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川东北优快钻井技术

韩来聚１马广军１赵金海２
中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院，，山东东营
（１．，２５７０１７；
中国石化石油工程技术研究院北京
２．，１００１０１）

摘要川东北地区存在陆相地层可钻性差高陡构造井斜严重地层岩性变化大压力系统复杂易塌易
［］、，、、、
漏高压高产高含硫勘探风险大等世界级钻井技术难题造成的钻井复杂情况多机械钻速慢钻井周期
，“、、”，、、
长围绕钻井提速这一主线以开发与应用新工艺新工具提高南方复杂深井钻井速度为目的从气体钻
。“”，、，
井和垂直钻井设备引进配套和研发入手结合已有的欠平衡钻井技术控压降密度钻井与复合钻井技术综
，、，
合应用多种钻井技术全面提高川东北复杂深井钻井速度及井身质量通过室内实验研究单项技术试验和综
，、
合技术集成形成了适应川东北地区地层特点的复杂深井优快钻井新技术体系钻井速度大幅提高钻井周
，，，
期大幅缩短推广应用取得了显著技术经济效益
，。
关键词川东北优快钻井气体钻井垂直钻井控压降密度钻井钻头优选复合钻井
［］；；；；；；
中图分类号文献标识码文章编号
［］ＴＥ２４２［］Ａ［］１００９－１７４２（２０１０）１０－００４４－０６

和研发欠平衡钻井辅助破岩工具等新工艺新工
1前言、、、
具方面开展了一系列的科研攻关完成了数十口井
，
作为中石化资源战略接替探区川东北地区的的钻井现场试验取得了突破性进展并在普光等重
，，，
油气勘探开发速度不仅影响国家重大建设项目点区块进行了整体推广应用形成了适应川东北探
，，
川气东送工程的进展更事关国家的能源发展战区地质特点的复杂深井优快钻井新技术体系有效
“”，，
略但特殊的地质条件如喷漏塌卡斜硬地提高了川东北地区钻井速度和工程质量为川东
。“、、、、、、，
毒等世界级钻井难题既给川东北地区钻井工北勘探开发任务的完成提供了有力技术保障
”“”，。
程施工带来一系列挑战也为国内提高整体钻井技
，2钻井地质特点及技术难点分析
术水平缩短与国际先进水平的差距提供了机遇
，。
气体钻井垂直钻井和复合钻井技术是提高钻川东北地区须家河组及以上陆相地层砂泥岩互
、
速的有效手段在发达国家发展较为成熟但就单项层硬度高研磨性强上下沙溪庙组地层属高陡构
，，，，，、
技术而言都存在较大的适应性问题只有针对特定造易井斜地质板块裂缝发育易漏加之上部大尺寸
，，，；，
地区的具体钻井实际优化参数对各单项技术进行井眼段较长等原因极大制约了机械钻速的提高［１］
，。
完善和提高后进行综合应用才能形成充分发挥其据统计在前期常规钻井液钻井施工中普光气田单
，，，
技术进步作用的配套工艺和技术井平均钻井周期约［２］二开陆相地层平均机械
。３３０ｄ，
根据川东北地质特点和当前钻井技术发展水钻速不到其中须家河地层的机械钻速仅在
１．６ｍ／ｈ，
平在气体钻井自动垂直钻井复合钻井钻头选型左右施工难度大风险高陆相地层机械
，、、、０．５ｍ／ｈ。、、

收稿日期
［］２０１０－０７－２０
基金项目国家计划项目超深井钻井关键技术研究中国石化重大科技攻关项目元坝地区优质快速钻井关键技
［］“８６３”“”（２００６ＡＡ０６Ａ１９）；“
术研究
”（Ｐ０９０８４）
作者简介韩来聚男山东昌邑市人教授级高级工程师主要从事石油工程技术研究
［］（１９６３－），，，，；Ｅ－ｍａｉｌ：[e-mail]

44中国工程科学

钻速慢和钻井周期长这一严重制约勘探开发速度的一
，。
瓶颈问题一直未得到较好的解决通过研究发现在气体钻井中井眼钻开后会发
“”，。，，
深部主要为海相裂缝性或孔隙性气藏储藏地层生应力集中如果应力集中超过了井壁围岩的强度
，，，
裂缝发育断层多纵向产层多压力系统多大多数井壁进入塑性在井眼周围出现了弹性区和塑性区
，，，，，，
井都具有高压高产高含的三高特点在影如果地应力载荷很大井眼周围塑性软化区进一步
“、、Ｈ２Ｓ”“”，，
响钻井速度提高的同时也极大增加了井控风险扩展在井眼周围会出现残余区残余区井壁处于失
，。，，
稳状态据此建立了气体钻井井眼分析的力学分
3上部陆相地层防斜打快技术。，
析模型见图
，１。
31气体钻井技术
．
气体钻井是指以气体为工作介质把钻屑从井
，
底带到地面的一种钻井方式雾化泡沫钻井技术
。／
与气体钻井技术同步出现雾是一种过渡体系含水
，，
量增多就变成泡沫当地层流体侵入使干气钻井系
。
统无效时通常实施雾化泡沫钻井目前气体钻井
，／。
技术已在川东北地区推广应用利用气体钻井可
。，
大大提高钻井速度尤其是在穿可钻性极差的须家
，
河组地层时其技术效果尤为明显其钻进速度是常
，
规钻井的倍已发展为加快川东北气田勘探
５～１０，
开发步伐的关键技术
图1气体钻井井眼分析的力学模型
。
实施气体钻井的