油田深井超深井钻井技术研究报告

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按一般国际通用概念，井深超过4572m的井为深井，井深超过6000m的井称为超深井,井深超过9000m的称为特深井。我国把井深超过4500m的井为深井，井深超过6000m的井为超深井。随着油气勘探开发工作不断向深部地层扩展，深井钻井的规模日益扩大。在国外目前己完成的深井中，大约有一半是探井。因此，深探井钻井己成为勘探钻井的重要组成部分。由于深井要钻穿多套地层压力系统，具有高温、高压、重载等特点，是一项非常复杂的系统工程，在经济和技术工具有很大的风险性，为顺利钻成深井，必须有完善的钻井设计，先进的科学技术上具有很大的风险性。为顺利钻面深井，必须有完善的钻井设计，先进的科学技术和严谨的管理。因此，深井超深井钻探，不仅对国民经济有很大的实用价值。而且在一定程度上代表着一个国家的工业水平和科学技术水平。第一节国外深井超深井钻井技术发展概况随着油气勘探开发工作的不断发展，深井钻井己成为油气勘探开发的组成部分。自从1938年美国钻成世界上笫一口4573m的深井以來，深井钻井技术己经有了很大的发展。1949年钻成了世界上第一口62255m的超深井；1959年又钻成了7724m的超深井；1972年钻成了世界上第一口9158m的特深井一一巴登1号井。目前世界上深探井钻井最深记录是原苏联科拉半岛上的SG-3井，井深为12869m。人类大约花了半个世纪把井深从4500m提高到12869m⑴。目前，全世界钻深井的国家和地区有80多个，钻超深井国家和地区有16个。美国是世界上钻深井超深井历史最长。工作量最大、投资最多、技术最先进、钻井水平最高的国家。从1938年・1993年美国累计钻深井超深井16303口，约占西方国家深井总数的90%。占世界深井钻井工作量的50%以上。1982年是美国深井钻井的高峰期，深井钻井和完井的年投资达80亿美元，当年钻成深井超深井1250口。世界上7口超9000m的特深井中美国就占了5口⑵。但在80年代屮、后期、因油下降，深井钻井和完井投资减少，1992年跌入低谷,当年只完成深井209口，1993年稍有回升，投资1&2亿美元，钻成深井242口。由于有一整套完善的钻井工程设计，现代化钻井装备，先进的钻井工艺技术和严谨的管理，美国深井超深井钻井速度快，事故少，成本低°衡量深井钻井技术整体水痘的指标是单井钻头用量和建井周期。据统讣，美国深井平均井深约为5100-5200m之间，钻一口5000米左右的井约需90d,钻一口5500m左右的井约需110d,钻一口6000m左右的井约需140d,钻一口7000m左右的井约需7J0个月。井下复杂情况所钻时间约为5—15%左右。在复杂地质条件下所钻成7500m左右的初探井。其完井周期最短不到1年，最长的不超过2年。平均每口钻头用量由80年代的35只下降到90年代初期的22只，钻头平均进尺230m,平均单井钻井成本比此界其他地区少40%-50%o1989年一1993年美国深井成功率为42%—46%,其中探井，成功率为22%—33%。这反映了美国近10年来深井钻井技术水平。1989-1993年美国和4570m以深深井钻井指标见表11・1,美国600m、7000、9000m超深井钻井技术水平表11・2、表11・3、表11-4。表11-11989-1993年美国和世界4570m以上深井指标项目19891990199119921993美国井数,口307286216209242平均井深，m5251.15104.15137.15102.75073.7平均单井成405.2580394.9496.6752.3 本，万美元平均每米成本771.01138.5767.7974.41482.9平均单井钻井液成本，万美元43.9平均单井用钻头数，只2324251922平均每只钻头进尺，m228.3211.0203.6268.5230.7成功率探井成功率，％223133开发井成功率，％514956总计4241474646总成本，万美元124397165871.185297」103789.4182066.4总进尺，m16121111459001.01109599.11066455.2世界总数（美国除外）井数，口168161223197211平均井深，m5098.45092.85107.55176.75254.11平均单井成本，万美元979.7807.0876.21128.0946.8平均每米成本，万美元1922.61584.61715.92178.51801.2平均单井钻井液成本，万美元63.573.35&571.6平均单井用钻头数，只2730222626平均每只钻头进尺，m192.0171.9227.7199.0202.1成功率探井成功率，％31154230开发井成功率，％64505693总计，％48475271总成本，万美元164583.7129933.7190140.4222210.6199765.1总进尺，m856536.8820740.81138987.31019806.21113852.9［资料来源］中国石油天然气总公司信息研究所《国外石油工业综合数据库》。 年份完井数平均井深(m)钻头用量(只/井)钻头进尺(m/只)平均钻井单位成本($/m)平均每米泥浆成本($/m)总计探井1970532165859271.6024629.819715720664710662.823336.1119724926665679.383.827836.061973743766855212829932.9119746534658354.212139644.0519754625651650.512950253.7119765931665053.412454255.6419775034659446.6141.43600.3557.1919785930645043.115066767.21979646573471401054132.61980816597461451267151.31981816567471391516159.61982132658960170170616119833766064916815131251984286810511341663135198533106818631081850190合计882660956131.15874=7236元89.03=737.06元注：1997年12月7日1美元=832788元计算表11-3美国7000m以深复杂条件下初探井钻井水平年份地区井号井深完井周期O备注1982俄州NO.17461320初探井1985威州Bighorn1-57564640初探井1986加州P34-29R7447370初探井1986路州960-1NO.17608318初探井1994堪州DavilleNO」6299636初探井表11-4美国9000m以深井钻井水平年份井深(m)钻头用量(只/井)钻井周期(d)建井周期(d)地层地区井号19729158189543549坚硬巴登1号井19749585103486504坚硬罗杰斯1号井19809029103492坚硬Lou2井198390341664701152坚硬瑟福芝奇1-9号井 前苏联是先进深井钻井大国。它于1956年在阿塞拜疆的津里亚油田钻成了第一口4812m的深井，到1983年共钻深井1357口。1988—1990年又钻深井（大多为探井）1043口，著名科拉半附上的SG-3井，仓'Jig712869m的世界超深井最深，对完善超深井钻井工艺技术起着巨大的推动作用。另一口SG-1井井深己超过9000m。据报导，前苏联深井钻井速度相当慢。1989年钻一口4000m的生产井约为264d,探井约为357d,钻一口500m的生产井约为503d,探井纺为654d,钻一口6000m的生产井约为858d,探井约为l（）94d,在平均井深相同情况下，前苏联深井平均建井周期是美国的4倍，探井则为7倍⑷。从钻井水平和工作量看，美国和苏联仍居前列。但近期欧洲北海是世界上深井集中的地区。据报导，1991-1993年北海深井工作量占（除美国外）世界深井作业工作量的40%,井深超过5000m,井底压力达到99.8-105.5MPa（14200-15000psi）,井底温度高达200°C,属高温高圧深井。欧洲和北海深井钻井指标见表ll-5o可以看出，深井钻井技术己达到了相当高的水平。表11-5欧洲和北海深井钻井指标单位项目19891990199119921993井数（口）3123372723欧平均井深（m）5302.005335.805277.905376.405751.30平均每米成木（美元）2204.701853.701505.902149.001522.30平均每米钻井液成本（美元）121.40180.40111.501力.20洲平均单井用钻头数（只）5546263935平均每只钻头进尺（m）96.3116.10203.00137.80164.30井数（口）5058838284北平均井深（m）507&35078.65187.45110.35215.4平均每米成本（美元）2082.11742.11620.72086.61804.4平均每米钻井液成本（美元）8&6111.6111.6121.4海平均单井用钻头数（只）1922171818平均每只钻头进尺2（m）267.30230.70305.10283.80289.90 第二节国内深井超深井钻井技术发展概况⑸我国深井超深井主要分布在四川、新疆。大致可分为三个发展阶段:深井钻井起步阶段第一阶段从1966年到1975年。1966年7月28日，我国第一口深井大庆松基6井（井深4719m）完成，标志着我国钻井工作由打浅井和屮深井发展到打深井的阶段。在这个阶段中，由于当时不具备钻深井的条件，加之当时注意力集中于勘探开发浅层及中深层等原因，故断断续续只打了5口深井。这是我国深井钻井的起步阶段。深井和超深井钻井初步发展阶段第二阶段从1976年到1985年。1976年4月30日，我国第一口超深井四川女基井（井深6011m）完成，标志着我国钻井工作由打深井进一步发展到打超深井。从1976年开始,先后引进了百余台6000m深井钻机和优质钻杆，深井钻井装备得到了初步改善。以优选参数钻进、平衡压力钻井技术、三磺聚合物钻井液等工艺技术为支撑，使深井超深井钻井得到了初步的发展，打深井的逐步增加，由1976年的3口上升到1985年的29口。这阶段中，除完成170口深井外，述完成1（）口超深井，其中包扌舌2口超过7000m的超深井（四川关基井，7175m；新疆固2井，7002m）,这是我国深井超深井钻井的初步发展阶段。深井超深井技术进入规模应用阶段第三阶段从1986年到现在。1989年4月，塔里木会战开始，90年代前期川东气区的勘探开发也进入高潮，使我国深井超深井钻井工作进入规模性应用阶段。在这时期中，深井超深井钻井装备、工具得到进一步的改善。一是对全部使用的6000m深井钻机进行重大改造,提高了机泵功率；二是1984年从美国引进了50台大功率735.5KW（1000hP）水泥车投入使用；三是1985年陆续从美国引进了22台5000m-9000m二手电驱动钻机。要为可喜的是90年代屮期国产6000m电驱动钻机投入试用，英性能达到了国际水平，具备批量生产条件;四是1985年先后从美国引进的“三合一”牙轮钻头和两条PDC钻头生产作业线投产，为深井超深井提供和选择更多更好的高效优质钻头；五是少数深井超深井钻机配上了顶部驱动装置；六是国内开始生产部分规格品种的套管和钻杆。装备上的这些改善，有力地支持了我国深井超深井钻井工作。为促进深井超深井钻井技术的发展，从90年代开始，原石油天然气总公司连续组织了“深井钻井配套技术”和“复杂地质条件深井超深井钻井技术”的攻关，先后召开了三次深井超深井钻井技术研讨会，结合几十口复杂深井超深井的实践，总结了经验教训，促使深井超深井钻井技术有较快的进步，深井超深井数量进一步增加，13年共完成深井超深井815口，其中深井773口，超深井42口，平均年完成深井超深井约63口。地质构造比较简单的深开发井钻井技术进步显著。轮南油m5000m左右的开发井，一年可打4口见表11・6；东河塘油ffl6200m左右的超深井一年可打2口见表11-7,达到国际先进水平。在过去基本上打不成探井的天山南麓山前构造带和昆仑山北麓山前构造带等复朵地质条件地区，现己在各自构造带上基本打成了第一口探井一东秋5井（井深5314m）和英科1井（井深3406m）。1998年在塔里木探区钻成塔参1井创井深7200m全国最高记录⑹。表11-6塔里木轮南地区一年完成四口5000m左右深井指标单位地区时间井队开钻（年）（口）完井队年进平均井取心（口）尺（m）深（m）进尺（m）收获率（%） 塔里木轮南19916016054226704956606344195034875.7596.0597.07表11-7塔里木东河塘地区一年完成两口6200m深井指标单位地区钻井队井号平均井深(m)钻井周期(d)建井周期(d)钻头用量(只併)平均钻头进尺(m)平均机械钻速(m/h)取心进尺(m)率软%收(塔里木东河塘7011东河462001578190.337167.574.28126.0596.91东河40162001273156.334182.354.0290.0999.16通过“八.五”深井钻井配套技术的攻关和“九.五”塔里木深井的规模应用，我国深井钻井技术水平有了明显的进步见表ll-8o1975-1999年陆上深井超深井完成口数见图11・1，塔里木、四川深井技术技术水平见表11—9、表ll-10o表11-81990-1999年全国深井钻井指标年份井数(口)平均井深(m)平均钻井周期(d)钻头用量(只/井)V均钻头进尺(m)平均机械钻速(m/h)1990575526.04247.1442.83129.022.9119911015518.94213.6736.10152.883」719921115057.00157.0028.30178.095.561993765187.00195.9234.40150.783.701994575129.00287.0047.90107.082.241995635080.00250.0042.22120.322.731996425504.00287.4340.65135.401.941997635525.78262.5541.48132.222.111998635517.75240.9341.95131.532.371999665487.27269.8743.63125.273.04合计6995353.28241.1539.95136.312.98表11-9塔里木深井钻井技术水平年份井数(口)平均井深(m)平均钻井周期(d)钻头用量(只/井)平均钻头进尺(m)平均机械钻速(m/h)1990405572.98215.7038.28145.583.671991715546.49163.3530.65180.964.441992805064.96151.6526.93189.494.821993475499.32167.6524.60223.553.881994285499.18235.3937.85145.292」11995245560.83245.3440.58137.032.45 199622554L16240.7940.18137.912.501997375423.32196.1035.14154.333.781998385513.40199.7035.25156.413.071999325522.09146.8028.10196.524.03合计40.95474.37193.2533.74166.713.48表11-10四川深井钻井技术水平年份井数(口)平均井深(m)平均钻井周期(d)钻头用量(只/井)平均钻头进尺(m)平均机械钻速(m/h)1986155351.75661.98121.3044」21.211987235212.00699.90107.5348.473.051988205302.67574.8079.6766.561.171989194939.00413.4568.8071.791.481990104982.71300.8449.55100.561.611991224941.80256.6760.5581.621.691992204995.60642.6760.8582.101.591993145212.77453.1787.3359.691.091994155200.06468.3087.1059.701.281995175018.39381.4162.7579.973.01199694954.50334.5059.1583.761.411997134900.54268.0045.62107.421.871998114943.75310.0055.4589.161.421999185443.28360.8064.4884.421.42合计2265099.92437.7572.1575.671.66图11-11975-1999陆上深井超深井完成口数但是，复杂地质条件下深探井，特别是新区或新层的第一口深探井，钻井工作还存在许多问题，塔里木盆地5口复杂地质条件新区第一口深探井情况见表Il-Ik 表11-11塔里木5口复杂深井超深井钻井情况表地区井号井深（m）开钻完钻丨丨期（y^d）完井周期（d）备注设计实际库车坳陷南喀1井600053141987-09-15〜1990-02-23889侧钻5次，非生产时效65%东秋5井640053141993-02-04〜1995-05-04820复朵和事故时效10.78%克参1井600061501993-11-17〜1996-02-28961复杂和事故时效15.65%塔西南坳陷柯深1井686064811991-12-27〜1994-09-241002复杂和事故时效15.65%英科1井650064061994-04-01〜1996-12-25999复杂和事故时效13.61%表11-11中5口井的情况反映了当前复杂地质条件深探井的钻井现状，即井下复杂和事故多（时效超过10%）,周期长（均超过2年），钻井成本较高，以及在井身质量和固井质量上还存在问题。与国外相比差距较大见表11・3。第一阶段：深井钻井探索阶段这阶段从1967年-1997年。1967年3月开始向400m以深地层钻探，于1969年7月在东营地区首次用4000m国产钻机钻成了油田第一口深井一东北1井,（完井深4400m建井周期1231d）,是维大庆松基6井后我国第二口深井。在认真总结东北1井的基础上，于1971年6月以5O5d又完成一口井深5005.95m的东北2井，这是胜利油田也是全国第一口超5000m的深井，标志着胜利油田钻井由浅井、中深井发展到钻深井阶段。这两口井是在极其艰苦条件下完成的。所用的钻机是未经多口井实践考验的国产钻机，风险大；所用的钻头上部地层为硬质合金刮刀钻头，下部地层为大喷嘴普通国产滚动轴承牙轮钻头，所用的钻杆基本是前苏联的细扣钻杆；所用的钻井液处理剂和水泥外加剂极少，所用的水泥车只有220-294KW（300-400HP）。钻井工艺上沿用前苏联50年代的重压、大流量、低泵压，钻井条件十分艰难。但广大石油工作者发扬艰苦创业的大庆精神，依靠自己的智慧和技术，积极创造条件，减少了遇阻遇卡起下钻频繁等井下复杂情况和断钻杆、掉牙轮、卡钻等井下事故的发生。用落后的钻井设备、工具与钻井工艺打出了当时国内深井先进水平。对如何打快打好深井作了有益的探索。第二阶段：深井钻井起步阶段这阶段从1972年・1982年。10年中共钻4000m以深井12口，其中4500m以深井2口。桩古6井井深最深达5436m。并在桩西一五号桩地区深层钻出了几口百吨以上的高产油井。这阶段根据勘探形势发展的需要，组建了深井大队，加强了深部勘探工作。在继续使用国产4000m钻机基础上，引进两台F320-3DH（6000m）深井钻机、购买一台4500m钻机和进口对焊钻杆代替了细扣钻杆，推广应用了“三合一”牙轮钻头，钻井意志力工具得到了一些改善，较好地解决了断钻杆。掉牙轮等问题。在深井钻井工艺上研究开发了喷射钻井。使用小鼓足进行高泵压钻井；使用聚合物不分散体系钻井液代替了粗分散钻井液体系，配备了 两级或三级固控装置。固井技术方面，改进完善了套管串下部结构，采用双泵大流量循坏洗井，钻井泵代替了小排量洗井、水泥事顶替钻井液。用散装水泥自动下灰代替了笨重的人工供灰，自动计量代替了卡秒表或靠排档测算、水泥浆流变学代替了经验设计。采用以上钻井装备和工艺技术措施，促进了深井钻井速度和固井质量的提高，为发展深井钻井奠定了良好的基础。但由于深井装备少，零部件不配套，工艺技术不过关，加上管理不善，在钻进过程中斜、漏、塌、卡等复杂情况和事故时有发生，影响了深井钻井速度和质量的提高。第三阶段：深井钻井发展应用阶段这阶段从1983年到现在。1983年-1989年正是桩西两一五号桩地区勘探开发重大发现时期，在深层外出了多口千吨。百吨高产油井。加快这一地区深井勘探步伐，1983年组建了专业化深井钻井公司一钻井一分公司，揭开了胜利油ED深井钻井发展，应用的序幕。这时期深井钻井的主要特点是加强和完善了三个配套：一是钻井装备配套。除对原有深井钻机设备进行技术更新改造外，又陆续从罗马尼亚进口了8台F320-3DH（600m）深井钻机，从美国引进4台C-2-II型C7000m）电驱动钻机、购买国产ZJ・45型钻机14台，深井钻机由1983年的9台增加到1989年的30台，其中ZJ-45型钻机16台、F320-3DH钻机10台、C-20-II型钻机4台；1986年从法国引进了5台具有国际先进水平的地质的综合仪。推广应用江汉钻头厂的“三合一”、“四合一”高效优质牙轮钻头和具有胜利特色的国产PDC钻头以及引进了进了有细扣钻杆、钻缝与螺旋扶正器，液压封井器等，基本实现了深井钻井装备，工具的配套，为科学钻井创造了极为有利的条件。二工艺技术和配套实践中逐步发展和完善了以喷射钻井为主体的10项新工艺、新技术，重点推广了20-22MPa喷射钻井，研究开发了优选参数钻井和近平衡压力钻井技术，钻井液技术由单聚丙烯酰胺钻井液发展到多种聚合物钻井液，形成了三级固控装备，并开始使用大流量离心机,改善和提高了深井钻井液质量；固井工艺上，引进应用29油井水泥添加剂和26台CP-986型大功率水泥车替代了小功率水泥车。研制了NNF-212新型核幅射密度计，1984年我国第一座油井水泥添加剂混配装置投产，双级注水泥装置的应用等。基本实现了深井钻井工艺的技术配套。三是总结历年深井钻井经验基础上，制定了深井钻井工程技术措施，分级技术管理等一系列技术法规，实现了技术配套管理，使深井钻井技术管理开始走向科学管理轨道。以上三个配套的实现，大大增强了深井钻井的实力，有力地支持和促进了胜利油ED深井钻井工作的发展与应用，使深井钻井水平有了较大的提高，1983年一1989年7年间，共钻4000m以深井115口，其中4500m以深井50口，5000m以深井22口，最深井深5701m,3口5500m以深井资料统计，平均井深558767m,平均机械钻速2.83%,平均每口井使用36.37钻头36.67只，平均建井周期285.78d其中桩西50井，完井井深5500m,平均，机械钻速3.25%，使用钻头32只，建井周期250.33d,在深井完井上掌握了①339.7mm（13気〃）套管下深2700mm,①244.5mm（9认"）套管下深4636m,①177.8mm（7，z）套管下深4800m,①139.7mm（572/z）套管5415m的下套管注水泥固井施工技术。由于80年代末勘探效果不太理想，进入90年代深井相对钻的少了一些，钻速也慢了一些，到1999年的10年中，共钻4000m以深井30口，4500m以深井9口，其中5000m以深井4口。这一时期，深井钻井技术有两个突破：一是东营凹深层高温巨厚盐膏层深井钻井技术有突破。过去在这类地层怕钻的12口井，大多数因高温高压钻井液性能不稳定，盐膏层的蠕变缩径，盐岩溶解，掉块井塌卡钻等井下复杂都没有目的层，其中工程报废4口井，现应用自行研究开发的。集MMH钻井液、阴离子聚物钻井液、聚合物、聚磺钻井液的优点而成的MMH聚合物饱和盐水钻井液，配合近平衡压力钻井技术，比较顺利的钻穿了井底温度210°C、183层430.22m的巨厚盐膏层， 钻成了目前胜利油田最深的科深探井一郝科1井（完井井深5807.81m,消耗钻头78只，建井周期785.8d,平均机械钻速1.34“人）。二是塔里森会战中，胜利深井、超深井技术有重大突破。为支持酷大开发，自1990年起，胜利油□□组织了「个深井钻井队赴新疆参加塔里木石油勘探开发会战。在地处沙漠戈壁、环境条件十分恶劣、地质构造十分复杂、钻井市场竟争十分激烈的情况下，他们认真学习兄弟单位的先进经验，不断充实完善胜利深井钻井工艺，技术和生产组织，技术管理制度，发扬胜利人艰苦创业，顽强拼搏精神。塔里木胜利钻井公司与胜利油田钻井技术公司、泥浆公司、固井公司和钻井工艺研究院等单位紧密合作，联合攻关，依靠胜利科技优势，大胆实践，勇于创新，在地质条件不太复杂地区深井、超深井钻井技术有重大突破，会战10年来钻153口，交井142口，交井142口，累计进尺509114m,平均机械钻速高达11.11%、5000m左右的开发井年“五开四完”，队年进尺22700m见表11-6,5000m以深井28口，平均井深5687.54m,钻井同期172.6pd,建井同期185.17d,耗用钻头28.61只/井，平均机械钻速3.40m/ho6000m以深（含6000m）超深井6口，平均井深6125.76m超深井使用（包括）収心108.04m）2使用29只钻头，钻井周期130.6d建井周期194.8d,平均机械钻速为4.55*%（见表11-12）等多项全国深井超深井钻井新记录，达到接近或90年代国际先进水平，另"卜，“曾先后未完成井深5590m最大井斜角71.5°的国内第一口深井大斜度定向井、365d完成井深5750.30m的深井水平井” 基本打法1.以地震、地层压力和地层破裂压力预测资料为依据，正确合理设计井身结构和套管程序，这是决定深井钻成与否的前提高条件。设计时尽量避免不同压力层系在同一裸眼井段内，减少井漏、井喷并存的复杂性。胜利油皿井身结构的套管程序一般是：套管序列：①508mm+①339.7mm+①244.5mm+①139.7mm①508mm+①339.7mm+①244.5mm+①177.8mm+0127mmII为确保施工安全，①339.7mm套管下深在800-2700m之间，大多数井在1500m左右。①244.5mm套管下在古生界灰岩顶部(进入灰岩或花岗片麻岩2-3m)或特高压油层以上，隔开不同压力层系的地层。2合理确定底部钻具组合：胜利油田地层比较平缓，地层倾角一般为7-15°o在馆陶组、东营组夹层多，软硬交错,容易井斜。沙河街组地层易剥蚀掉块，井径容易扩大，为保证井身质量和防止井下事故，①311.15mm以上井眼一般采用塔式刚性底部钻具组合；即0444.5mm钻头(或0311.15mm钻头)+022&6mm钻铤1柱+0203.2mm钻铤2柱+①177.8mm钻铤3柱+127mm钻杆常规井眼一般采用①24.5mm(①215.9mm)钻头+①177.8mm(①158.8mm)钻铤6柱+①127nun钻杆并规定，全井钻杆一般采用等强度同钢级壁厚的钻杆或上弱下强同尺寸等壁厚的两种不同钢级的钻杆。另外，在钻铤与钻杆过渡区增加O127mm5〜10柱加重钻杆，以防止中和点上移至薄壁钻杆上造成事故。实践表明，这套底部钻具组合是保证井身质量和防止事故的有效措施之一。近年来，深井塔式刚性底部钻具组合设计与使用上又有新的发展。并收到较好的使用效果。(1)0444.5mm钻头+6444mm稳定器+022&6mm钻铤1柱+①203.2mm钻铤X2柱+①177.8mm钻铤4柱+①127mm钻杆。(2)0311.15mm钻头+0228.6mm钻铤1柱+0203.2mm减震器+0203.2mm钻铤2柱+①177.8mm钻铤4柱+①158.8mm随钻下击器+①15&8mm随钻上击器+①127mm加重钻杆5柱+O127mm钻杆。(3)①215.9mm钻头+①158.8mm钻铤7柱+①158.8mm随钻振击器+①127mm加重钻杆5柱+①127mm钻杆。3全井实行高压喷射钻井。由于胜利油田新生界第三系地层埋藏深(约4000-4500ni左右)，岩石駛度2〜5级，属软到中硕地层。，4000(4500)m以下中生界地层，岩石硬度为5〜8级属硬地层，前者对水力作用比较敏感。因此，一般钻机配两台U76.8kW(3NB-1300型)钻井泵或一台956.15KW(3NB-1300)型钻井泵和一台1176.8KW(3NB-1600型)钻井泵，35MPa高压循环系统，采用上双下单的打法。在①444.5伽井眼和①311.15nun井眼的上部地层，采用双泵、泵压16〜18MPa,流量57〜43L/S,转速55〜65r/min,进行高压喷射钻井，比15〜16MP;l喷射钻井平均机械钻速可提高15%〜20%,在下部硬地层(①215.9mm井眼)采用单泵泵压18〜22MPa喷射钻井，有助于清岩、携岩，提高钻井效率。4采用高效硬钻头：根据多年钻井实践和近儿年来用势能法结合现场实际经验对比优选钻头类型表明，胜利油田从上到下选用J系列牙轮钻头比较合适。一般平原、明化、馆陶组上部松软地层用江汉厂的巴、Jl、J2、X3A钻头；馆陶下部、东营、沙河街组软到中硬地层采用J"、J22、(或JG钻头；中生界以下地层(含古生界)使用(Jas.J-M)钻头，配合使用加长喷嘴、斜喷嘴等 组合喷嘴，尤其是拉大直径差的双喷嘴，均可取得软好的技术经济指标。近年来开使用PDC钻头，钻井速度有一定的提高。5采用四级罐式钻井液净化装置一般配备双层（下20目、上60目）振动筛或60〜80目单层振动筛2~3台，①254mm除砂器1台，O127mm除泥器（或清洁器）1台，处理能力40n?/h离心机一台，要求振动筛工作时间达100%,除砂器为85%,除泥器（或清洁器）为80%,全井含砂量在0.5%〜0.2%,固相含量控制在8%以内，有利于提高了钻井液的质量。6采用抗高温、抗盐膏能力强的正电胶（MMH）聚合物饱和盐水钻井液体系。深井的特点是高温高压、密度大，固相含量高，热稳定性要求高。因此我们在选择设计钻井液体系时，首先考虑了高温对钻井液性能的影响。应选择应用钻井液稳定性好（高低温下性能变化较小）和在高压差下泥并压缩性能好的钻井液。90年代前，胜利油田深井上部大井眼主要采用抑制性聚合物钻井液如聚胺一CMC钻井液，下部深井段主要采用抗高温抑制分散的聚磺高温钻井液的抗高温和抗盐的“三磺”（Smc、SmT、SmK）高温处理剂，能满足深井安全钻井要求。但由于“三磺”钻井液是属分散体系的钻井液，搬土含量一般在10%左右。胜利油田是以砂泥岩为主体的油气藏，钻进中泥质颗粒进入钻进液中，使粘土含量增加，导致粘土在高温下分散增稠，使钻井液流变参数和造壁性能变差，增大了井下复杂情况的机率，增加了钻井液材料费用和处理工作量。90年代以来，针对油出深层，尤其是东营地区深层盐、膏层十分发育、厚度大，分布广，盐膏层和粘软泥岩易塑性蠕动变形和存在严重的喷漏，塌、卡等复杂问题。在KCL/PAM、PAM钻井液基础上经过改进、研究开发用于抗高温高压、钻复杂盐膏层的深井复合盐PHP钻井液体系和正电胶（MMH）聚合物饱和盐水钻井液体系其有胜利特色。正电胶（MMH）聚合物饱和盐水钻井液体系是综合利用正电胶（MHH）钻井液，阳、离子聚合物钻井液和聚磺钻井液的特点，在抗高温、抗盐膏污染，抑制含膏泥岩缩径、防塌、悬浮携屑、高温性能稳定等方面都优于己往所用的钻井液体系，满足了钻复杂盐膏层、紫红色粘软泥岩缩径井塌等钻井工程和地质的要求，是胜利油田钻深井以来，钻进最安全、最顺利、并钻成了目前国内井下温度最高（210°C）的胜利油田最深的科学深探井一郝科1井（井深5807.8lm）o该钻井液是90年代发展起来的一种新型深井钻井液体系在胜利油区得到了广泛的应用。7配套完善了井控系统：1）真执行总公司《科学钻井装备配套标准》，配备齐全了井控装置及专用工具，主要包括以下五个部分：（1）以液圧防喷器为主体的钻井井口装置，各种规格的单双闸板防喷器、万能防喷器、套管头等。（2）以节流管汇为主的井控压井管汇，包括放喷管线、压井管线、注水管线、灭火管线、反循环管线及节流管汇控制台等。（3）钻具内防喷工具，包扌舌各种规格的回压凡尔，方钻杆上下旋塞、投入式止回伐、旁通伐等。（4）以监测和预报地层压力异常为主的井控仪器仪表，包括钻井液返出温度、密度、钻井液面指示器，有害气体检测仪等。（5）钻井液加重、除气、灌注设备，包括离心式或真空除气器、起钻自动灌钻井液装置、钻井液加重设备、钻井液气体分离器、钻井液贮备罐等。2）坚持做好一次井控工作： （1）严格安装程序。井控设备安装后，经钻井队技术员与管子公司安装人员交接验收，钻井队按标准进行试压检查，坚持试压不合格，不准开钻的制度。2）坚持口口井用de指数法做地层压力预测和地层破裂压力试验，正确确定地层压力梯度与破裂压力梯度，控制钻井液密度，实现近平衡压力钻井。3）坚持每班专人连续观察测量钻进、起下钻和其它作业时钻井液密度、粘度和循环罐液面变化情况并做详细记录。发现异常，及时报告处理。4）钻进中发生油、气、水浸时，因停钻循环排气，一旦发现溢流，立即关井求压，控制回压循环，按井下要求的钻井液密度进行加重。5）起钻一律用低速档，防止抽汲及诱喷，并连续灌满钻井液。下钻应严格控制下放速度,根据井下实际情况分段循环钻井液，下钻完谨慎开泵，防止蹩漏地层，导致井喷。6）每次下钻测油气上窜速度，控制油气上窜速度不超过i（r/h。同时规定了空井或钻具停在具停在裸眼井段内不得检修设备和进行其它作业。7）坚持连续作业。起钻后应立即下钻，尽量减少空井时间，同时规定空井或钻具停在裸眼井段内不得检修设备和进行其它作业。8）钻开油层前执行申报制度，及时做好地质预告，卡准油气层界面和漏层界面。9）除每年分期分批井进行井控培训外，每口井开钻及打开油层前由钻井分公司或井队主管井控的同志对本井防喷层位和防喷技术措施详细交底，学习井控的“四七”动作，进行现场井控实地学习，做到人员思想、岗外操作、技术措施，器材设备，生产指挥五落实。由于采取了以预防为主的方针，在及早发夙溢流上下功夫，做好一次井控工作，在深井中未发生过失控井喷事故。8深井固井本着“油井百年大计、固井质量第一”的精神，精心设计、精心施工。深井温度高，压力大、产层多，封固段长等特点，使深井注水泥变得更为复杂。在施工工艺上除执行井、套管居屮、钻井液性能稳定良好、大流量洗井，尽量争取紊流顶替，压稳高压油气水层等常规技术措施外，深井固井的重点工作：1）坚持每口井做水泥浆稠化吋间试验，严格控制水泥浆稠化吋间是深井注水泥成败的关键。深井井下温度高，压力大，注水泥替钻井液时间长，就决定了必须严格控制水泥浆的稠化时间。试验以模拟实际井深的温度、压力值进行，水泥浆稠度小于50BC,要求稠化时间大于注水泥、替钻井液全部施工时间加1〜1.5h。2）坚持每口井做水泥浆失水量试验模拟井下压差，套管注水泥浆在6.9MPa压差下30min水泥浆失水量应小于100〜200ml,尾管注水泥浆，其失水量为50~150ml。3）坚持每口井做水泥浆流变性能测定与设计，确定顶替钻井液的合理流量和最佳流态，为提高水泥浆的顶替效率，施工中加入SNC等减轻剂和浓度为15%的CMC混合溶液5〜10n?作前置隔离液，避免水泥浆与钻井液接触污染，更有利于紊流顶替，提高水泥浆的顶替效率，使水泥浆在稠化时间内具有较低的初始稠度，最小的失水量，良好的流动性、可泵性，从而获得较好的水泥环质量。4）高压井注水泥时，考虑到水泥浆在凝固过程屮的失重产生环空压力不平衡，一是采用了水泥浆屮加气锁胀剂，减阻剂，降失水剂，改善水泥浆的流变性能，使钻井液在低速下呈紊流状态，增强水泥石的连接强度。二是采用分段注水泥浆、分段候凝方法。油层部位用速疑水泥浆，油层上100m用缓凝lh的缓凝水泥浆高压井固井，通常采用关井或环空蹩压方法侯凝。5）在认真做好注水泥设计基础上，开好固井协作会，贯彻施工要点，明确分工，强化施工组织措施一气呵成。6）利用兴建的大型混拌（干混）装置自动搅拌水泥与添加剂，灰罐自动供灰，CP-986型大马力水泥车注水泥、实现连续施工，自动计量、自动测定水泥浆密度，为提高固井质量 奠定了基础。7）精心施工，精心操作坚持“压稳、居中、替净、密封”八字方针，避免了注水泥蹩泵、替空、压漏地层和固钻具（摔旗杆）等事故的发生8）在固井技术软硬件发展的同时，形成了配套完善的大井眼长封固井段、尾管固井，盐膏层高密度复杂井、低压漏层、保护油气层等深井固井工艺技术。技术服务领域遍及全国。由于采取以上主要技术措施，自1969年一2000年，4000m以深井固井约160口，固井质量合格。深井钻井速度分析胜利油E国内最先钻深井的油FT1之一。改革开放以來，胜利油FT1深井钻井技术获得了很大的发展和提高。到目前己钻4000m以深井约160口，最深井深5807.8m。在桩西一五号桩、渤南等油区深层曾钻出了10多口千吨、百吨髙产油气井，为油田的勘探开发作出了贡献。发展深井、超深井与高温高压、地应力条件下提高钻井效率技术已成为胜利油田油气勘探钻井发展的必然趋势。但是，长期以来，深井钻井普遍存在机械钻速低、钻头用量多、钻（建）井周期长、成本高等问题，严重制约着深井钻井的发展。要改变深井中后1/3的钻井工作量约占全井2/3的钻井时间的状况，找出影响深井钻速慢的原因，推广应用现代钻井技术，无疑是每个石油工作者的责任和义务。据调查分析，影响和造成胜利油田深井钻井速度慢的主要原因有以下儿方面：1）井装备老化，配套水平底，技术技能差，效率低胜利油田目前拥有4500m以深（含4500m）的钻机30台（其屮8台6000m以深钻机在新疆塔里木会战）。现有这些深井钻机己在油［□服役了近15〜20年，早己超过钻机规定使用年限。设备严重老化，总体新度系数偏低（0.23）,如果加上新购进繁荣2台70D钻机，其新度系数也只有0.46,距基本要求的0.6水平相差甚远⑼。80年代以前中期投产的钻机占90%以上。钻机结构落后，基本上都是以柴油机为动力的皮帯传动，电驱动钻机少，更没有模块化钻机。主柴油机、绞车和钻井泵等关键设备平均大修了3〜4次，技术性能差，绝大多数设备的输出功率都达不到名牌规定的技术指标。其次是钻井装备配套水平低。与国外2500-3600KW的绞车、①450.8〜①762mm品种齐全成套的井控专家系统、高细目（150〜200目）振动筛十大流量离心机的两级固控装置、自动化钻井的顶部驱动系统、钻井参数自动采集系统、3000KW以上钻井泵两台、自动化、机械化井口操作装置等钻机装备精、功率大、效率高、寿命长相比，至少落后一个数量级、钻井装备只能在低效率工作，这就使得许多快速高效的钻井工艺技术难以实施，这些是造成深井钻井速度慢的主要原因之一。2）井身结构不够合理深（探）井所钻地层跨越地质年代多，地层岩性变化大，不可预见和不确定的地质因素多，特别是新区第一口深探井的不可预见和不确定的地质因素更多。物探只提供可能含油区域的地质构造，而真正了解地质构造，岩石裂缝发育程度，有无易引发发井下复杂情况的断层、高压盐水层、盐膏层、粘软泥岩层；和油藏构造、油气水分布和天然能量（即地层孔隙压力）大小，在同一层内是否有两个或更多的不同压力系统等，都要靠实钻测试、取心化验、分析对比来证实。特别是决定井身结构的关键数据地层孔隙和破裂压力，目前在深探井地质设计中一般不提供或提供范I韦I很广，精度很低，难以作为井身结构设计和施工的依据，往往常因地质情况下清，地层压力和破裂压力不明，地质预告不准造成井下复杂情况、而引发井下事故，被迫提前完钻或造成己达到钻机极限负荷而仍未钻达设计日的层的后果。目前胜利油m大多数井身结构为①508mm、①339.7価、①244.5mm、①177.8mm、① 139.7mm.(即20〃、13%〃、97s7”、5：72/z)三层结构即表套、技术套、油套。实践表明,现有的井身结构己不能适应复杂地质条件下深井钻井的要求，需要改革。要尽可能组织油田各路专家学者，共同研究，反复论证，发挥专家，学者的技术知识优势，把不可预见和不确定的地质因素减少到最低程度，确定相对合理的井身结构，安全、快速、优质钻达目的层。3)钻头机械能量低衡量破岩效率高低的综合技术指标通常是用破碎单位体积岩石所消耗能暈表示的。对旋转钻井来说，钻头机械能量以井底单位面积上钻头所加钻压与转速的乘积来表示。据桩西18口井资料统计,①444.5mm(1772〃)钻头和0311.15mm(127/)钻头所加的钻压，转速基本差不多，一般钻压为200〜260KN、转速在60〜70R/min范围内，但①444.5mm钻头钻來井深所破碎岩石体积却是0311.15mm钻头的1倍，是0215.9mm钻头的3倍。若以0215.9mm钻头的机械能量为100%,则①311.15伽钻头井底单位面积上的机械能量只有①215.9mm钻头的82.54%,0444.5mm钻头仅为51.47%。若按厂家推荐的钻压X转速Z乘积即WN值表示，①311.15mm钻头和①215.9mm钻头实际WN值为推荐WN值的43.76%和47.48%,钻压分别为推荐最大钻压值的60.61%、77.46%和72.92%见表11-13。机械能量低，就不能有效的破碎岩石，相对机械钻速就低。表11-13不同钻头直径每米破岩体积、机械能量、WN值，最大钻压对比钻头直径(mm)破岩体积(m3)体积比值(%)钻压(KN)转速(r/min)单位面积钻压(KN/mm2)机械能量(KN・r/min)机械能量比值(%)推荐WN值(KN•r/min)比值(%)最大钻压(KN)比值(%)215.90.03659100120-160553826.182104401001769047.48%19272.96311.150.07599208200-240602895.121737072082.5430164.443.7628444.46444.50.15510424220-260701547.39108317.3051.4755112.430.4839660.61注：1.钻头类型均为休斯或江汉厂休斯J系列钻头。2.钻压、转速根据80年代桩酋井史统计，取平均值。4钻头射流水力量不足喷嘴大、流量小、泵压低、水力能量不足是深井钻井中普遍存在的问题。由于钻井泵老化、性能下降,0311.15mm钻头钻至井深3500-4000m时都装大喷嘴，0215.9mm钻头4000(4300)m以至完钻5000-5500ni,亦装大喷嘴，甚至不装喷嘴，加上使用接头水眼为①69.85mm的S135钻杆，增加了水力循环压力损失，钻头上获得的水力能量很低。桩深1井是胜利油出“七•五”期间深井攻关的第一口深井钻井工艺技术综合试验应用研究井，试验条件较好。尽管钻头的机械能量比一般深井要高，钻进泵压达到18〜19.5MPa,但因喷嘴大，①444.5mm.0311.15mm和①215.9mm等钻头钻进井段的喷射速度分别为97.19〜66.347s、91.06〜34.28认和56.03〜28.167“钻头比水功率分别为2.06〜0.97“m，、3・07〜0.437“和1.96〜0.437mw机械钻速分别为39.23〜16.19%,17.28〜2.28%和2.90〜0.42%,见表11-14显然，对胜利油出水力能量十分敏感的软到中硬地层来说，水力能量低，加之钻头机械能量不足两者不能合理兀配，产生有效的交互作用，降低了破岩清岩效率，必然导致机械钻速低的后果。表11-14桩深1井不同钻头直径在不同井深条件下的水力能量比较 钻头直径（mm）井段（m）喷嘴直径（mm）钻头类型流量（%）泵压(MPa)钻头压降（MPa）喷射速度（%）钻头比水功率（w/mm2）泵功率利用率（%）机械钻速（m/s）444.540.81-1500.7318X2+15.8或18X3p252.09〜50.6215.0〜19.05.29〜2.8997.19-66.342.06—0.9034.61~15.1939.23〜16.49311.15150073-3593.2918X1+12X2或20X3J2243.77〜32.7818.0〜19.55.44〜1.0191.06〜34.783.07〜0.432&63〜5.1917.28〜2.28215.93593.29・5079.6318X1+12.7X2或20X1+18X2J332&76〜23.1818.0〜1&52.54-0.6956.63~28.161.96〜0.4313.88〜3.232.90〜0.42注：1.桩深1井为胜利汕田深井综合试验井，数据准确可信2.全井均机械钻速为3.20%,钻井周期274d,共用36只钻头，属上等水平。5固控效果较差随着钻井液固相含量对钻井速度影响认识的提高，普遍重视了固控装置的使用，目前一般深井钻机都达到了四级匹配（振动筛、除砂器、除泥器或清洁器和离心机），收到了一定的效果。但从整体固控水平来看，固相控制不太理想，效果较差，其原因：（1）客观地说，油田所用的固控系统装置基本上是在引进使用基础上生产的，仿制的多，真正属于自己研究创新的少。尤其是对固控系统装置中的核心一振动筛的振动机理、性能、热处理工艺等学习研究不够，振动筛性能与钻井液筛分效果的不协调性没有得到应有的改善，以致使用稍细目（60—100目）筛网时，经常出现粘糊筛网、跑钻井液现彖。为此多数改用粗筛网，造成大量无用固相进入液罐中，造成恶性循环。（2）目前仿制的振动筛也不像国外那样按现场需要随吋可调节筛箱坡角或激振频率或两者同时调节，在一定程度上影响了振动筛的筛分效果。（3）目前筛网进货渠道多，质量得不到保证，往往一张筛网用不到几天就被撕裂，加上更换不及时，微细固相颗粒进入罐内，加剧了砂泵的磨损，致使砂泵上水不好，压力低,除砂器，除泥岩或清洁器堵漏斗，跑钻井液现彖时有发生，影响净化效果。（4）由于缺乏专业优化操作与管理，固控装置利用率不高或装置虽然长期运行，但固控效果较差。井眼内固相含量增加，相对地提高了钻井液密度，增大压差，加剧了井底压持效应的发生，降低了钻头的破岩、清岩效率，影响了钻井速度的提高。6.深部地层岩石致密或钻遇盐水层、盐膏层或粘软泥岩等难钻，难处理的复杂地层。胜利油田上部大井眼地层松软，多为砂泥岩地层，砂岩渗透性较好，泥岩易水化造浆严重，粘度高，井壁坍塌，井眼扩大，导致有些地区多次出现起下钻遇阻遇卡的井下复杂情况;有些井因措施不当，井斜后被迫吊打纠斜；有些深探井深层岩石缴密、坚硬、除含有白云岩、生物灰岩外，有的还含有燧石、砾石，钻进中蹩跳严重，加速钻头早期损坏（如诸参1井完井井深5005m,使用86只钻头，平均机械钻速只有1.25%,建井同期415.42d）；有些地区探井深层钻遇引发井下复杂的高压盐水层、或盐岩层、膏层或粘软泥岩等，如郝科1井o3395.5-4263m井段是盐膏层集中段，钻进过程中出现复杂情况的复杂地层共183层430.22m,由于对复杂地层的应变能力差，未及时将钻井液密度提够，造成盐膏层，盐层蠕变缩径、坍塌、卡钻、还挤毁套管。因受井身结构的限制，竟出现在同一个裸眼井段使用了三种不同尺寸的钻头钻进（①311.15伽、 0215.9mm.①200mm）,使本来就复杂的井下情况变得更加复杂。据统计，全井钻进和起下钻过程中出现典型复杂情况14次、井漏17次、掉牙轮、断钻具卡钻等事故10次，严重影响了深井钻井速度的提高。该井完井井深5807.81m,使用85只钻头，平均机械钻速仅为1.34%,建井周期808.17do 差距与建议一差距1我国深井超深井钻井起步较晚，胜利油田起步较晚。胜利油田完成4500m以深井比国内晚5年，比美国晚33年，比前苏联晩15年；东风2井为当时国内第一口超过5()0()m的深井，但也比美国晚25年，至今还没有一口超过6000m的超深井。2胜利油田深井钻井技术进步较快，但总体水平还不高、钻井速度较慢。东营凹陷深层造成井下复杂的盐膏层虽然有所突破，但是钻井技术上还没有完全过关，满足不了油出加速向深层找油找气的要术。3深井钻井装备得到了极大的改善提高，但深井钻井主要装备仍然陈旧落后，技术性能差、效率低，需要逐步更新改造。4深井钻井指标、钻井装备和钻井工艺技术与国内外先进水平相比有较大的差距见表11-15表11-15国内外深井超深井钻井技术水平对比表项H美国中国胜利汕田钻井数量(口)到1993年底累计钻深井超深井16303到1999年为1218口到2000年为85口钻平均井深5000m以深1991-1993年：井数667口,平均井深5105m,单井钻头用危22只，钻头平均进尺232.05m1990-1999年308口,5468.46m,41.61只/井，131.42m1990-2000年4口，5337.95m,63.75只/井，83.73m/只井平均井深6000m以深1972-1976年：井数13口平均井深6119m单井钻头用量22.6只，钻头平均进尺271.80m到1999年为52口，48口计：6284.34m,51.14只，122.89m至今没有6000m井指钻井周期(d)标40()0-5000m一•般75—】50<1,最快31d钻4023m174.2d192.8d5000-6000m一般110—200(1最快69d钻5229m1990-1999年308口，238d307.6d6000-7000m一般137-360d最快74d钻6437m平均235d1990-1999年44口，328.43d没有6000m以深的井钻机全世界电动钻机约占23%,美国深井钻机基加上为电动钻机(美钻深12000m钻机，德12000m钻机，原苏15000m钻机)6000m、7000m>9000m电动钻机约32台陆地5000m、6000m>7000m电动钻机7台，其屮4台在新疆井架苏高58m,最大承载4000KN；高43.3m/S大承载同左钻德高83m,最大承载5000KN6O3OKN 井装备绞车功率10000-15000m钻机绞车功率3677.5KW：苏15000m钻机绞车功率2646KW2000KW2000KM钻井泵美：7355一11032KW；苏5650KW；德3100KW2133-2354KW2133-2354KW井控设备防喷器从（1）450.8-d）762mm品种规格齐全，最高工作压力175MPa,有成套的井控专家系统品种规格不全、城高工作压力105MPa,没有井控专家系统品种规格不全、最高工作压力70MPa,没有井控专家系统固控设备150-200目或200目以细超细目振动筛+离心机两级固控装置。一般4级净化同左自动化钻井新设备1993年全世界配备顶部驱动装置约35（）套，现在更多。少数井队己配顶部驱动系统2台钻机配顶驱系统钻杆苏:采用强度高、重量轻、耐腐蚀的铝合金钻杆没有没有井下动力钻具苏：采用耐高温高压（180-200°C,100-140MPa）井下涡轮钻具，美：井下螺杆钻具和涡轮钻具有井下动力钻具，但在深直井中用的较少同左钻井仪表采用6-8道钻井参数自动采集仪表系统少数井队配钻井参数自动采集仪表，普遍井队只冇一块指重表，一块泵压表同左钻井工艺有_整套提高深井钻井速度的工艺技术1.广泛采用地层两个压力剖面（冇的运用地层坍塌压力剖血）科学设计井身结构；德国用小间隙（25.4mm）套管设计程序，并留有余地少数油田应用地层两个圧力剖面设计井身结构用的较少2.防斜打直（1）满眼钻具+打捞杯、减震器、扶正器、震击器只用满眼钻具，'‘一杯三器”很少使用同左（2）徳国深井上部2/3井段用VDS、SDD口动垂直钻井系统，确保井眼基本垂直，KTB井3200m井斜为0.79度，狗腿很小，井深6000m井底位移10m一般采用轻压吊打措施同左（3）井下动力钻具配金刚石PDC钻头或TSP钻头很少没冇（4）用导向钻井系统钻直井没有同左3.美苏徳均冇耳地层配伍的成熟配农的钻井液处理剂和钻井液体系钻井液体系和处理剂种类与美、苏差不多，应用效果稍差钻井体系和处理剂种类少，应用效果不太理想 4•冇一套适应多种地层的高效牙轮钻头系列和金刚石钻头系列钻头品种少，选择余地小同左5.广泛使用钻井参数自动采集、数据传输、处理分析系统，对现场钻井进行实时监控，指导现场优化钻井没冇没有6.全井实行20-22MPa高压喷射钻井，并用16&27mm(65/8”)钻杆替代127mm(5〃)钻杆，为井下动力钻具和钻头提供足够的水功率前者很少采用，后者没采用同左7.有井控专家系统作保证，普遍采用平衡压力钻井，部分采用欠平衡压力钻井部分井采用平衡压力钻井、极个别有欠平衡压力钻井部分井采用近平衡钻井，没有欠平衡压力钻井&井口操作机械化；广泛用气动卡瓦，气、液动大钳，自动起下钻装置，钻头口动给进装置等使用过液动大钳同左9.提高钻机配件和易损件寿命、缩短非生产时间，捉高钻进效率，纯钻井时间60-70%,钻机平均停修时间占钻进总吋间的2%左右，大修周期5年，使用寿命十年以上；链条使用寿命1.5万h,泥浆泵缸套、阀体1000h和600-800h,水龙头盘根500h,冲管1000h水龙头带3年以上等纯钻时间30%左右，英他部件配件使用寿命较低同左10.采用不起下钻绳索式取心起卜钻换钻头取心同左11•有-整套防止和处理井下复杂方法和高效快速处理井下事故的工具、措施。5口7500m左右的初探井，其完井周期最短不到1年，最长不到2年防止和处理井下复杂方法少，高效快速处理井下事故工具、措施少，5口6000m初探井完井周期均超过2年，复杂和事故时效超过10%同左。5807.81m的科探井完井周期8()8d二建议1开展钻井工程地质问题的应用研究胜利油田深井大部分是深探井，要钻穿多套地层，会遇到易引发涌、漏、塌、阻、斜等复杂情况和喷、卡、断等井下事故的各种地层尤其对新区第一口探井往往因地质构造、岩性和油气水层天然能量(即地层孔隙压力)不太清楚，给井身结构设计和安全快速钻井带来很大的风险。为搞好重点深探井的设计与施工，钻井部门必须与地质部门合作，开展对钻探区 坎的地质构造、地层走向、倾角大小、裂缝发育程度、有无造成井下复朵的断层、高压盐水层、盐膏层、粘胶泥岩层，油气水层埋深、天然能量大小、在同一层内是否有不同压力层系等钻前钻井工程地质问题与钻井工程关系的应用研究，结合随钻监测、测试、取心化验、对比分析，加深对钻探地区地质的认识，找出现律指导钻井工程设计与施工。2合理设计井身结构钻井实践证明，合理的井身结构和分段钻井液密度是决定一口井成败的关键。但决定这两者的主要因素是要提供准确可靠的全井地层孔隙压力的破裂压力数据（国外还有坍塌压力）。而目前深（探）井的地质设计中一般不提供全井地层孔隙压力和破裂压力，即使提供这两个压力数据，往往范围很广，精度很低，难以作为井身结构设计与施工的可靠依据。紺做好以下工作：（1）深（探）井，特别是重点探井必须由油田主管钻井的领导，汇同钻井工程设计部门,召集地质、钻井、完井、录井、测井和测试等油田各路专家并邀请上一级主管单位专家与高等院校有关教授，学者。充分发挥他们的渊博专业知识和经验优势，共同研究，反复论证，把不可预见和不确定性的地层因素减少到最低程度。（2）每口深井，特别是深探井，必须做成破裂压力试验和提高随钻地层压力预、监测精度，为合理设计井身结构和确定分段钻井液密度提供可靠依据。（3）科1井在①244.5mm同一复杂井段中使用三个不同尺寸钻井事实表明，目前油田4）508mm-0339.7mm—①244.5mm—①178mm—①127mm（20〃一13仏〃、-95//—7〃一5〃）套管程序还不能完全满足复杂地质条件下钻探深井的要求，还需增1至2层套管程序，以便在需要时适当加深钻探。（4）套管程序应向尺寸多样、多层、回接方向发展，并尽量采用尾管。3加强深井钻井装备的更新改造，进一步提高钻深井的实力（1）提高深井钻井装备的配套标准，与国际市场接轨首先应该选用功率大、基础稳固、配套齐全、机械化、自动化程度高的先进电驱动钻机和设备。必须给深井钻机配备顶部驱动装置、1600kW三缸钻井泵和5OMPa高压管汇及水龙带、细目（150・20（）目）或超细目（200目以细）可调节筛箱坡角和激振转速（频率）的振动筛十大流量离心机的两级固控装置系统、品种规格齐全的，最高工作压力105（或175）MPs井控系统、钻井参数自动采集、传输仪器仪表、高温（＞180°）、高压（＞70MPa）的钻井和测试专用井口装置和井下工具试销品，大陡角自动垂直钻井系统和导向钻井系统以及井口机械化、自动化操作装置，（气液动卡瓦、大钳、自动送钻装置和自动起下钻操作装置）等与国际市场接轨，进一步提高钻深井的实力。（2）为加速更新改造步伐，可考虑先引进样机与装备，在学习、消化基础上，建议定点国产化生产。（3）目前，油E深井钻机和装置都超过服役年限，装备新度系数只有0.23,新进的700.50D除外都需要更新改造。为此，必须做好更新改造计划，落实预算资金，按油皿勘探开发需要,分期分批进行。4提高全井钻进参数（钻头机械能量）和水力参数钻头（水力能量），提高破岩清岩效率（1）全井实现高泵压、高比水功率、高钻压钻进胜利油ED以砂泥岩为主体的软到中硬地层，岩石可钻性级值小于或等于VI级的软到中硬地层占83%,VI级以上的硬地层仅占17%（硬地层屮还有软、中硬地层互层）。全井采取髙泵压、高比水功率。高钻压钻进，有利于提高钻井速度。钻进参数按厂家推荐钻头最人钻压和钻压、转数之积WN值为约束条件选择。水力参数以钻井泵最小缸套额定泵压为约束条件选择。上部软到中硬地层以提高机械钻速为主，采用高转速、高泵压、高流量，适当钻压的钻进参数以充分发挥钻进参数与水力参数交互作用。下部中硬到硬地层，采用高钻压、高 泵压、适当流量、适当转速，以提高钻头进尺和行程钻速。钻进参数与水力参数多大匹配合适，必须做钻速试验，以确定最低成本的最佳钻进钻进参数与水力参数。参加国内外钻井实践经验，推荐全井泵压为20-22MPa,（I）311.15mm铳齿钻压钻头，220-240KN,转速120-1507min,银齿钻头钻压240-280KN,转速90-120r/min,"215.9mm银齿钻头钻压180-200KN,钻速80-90r/rain,PDC钻头钻压20-50KN、转速100-150r/min,15nun钻头钻头比水轼率＞747mm2,©3269钻头767mm2o（2）为使钻头获得更大的实际钻压，建仪在水基钻井液中加一定数量（国外加10%）的柴油，以降低扭矩。（3）为提高钻头钻头水力能量，一是使用比目前大一级的钻杆，由ei27mm（5〃）钻杆增大到d）139.7mm（5T）或＜H6&28mm（65//）钻杆,以减少沿程水力损失，增加钻头压降和钻头水功率；二是积极推广应用加长喷嘴、斜喷嘴，振荡脉冲射流喷嘴和拉大直径差的异径喷嘴等组合喷嘴提高钻头有效水功率和井底净化能力。（4）建议国内生产钻头厂家改造进现有钻头喷嘴孔结构，把上述喷嘴科科研成果融合到钻头设计中去，便于用户选择使用。5大力应用井下涡轮钻具配PDC、TSP、BDC金刚石钻头钻井技术‘°」当今世界井下动力钻具配合PDC、TSP（热稳定型）PDC（Ballaset）聚晶金刚石钻头己成为提高深井钻井速度的主要钻井技术之一。目前，我国有合资生产高质量的PDC、TSP、PDC金刚石钻头、有胜利油E生产具有国内领先水平高效钻夹层的PDC钻头、有引进和国产高质量的螺杆钻具、尤其有江汉石油学院研制开发的、具有高速大扭矩的软特性、无横向振动、机械钻速高、耐高温、适宜于深井高温、髙密度钻井液环境下作业等特点的全金属涡轮钻具，并通过了部级鉴定，其结构性能、寿命及技术经济指标均达到了国际先进水平，为推广应用创造了有利条件。推广应用新型涡轮钻具配PDC、TSP金刚石钻头钻井，无疑是最经济的选择。但是，井下动力钻具配PDC、TSP、BDC金刚石钻头在深井中能否成功，钻头类型及钻井、水力参数和地层三者间合理匹配，其屮水力参数的合理确定是该钻井方法成功的关键。建议加大研究力度，寻述建立最佳匹配模式以便更好发挥它的潜力。6加快钻井信息技术系统的应用研究据报导，国外，特别是美国，致所以能安全、优质、快速、规模化钻深井，一个重要手段就是采用快速可靠的钻井工程数据采集、传输和数据处理分析、监控的现代钻井信息技术,指导现优化钻井，提高钻井效率，节约钻井成本。目前，胜利油田己完成了数据釆集系统和数据传输的全部技术研究工作，并投入了使用（云南、新疆一山东东营），效果很好。为尽快实现钻井信息技术一体化，形成有胜利特色的钻井信息系统，为此需要：（1）尽快给重点深（探）井，某些特殊工艺井配备全套功能齐全的钻井参数采集系统（一般井队配常规钻井仪表即可）除司钻处直接荧光屏显示外，钻台房内应有数据记录仪,钻井监督值班房内有终端显示，曲线记录，打印和遥控复印机通过接口传输出钻井数据。（2）加强和完善钻井程序率、数据库建设，为优化钻井提供可靠的设计和使用资料。（3）尽快建立数据处理分析中心，与钻井专家结合，决策优化钻井方案措施，发送指令，指导现场优化钻井。本项目己列为中石化“十•五”规划重点科研课题，要加强支持力度，加速课题按计划进行，把优化钻井的成果与管理尽快转化为生产力，为钻井现代化创出一条适合我国特点的路子。7采用抗高温低固相聚合物钻井液，严格控制钻井液密度Uh，2]深井（超深井）的特点是高温髙压，尤其是高温，儿乎影响着深井钻井的各个环节，其中对钻头寿命和钻井液性能影响最大。当前油田深井钻井液技术主要问题，一是高温条件下处理剂因热稳定性差而发牛降解作用和活性粘土引起高度分散或高温絮凝增稠。二是钻井液 密度较高。为此，需要解决两个主要问题：第一，应充分发挥我国资源丰富的有利条件，深井高温高压0180°〜200°C、＞70MPa）条件下高质暈的耐高温降失水剂和稀释剂，有效地控制钻井液中固相粒子的髙温分散、钝化和絮凝等作用，为加快研究进程，如条件允许，可先引进美国麦克巴和白劳德公司高温降失水剂S-75和Thermalchek及高温稀释剂C—81和Thermal—Thin等产品，学习消化后，结合油FT1地层特点改进使用。第二.不论现在或将来，振动筛是整个固控装备中的核心，提高筛分效率对固控十分重要。为些，可以借鉴产品专利技术以自己选题研究为主，剖析仿制国外产品为辅，走自己发展固控道路。目前国外普遍使用高细目（150.—200目）、可调筛箱坡角和激振转速的直线振动筛十大流量离心机的两级固控系统，效果好，受到钻井界一致好评，值得借鉴学习。第三.要充分合理有效使用好固控装置，这是提高固控效率的有效措施。目前，除提高固控装置制造质量，特别是提高振动筛结构性能和筛网质量外，更重要的是实行专业化操作与管理，确保固控装置的合理有效的运行，提高筛分效率，控制固相特别是2刚的胶体颗粒的含量，可有效抑制钻井液密度的提高，减少压差，有利于提高钻井速度。8加快深井钻井工艺技术配套综合应用研究，探索工艺技术参数之I'可的匹配规律和应用效果〔皿按照引进应用先进技术与配套工艺试验相结合的原则，采用成熟工艺先应用，重点配套工艺先研究的方法，把深井钻井配套工艺技术集中在一个试验队一口井上进行综合应用与研究，充分发挥配套工艺技术的威力，提高钻井效率。主要综合配套十八项技术即：三泥：深井抗高温不分散泥浆、两级钻井液固控装置，高压高功率泥浆泵；三钻：深井钻进参数优选、深井高效钻头、底部钻具组合及井下动力钻具（配PDC、TSP钻头）；三数：钻井数据采集数据传输、数据处理分析监控网络系统；三器：可调直径扶正器、减震器、随钻震击器；两防：全套防喷装置、自动防斜垂直钻井系统。四项研究：近平衡压力钻井、井斜控制理论、高温水基钻井液。油层保护等配套技术理论研究，重点解决以下技术关键：（1）1500-4000m（或4500m）井段*311.15mm井眼钻井液类型、性能（包括流变参数）、井眼稳定与钻速之间相互关系；（2）4000（4500）-5500m井段钻头类型、水力因素与破岩机理之间的关系；（3）抗高温（180-200°C）不分散低固相钻井液、配伍两级固控与钻速、井眼稳定、井眼净化和保护油层的关系；（4）不同钻井方式PDC钻头配井下涡轮钻具与高压钻井的效果分析；（5）可调直径扶正在器、防斜垂直钻井系统与优质快速钻深井的关系。（6）应用钻井数据采集，传输、处理分析系统对试验地区“认识曲线”（LeaimCurve）的分析，找出试验地区深井优化钻井的规律。设想通过深井钻井工艺技术综合配套应用研究，形成有胜利特色的深井钻井工艺技术，实现4000m的井建井周期2个月、5000m的井4个月,6000m的井6〜8个月的奋斗目标。参考文献1.王同良等国外探井钻井的经验与技术原石油天然气总公司信息所（CNPC勘探工程技术座谈会议材料）1997年12月2.钻井工艺专辑国外石油工业水平调查石油工业钻采工艺科技情报协作组1985年10月3.付志胜苏联深井超深井钻井 胜利油田钻井院1992年10月1.宋志宪国外钻井技术经济指标统计原总公司信息所、钻井局1996年3月2.王关清等深探井和超深探井钻井的难点分析和对策探讨中国石油学会石油工程学会1998年4月6.1990-1999年钻井年报中油（原总公司）技术服务有限责任公司，中石化集团公司。7.胜利石油管理局钻井总公司志山东人民岀版社1991年3月8.对胜利油田深井钻井的实践与认识内部材料1990年11月9“十五”钻井工程发展规划胜利石油管理局2000年6月10.符达良井下动力钻具的发展及其在推广应用中的问题石油机械第27卷第12期1999年11吴绍玄对深井及超深井钻井机械钻速问题的研究钻采工艺第8卷1985年12王希晋深井优化钻井技术专题情报参考胜利油田科技处情报室1988年（总第3期）13《胜利油出“七五”深井钻井工艺技术配套综合应用研究》开题报告1990年3月