、多元醇磺化體系，下一步主要攻關方向就是如何配合工程，提高鉆井速度，并優(yōu)選配伍的處理劑、配方，進一步降低鉆井液費用。針對依奇克里克地區(qū)鉆井液的角度分析影響鉆井速度的因素及下步攻關方向有以下幾點：井下事故、復雜的發(fā)生是影響鉆井速度的主要原因，雖然鉆井液技術已經(jīng)能對付復雜情況，但整體配套技術、處理劑有待進一步完善和發(fā)展，在99年在科技上要攻破這一點，形成一套比較成熟的依奇克里克鉆井液配套技術，完善并強化強封堵、強抑制鉆井液體系的運用，杜絕由鉆井液技術不成熟而造成的事故或復雜，提高鉆井速度，降低鉆井液材料費用。高比重是影響鉆井速度的另外一個主要原因，山前鉆井液比重都是在遇到復雜情況的情況下，為滿足井下情況的需要而提高的，解放鉆井液密度應從以下幾點來攻關：一是在理論上要比較詳細掌握山前地層壓力分布情況，系統(tǒng)分析已鉆井的壓力，分析泥頁巖的理化性能，儲備基礎數(shù)據(jù)，作到現(xiàn)場作業(yè)心中有數(shù)，有理論依據(jù)。這樣對事故預防、鉆井液調整都是極為有利的。二是要從鉆井液的強抑制、強封堵性能的分析，從化學的角度加強室內研究，進而鉆井液密度。三是推廣使用活化重晶石、高密度鐵礦石，減少高密度鉆井液中固相含量，有利于鉆井液流變性能的調整和維護，有利于鉆井速度的提高。在有條件的上部地層，堅持使用低密度、低固相鉆井液，已提高鉆井速度。另外，在克依地區(qū)應及時開展高密度條件下碎屑巖氣藏保護鉆井液的研究。二克蘇區(qū)井技難及析克拉蘇地區(qū)鉆井液技術目前針對克拉2號氣田構造認識比較明確，在下第三系鹽膏層以上，鉆井液主要低密度、低固相、強包被鉆井液體系，以能滿足提高鉆井速度的需要，主要技術難點在鹽膏層及以下地層：下第三系（庫姆格列木組）鹽膏層及軟泥巖的蠕變縮徑。下第三系庫姆格列木組白云巖高壓氣層（壓力系2.12~2.20且漏失壓力十分接近，安全密度窗口小，易噴漏。下第三系底砂巖和白堊系砂巖地層壓力系數(shù)低（壓力系數(shù)時存在氣層，而且壓力系數(shù)接近，容易造成漏、噴。以完鉆的克拉2克拉201克拉井都不同程度的遇到上述復雜情況由于井漏、井涌壓井造成鉆井速度低、鉆井液成本高，經(jīng)過室內研究，在克拉井實驗應用欠飽和（或飽和）硅酸鹽、多元醇鉆井19液體系，已較成功的鉆穿鹽膏層和白云巖地層，并體現(xiàn)該體系在高密度流變性維護上的優(yōu)點和較強的抑制性能，在工程措施積極的配合下，體現(xiàn)出較強的封堵性能。但也存在以下技術難點：在白云巖段同樣遭遇氣侵并進行長時間的壓井作業(yè)。氣侵情況下流變性能難以控制，高密度鉆井液脫氣困難。在白堊系同樣遇到漏失、氣侵情況。為滿足加快鉆井速度和滿足開發(fā)的需要，減少一層技術套管，使鹽膏層、白云巖層、及白堊系砂巖同處一裸眼，滿足鉆井需要的鉆井液密度、性能要求苛刻。以上情況說明該鉆井液體系已基本滿足該地區(qū)井下的需要，年技攻關的方向就是克服以上難點，①高密度鉆井液污染處理上②強封堵、強抑制能上③鉆堵漏泥漿工藝上開展攻關，盡快完善該鉆井液體系在現(xiàn)場的應用。形成一套比較成熟鉆井液工藝。減少中完期，加快鉆速度為了加快庫車山前構造帶上井的鉆井速度，依照勘探事業(yè)部領導的指示，勘探事業(yè)部各科室專業(yè)單位進行了內部挖潛。通過查閱井史及部分鉆井日報表，我們對庫車山前構造帶上已完成的12井的中完作業(yè)時效進行了統(tǒng)計和分析形成了時效統(tǒng)計表和時效分析表，見附表1、以期從中能找到一些縮短中完作業(yè)周期的措施，達到提高鉆井速度的目的。根據(jù)統(tǒng)計結果分析如下：1、統(tǒng)計的口井中，各層次中完作業(yè)時效分析如下：固井作業(yè)5井次，每井次固井作業(yè)平均周期為小時。其中，下套管用時4.9小時井用時5.3小時凝及輔助用時時76.9%。133/8"固井作業(yè)12井次，每井次固井作平均周期為小時。其中，測井用時13.6時，占11.1%；處理井眼用時18.1小時，占；下套管用時時，占6.5%；固井用5時，占4%；侯凝及輔助用時小時，占。95/8"井作業(yè)井次，每井次固井作業(yè)平均周期為小時。其中，測井用時28.3小時，占處理井眼用時28.9小時，占；下套管用時小時，占13.3%；井用時時，占8.2%；侯凝及輔助用時61.6小時，占。固井作業(yè)井次，每井次固井作業(yè)平均周期為280時。其中，測井用時53.2小時占處理井眼用時小時占下套管用時20.7小時占7.4%；固井用時小時，占6.3%；侯凝及輔助用時120.8時，占43.1%。固井作業(yè)6井次，每井次固井作業(yè)平均周期332.1小時。其中，測井用時65.5小時，占處理井眼用時129.3小時，占38.6%；下套管用時20.5小時，占6.2%；固井用時7.1小時，占；侯凝及輔助用時109.7小時，占。回接固井作業(yè)4次，每井次固井作業(yè)平均周期為小時。其中，下套管用時小時，占38.7%；固井用時8.1時，占17.3%；侯凝及輔助用時20.7時，20占。從以上對比可以看出，在各層次中完（或完井）作業(yè)中，5"套管完井作外，其余的侯凝及輔助時間占了中完（或完井）周期的第一位，都在40%以上，其中在20"、133/8"的中完作業(yè)中分別占到了、63.6%其次是測井和處理井眼作業(yè)，用時占到了中完（或完井）周期26