大尺寸井眼钻井技术研究应用

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1、大尺寸井眼钻井技术研究应用　　摘要：近几年决胜利油田区块大尺寸井眼日益增多，但大数大尺寸井眼机械钻速较慢，本文针对本公司施工的大尺寸井眼钻井特点、难点进行了分析，找出钻井速度慢的原因，对引起的原因进行了研究，从而改变钻进参数、钻具结构和钻井液体系，来提高机械钻速。通过试验总结完善形成了一套新的施工技术方案。经229口井的运用证明，该技术方案使大尺寸井眼钻井速度有了大幅度的提高，施工周期得到了明显的缩短。为胜利油田今后大尺寸井眼施工方案的制定，实现优质快速钻井提供了技术依据。　　关键词：胜利油田；大尺寸井眼；刮壁器；水力破岩；跳钻　　胜利油田多数地区上部井段泥岩极易吸水膨胀

2、，造成井眼缩径，一般地层压力系数在1.00左右。下部泥页岩水敏性强，易垮塌及剥蚀掉块，中间还有断层及不整合面，下部地层压力一般在1.35以上，有的甚至超过1.50。由于随着胜利油田对深层的开发和地层因素，井身结构越来越复杂，需要下技术套管的井在不断增加。胜利油田在井身结构方面已形成比较成熟的方案，采用最多的是Ф311.1mm或Ф444.5mm井眼，下Ф244.5mm或Ф339.7mm技术套管。钻井中大尺寸井眼进尺占的比例也在增加。从近几年大尺寸井眼施工情况可看出进尺比例在大幅度增加，该公司每年施工大尺寸井眼口数、进尺和平均井深均有大幅度增加，大尺寸井眼进尺已由2008年全

3、年的35559m提高到2013年的122961m，其进尺占总进尺比例由1998年的8.61%提高到2003年的22.36%。以往井深2000米左右的大尺寸井眼平均机械钻速一般在10m/h左右，大尺寸井眼平均施工周期较长，这些问题不但影响钻井效益，制约钻井的发展，同时也影响勘探开发和综合效益的提高。为此，胜利油田提高大尺寸井眼钻井速度，缩短施工周期是亟待解决的问题。　　1.大尺寸井眼施工技术现状　　本文对2008～2009年本公司大尺寸井眼钻井情况从钻进速度、钻头使用情况、测井成功率、施工周期等方面进行统计分析。可以看出，2008～2009年两年所施工大尺寸井眼平均井深16

4、92米，平均机械钻速9.98m/h，比同期同井段的普通井眼（Ф215.9mm）平均机械钻速25.75m/h低15.77m/h，大尺寸井眼口井平均钻头用量2.20只，平均单只钻头进尺766m，电测成功率82.2%，平均施工周期为17d3h。各项技术指标都较低。较深大尺寸井眼施工速度更慢。可以看出，大尺寸井眼深度超过2000m的几口井各项技术指标更低，平均机械钻速只有8.75m/h，平均口井用钻头为6只，施工周期25d12h，其中河88井用31d8h。较慢的机械钻速延长了裸眼段的浸泡时间，给井壁稳定带来了许多难题。总之，通过对大尺寸井眼技术现状分析，得出胜利油田大尺寸井眼钻井

5、施工技术落后，速度慢，井下复杂多，钻井成本高。必须研究新的大尺寸井眼施工技术方案，提高大尺寸井眼钻井速度，缩短施工周期，降低钻井成本。　　2.提高大尺寸井眼钻井速度技术方案　　2.1研制新型钻头，解决钻头型号单一问题。胜利钻井院开发的胎体大尺寸PDC钻头（P273MF、P273MJ等9种产品）。目前最常用的为P273MF、P273MJ两种。P273MF的主切削齿是复合片，辅助切削齿是硬质合金柱。硬质合金柱布置在复合片后面，且出露适当低于复合片。这种钻头在软地层钻速不慢，而在硬或夹层中也不会太慢。提高了钻头的稳定性，从而提高了钻头的工作性能。P273MJ采用两种尺寸的复合片

6、，一级切削为较大尺寸复合片，二级切削为小尺寸复合片。二级布置在一级后面，且出露高度低于一级。在使用初期，主要靠大尺寸复合片切削，可获得较高的机械钻速，主要适应2200m左右的深度。　　2.2多功能钻具结构。通过多口井对不同钻具结构试验，总结出了比较适合大尺寸井眼的塔式钟摆钻具（Ф311.1mm井眼钻具结构为：Ф228.6mmDC*30m左右+Ф203.2mmDC*40m+Ф308mm（刮壁器）+Ф203.2mmDC*20m+Ф177.8mmDC*30m+Ф127DP；Ф444.5mm大尺寸井眼常采用的钻具结构为：Ф279.4mmDC*30m左右+Ф228.6mmDC*30

7、m左右+Ф440mm（刮壁器）+Ф228.6mmDC*30m左右+Ф203.2mmDC*40m+Ф440mm（刮壁器）+Ф203.2mmDC*20m+Ф177.8mmDC*30m+Ф127DP（对于大尺寸井眼较深的井，刮壁器可加2～3只，第一只距钻头60m左右，最上一只距钻头300m左右）。改变后的钻具结构不同井眼由于增加了Ф228.6mmDC或Ф279.4mmDC，增大了钻具的强度与吊钻时钟摆效果，不但有利于钻头的防斜，而且由于使用大直径钻铤，增加了下部钻具的刚性与惯性，解决了蹩钻和钻头的早期破坏问题。这种钻具结构即适合PD