浅谈钻井施工技术的复杂地层应用论文

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钻探施工技术在复杂地层中的应用分析

钻探施工技术在复杂地层中的应用分析作者：张文斌来源：《文存阅刊》2020年第09期摘要：复杂地层中钻探施工技術的应用，是当前我国地质钻探领域学术研究的热点话题之一，在钻探施工技术中，设备作业能力、泥浆体系护壁堵漏以及钻进施工技术、事故预防等诸多方面是关键内容。

关键词：钻探技术;复杂地层;应用本文将社会的快速发展作为研究背景，针对复杂地层的矿山资源开发与利用，围绕钻探施工技术展开研究，侧重于通过理论研究为我国钻探施工技术水平的提高提供有利的理论参考，降低孔内事故发生概率。

在设计钻孔结构的环节中，本文将复杂地质特点和钻探施工原则作为基本依照，同时提出复杂地层钻探施工的具体钻进方法和相应的工艺参数。

一、钻探施工设计钻探施工设计是钻探施工得以顺利开展的基础依据，要想保证打钻的科学性，就必须做好先期的施工设计准备，进而在最大限度上降低钻探施工事故发生的概率。

首先钻探施工设计需要将复杂地层的基本资料、钻孔的深度、钻进工艺及钻探设备等纳入到考量范围之内，并遵循钻探施工设计原则依照钻探施工设计内容逐步展开，钻探施工设计原则与内容与下图1所示：二、孔身结构设计钻孔结构主要是指孔身口径在开孔至终孔之间基本变化，钻孔结构的选择需要考量施工作业区域的岩石性质、水文地质条件，同时应将钻孔深度、钻进方法及钻孔用途纳入其中。

一般情况下合理的孔身结构设计需要满足以下几点要求，第一，安全可靠、节约可行;第二，漏、塌、卡孔内事故低发生概率;第三，在保证钻进效果的基础上能够实现钻进速度的提升;第四，在满足钻进平衡要求的基础上保证安全钻进，同时相应的工艺饰品、设备条件满足钻进要求。

通过归纳现有的理论研究成果，结合目前我国复杂地质结构钻探施工实践对矿区地层岩石钻进特性规律进行总结，内容如下：（1）地表覆盖层通常在0-15cm，其中属古矿山尾矿、废渣堆积层的钻探是施工难点;（2）覆盖层以下至500m左右通常为碳酸盐层，岩石一般为中等硬度（6～8）级;（3）450～800m左右通常为水敏性凝灰岩缩径地层，可能内夹少量玄武岩，岩石硬度为4～10级;（4）800～1500m左右为可钻性的10·12级坚硬岩石，局部地段可能存在严重的硅化或者裂隙发育。

钻探工程中的复杂地层钻进技术分析

钻探工程中的复杂地层钻进技术分析新疆维吾尔自治区阿克苏地区阿克苏市 843100摘要：为了满足水文、矿产等诸多方面的需求，地质钻探已然成为一门炙手可热的重要行业。

但在实际钻探生产过程中，总会因为复杂地层而引发各种孔内事故。

不仅影响钻探工程进度，还影响了矿芯采取率。

因此，本文主要从复杂地层的成因入手，深入分析钻进技术的应用策略，并对措施成果进行小结，以供参考。

关键词：钻探工程；复杂地层；钻进技术引言在复杂地层中进行钻进工作始终是小口径岩心钻探的技术难题。

复杂地层从护壁角度来讲，指的是对钻进工作具有阻碍作用的所有特殊岩性的地层。

复杂地层包括胶结不良地层、遇水膨胀性地层、软硬互层、松散地层、溶蚀性地层以及由于地质运动导致的裂隙、破碎、断裂性地层。

在这些复杂地层中进行钻进容易导致漏失、涌水、掉块、坍塌等情况，若如处理失当，还会导致钻进困难甚至施工事故。

1、应用钻进技术过程遇到的问题及其原因分析（1）风化作用下形成的复杂地层：松散的孔隙地层（如流砂层、砂砾石层等）或者风化裂隙发育地层，钻探过程中遇到这种类型的地层，很容易出现孔壁垮塌、超孔超径、涌砂等状况。

（2）地质运动导致的复杂地层：岩层在形成过程中在不同地质运动（若挤压、沉积、溶蚀等）的作用下，形成像碎石带、松散层等复杂情况。

钻进工程中若遇到构造裂隙或成岩裂隙等因素形成的断层、节理发育地层，就会导致井壁掉块、坍塌、漏水等情况。

（3）地层本身的矿物岩石组成造成的复杂地层：由于地层本身存在着储油、气、水的封闭型的背斜构造，或者逆掩断层封闭构造，会给钻探施工带来极大的工作难度。

一旦出现问题将会出现井喷等一系列不良后果。

（4）岩性自身导致的复杂地层：由于岩浆活动或放射性矿物相关的地层，都属于高温地层，当地热井或超深井遇到这类地层时，泥浆处理剂将会失效，导致地层不稳定，带来的危害也是可想而知的。

因此，在钻进施工过程中，若不能及时处理很容易出现掉钻、埋钻等情况。

（5）溶蚀作用导致的复杂地层：地下水主要通过水化与溶解对岩石进行破坏。

超深井复杂地层固井技术研究与应用

超深井复杂地层固井技术研究与应用摘要:在石油可采、易采储量不断减少的情况下，油田勘探开发已向海洋、复杂地层、深井、超深井方面发展。

由于各种油藏分布情况不同，目的地层地质条件复杂，给固井工程带来了许多难题和挑战。

本文针对超深井复杂地层的固井技术难点，从水泥浆体系、固井工艺等三个方面开发完善深井水泥浆体系技术、提高井下工具附件可靠性，并在现场中得到了良好应用。

关键词:复杂地层;固井技术;固井工具;应用在深井、超深井完井固井中，由于受到超高温、超高压、盐膏层、复杂地层等诸多因素的影响，固井质量一直不尽人意，影响了新区或深层油气的发现和油藏的评价。

开发超深层、超高压、高含硫、低渗致密等复杂油气藏，目前还没有成熟配套的技术，有些甚至属于世界级难题。

而井越深，井下越复杂，固井完井的难度也越大。

1、深井复杂地层固井难点1.1地层情况复杂超深井固井地层情况复杂，多套压力体系地层并存，存在固井防漏和防喷的难题。

同一个井眼存在上涌下漏、地层易破碎、易垮塌等问题。

部分地区高含硫化氢，存在固井防腐问题。

1.2井底温度高井底温度高对水泥浆抗高温稳定性能提出更高的要求。

水泥浆的流变性能与顶替排量等发生稍微的变化，就会导致环空窄间隙内钻井液的顶替效率发生很大的变化，难以实现紊流顶替，水泥环薄弱，抗冲击力差。

1.3多压力层、窄间隙固井由于井身结构的限制，有许多井采用“非常规”的井身结构。

这将带来以下几个问题:a.非常规尺寸，工具配套难度大;b. 下套管风险加大，容易引起粘卡和漏失，套管不易居中;c.水泥石强度降低，保证不了封隔效果。

1.4间隙小难题井眼环空间隙小，泥浆比重高，循环摩阻大，造成施工泵压高，固井或替浆过程中，因泵压过高而无法正常施工。

1.5长封固段固井，注水泥量大长封固段固井，水泥量大。

易发生泥浆连续窜槽、砂堵蹩泵、易压漏地层等问题。

2、技术措施针对深井复杂地层在固井过程中这些存在的这些问题，根据现场实践及试验研究，提出了如下的解决措施。

复杂地层钻进技术论文

关于复杂地层钻进技术的探讨摘要：采矿工作在露天或地下采场。

劳动量大，工作条件差，安全性差，不易实现综合机械化和自动化，故需特别重视改善劳动保护和环境条件。

在地质条件复杂、地层破碎的矿区，存在一些勘探难题，采用贯通式潜孔锤反循环连续取芯(样)钻进技术进行探矿施工，取得了良好的效果。

该方法具有钻进效率高、岩矿样采取率高、钻孔质量好等优点，有效地解决了破碎漏失地层的钻孔问题。

关键词：复杂地层；钻进技术；探矿abstract: mining jobs in the open air and underground mining. labour is big, bad working conditions, poor safety, not easy to realize comprehensive mechanized and automation, reason need to pay special attention to improve labor protection and environmental conditions. in the complex geological conditions, the strata broken mining area, there are some exploration problem, the breakthrough type dth hammer reverse circulation continuous core (sample) drilling technology prospecting construction, and have achieved good effect. this method has high drilling efficiency, rock ore samples taken rate is high, drilling quality advantages, which can effectively solve the problem of the mall broken strata drilling.keywords: complex formation; drilling technology;prospecting中图分类号：tu74文献标识码：a文章编号：近年来随着生产规模的逐年扩大，原有的地质勘探资料勘查网度稀，可靠性差，工程揭露矿体与地质详勘阶段探明矿体存在较大差别，已不能有效地指导生产。

复杂地层水平井钻井技术研究应用

复杂地层水平井钻井技术研究使用付纪浩张希智雷华才张勇吐哈石油勘探开发指挥部钻井一公司摘要：由于地层复杂、轨迹控制难度大、油层位置不确定、测量仪器落后等一系列问题的出现，导致复杂地层水平井钻井中发生过多起事故和复杂，针对吐哈油田水平井存在的问题开展系统研究，形成一套完整的系统的复杂地层水平井技术。

关键词：复杂地层、水平井、事故复杂一、前言水平井以其产量高、能有效开发薄油藏、底水油藏和稠油油藏，经济效益明显的优点，越来越受人们的重视。

吐哈油田从1994年开始研究引进水平井钻井技术，吐哈油田自1994年到2005年共完成了21口水平井，其中10口井发生过事故和复杂，占完成井的48%。

因此针对吐哈油田水平井存在的地层复杂、轨迹控制难度大、钻井风险高、油层位置不确定等一系列问题开展系统研究。

形成一套完整、系统的适合吐哈油田的复杂地层水平井钻井技术。

二、水平井钻井技术的现状调查国外：截止到2004年，国外水平井数量已经超过40000口。

美国2000-2004年共完钻水平井6969口，2005年达到3100口左右；加拿大也超过1000口，美国年钻水平井数量已经超过总井数的7%，加拿大水平井数量占总井数的比例超过了10%。

国外水平井钻井技术取得的一些主要指标是：水平井最大水平段达7200米，水平井最大垂深6062米；水平井最大单井进尺10172米。

国内：四川、新疆、胜利、塔里木油田都完成深井复杂地层水平井的施工，塔里木油田先后实施了DH1一H1、DH1一H2、DH1一H3、DH1一H4等四口世界级超深水平井，东河1一H1井是当时全国水平井井深最深(6452.00m)、垂深最深(5784.00m)、裸眼段最长(4949.62m)、造斜点最深(5552.11m)的水平井，创下了上述四项全国及亚洲纪录。

吐哈指挥部在哈萨克斯坦肯基亚克盐下油藏完成了6口井高压深井水平井施工，完钻井深超过4500m,2004年完成了该油田地层条件最复杂、施工难度最大的水平井H8101井。

钻探施工技术在复杂地层中应用

钻探施工技术在复杂地层中应用摘要：在岩心钻探施工过程中时常会钻遇复杂地层，比如孔壁不稳定，孔内漏水或涌水，软硬互层、蚀变发育的构造带等地层，复杂地层是影响钻探施工的重要因素，当钻遇复杂地层时需要设备、工艺的相互结合及高性能冲洗液的合理运用。

本文分析了钻探工艺、冲洗液在处理复杂地层方面的作用，希望能对岩心钻探过程中处理复杂地层时有促进和指导作用。

关键词：复杂地层；钻探施工；冲洗液复杂地层主要指岩心钻探过程中钻孔漏水或涌水、孔壁不稳定（包括孔内坍塌、掉块、遇水膨胀、遇水分解破碎等）及各种蚀变构造带的地层。

随着我单位铀矿找矿工作的逐渐深入，遇到的复杂地层较多，已成为影响我单位钻探施工效率的主要因素，急需有效的解决办法。

我单位钻探施工工作区主要地层为花岗岩，在钻进过程均遇到上述复杂地层，反映在施工方面主要有3个问题：一是孔壁不稳定造成的孔内坍塌、掉块及遇水分解造成的钻孔超径导致孔内事故，造成施工无法进行；二是在钻遇蚀变构造带过程中，孔内裂隙较发育，冲洗液损耗大；三是岩心采取率低、钻孔跑斜不能满足地质设计要求。

以下就影响复杂地层正常钻进的各种因素进行分析。

1各类复杂地层形成的原因复杂地层通常是由于岩层本身发生地质构造运动且与外界相互作用而导致的，具体主要分为以下几种情况。

（1）岩性本身引起的复杂地层。

（2）溶蚀引起的复杂地层。

地下水主要通过溶蚀作用来破坏岩石结构。

钻井故障与井下复杂问题的分析及处理

钻井故障与井下复杂问题的分析及处理前言在钻井过程中，钻头不断地破碎岩石、新井眼随之生成，新形成的井壁岩石失去了原来的支撑条件，呈现出不稳定状态，如果钻井措施不能适应这些变化，就会造成井下诸多复杂情况和事故。

因此,在钻井施工中正确认识和预防、处理井下事故及复杂情况是至关重要的。

本次毕业设计以此为论文题目对生产中面临相关的钻井故障及井下复杂问题进行细致分析研究，并且结合实际作出相关的预防措施和处理办法，并且在实践中取得相应的效果,为今后的施工和生产积累了宝贵的经验财富。

一、造成井下故障及复杂情况的原因1、地质因素1）异常的地层压力，孔隙压力，破裂压力，坍塌压力，特殊地层的蠕变应力。

2）不稳定的岩性层位：蠕变的盐岩层、膏岩层、沥青层、水软泥岩层、吸水膨胀泥岩层、容易坍塌剥落的泥岩层、煤层、特高渗透岩层、含硫化氢、二氧化碳层。

3）特殊的地质构造：断层，裂缝，溶洞。

2、工程因素1）地质资料的掌握程度；2）工程设计的科学性；3）技术措施的正确性；4）管理、操作人员的素质。

二、处理井下故障及复杂情况的原则1）安全坚持安全第一的原则，根据设备、工具、人员素质确定技术方案和措施，避免事故进一步复杂化。

2）快速决策正确，组织周密，准备充分。

3）灵活详实掌握现场信息，不失有利战机。

4）经济综合考虑技术方案的安全性、可行性、有效性，使事故损失减至最小。

三、卡钻处理通则1、顺利解除事故的必要条件1）力求钻井液循环畅通；2）尽量保持钻柱完整；3）防止钻具连接螺纹扭转过紧；4）建立专业化的队伍。

2、分类按卡钻产生的原因可分粘吸卡钻、坍塌卡钻、砂桥卡钻、缩径卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻、干钻卡钻、落物卡钻等各种类型。

（一）、粘吸卡钻1、原因：（1）井壁因吸附、沉积形成滤饼；（2）地层孔隙压力与泥浆柱压力形成的压差。

2、特征：（1）钻柱有处于静止状态的过程；（2）卡点位置在钻柱部分；（3）卡钻前后泥浆循环正常；（4）卡点可随时间增长而上移。

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浅谈钻井施工技术的复杂地层应用论
文
浅谈钻井施工技术的复杂地层应用论文
摘要：我国很多石油资源处于比较复杂的地层中，这大大增加了对其开采的难度。

通过对钻井技术在复杂地层中的应用进行介绍，希望对企业合理选择技术方案可以起到促进作用。

关键词：石油工程技术；采油技术；研究
我国是陆地石油资源较为贫乏的国家，随着近些年社会对石油产品需求量的不断增加，对我国的石油生产部门也提出了更高的要求。

且随着我国石油资源的长期大规模开采，好开采的石油资源都越来越少，复杂地层中的石油资源开采越来越多，我们必须当地开采条件选择适合的钻井技术，只有这样才能保证钻井的质量和钻井的效率。

1石油钻井技术的简单探讨研究
钻井是油田开采中的重要环节，其质量高低对后期采油效率的高低有着非常大的影响，且其在应用中投入的成本较高，对企业的经济效益有着很大的影响。

目前钻井工艺比较多，但常见的钻井工艺为金刚石钻探工艺、空气钻井工艺、振动钻井工艺。

空气钻井是利用压缩空气作为动力源将岩屑带回地面的，它具有传统液压钻井所不具备的优势。

该技术特别适合井底负压差较大的环境，它要求地层中不能含有水分，使用该技术能更加及时的将岩屑带回地面，且对钻具的阻力较小，这大大增加了钻井的速度，非常适合地质较为坚硬的地层进行钻井。

[1]钻井工艺主要包括回转钻探、冲击回转钻探和冲击钻探。

该工艺主要适合地质比较坚硬地层的钻探，在实际的钻井过程中，通过有效的振动，来将坚硬的岩石振碎，降低直接钻井的难度。

金刚石钻探工艺。

该钻井过程中是使用金刚石来作为钻具的，主要是利用了金刚石超硬的特点，在钻井过程中耐磨损能力强，能够有效增加钻井的效率，在实际中应用非常广泛。

2复杂地层的结构性质
在实际的钻井过程中，碰到的复杂地层可以分成两种情况。

一种是受到了构造的作用，在地质运动的过程中，产生了挤压、剪切的作用，这导致岩石的碎裂情况比较严重。

另一种是受到了地质力的影响，所形成的破碎性复杂地层，岩石的风化程度比较严重，地层结构也比较松软、软硬程度比较悬殊。

[2]因此，在实际钻探过程中，岩石无法提供有效的支撑力，在钻井过程中容易出现滚动现象，这造成对岩石的取芯工作比较难，容易出现卡钻、跨钻和掉块的现象。

3钻井施工技术在复杂地层中的应用分析
合理选择钻进方法。

钻进方法是影响钻探施工的`重要因素，我们在实际选择钻进方法时，应该对地层岩石的强度进行测量。

如果岩石的强度在1到6级，我们应该选择金刚石或者硬质合金钻进。

如果岩石的强度在4到12级，我们应该选择金刚石回转钻进。

如果其强度在7到12级，我们可以选择钢粒钻进。

如果强度在6-12级，可以选择金刚石冲击回转钻进。

对于6到8级的岩石可以选择硬质合金冲击钻进。

在整个的钻井过程中，应该严格按照《岩心钻探规程》的相关内容来开展质量控制工作，保证在复杂的地层环境中，可以获得良好的钻井质量。

通过大量的研究显示，组合钻探工艺在复杂地层钻井过程中往往可以取得比较好的钻井效果，能够满足实际钻井质量控制的要求，是未来钻井技术的一个重要发展方向。

组合钻井工艺的实质，就是通过联合应用空气反循环连续取样、水利反循环连续取样等技术的综合利用。

在实际的应用中，空气反循环连续取样技术充分利用了双壁钻杆，在利用循环媒介为基础的前提下，以冲击回转的方式进行施工。

在整个循环过程中，循环介质是通过双壁钻杆内外孔之间的环隙来到达表面的，并以收集地质样品为核心，为复杂的地层提供有效的检测样品。

从其实际应用效果来看，该方法具有使用成本低和适用范围广的优点，非常适合在干旱地区的应用。

4结语
随着我国石油供应的日趋紧张，这给我国石油生产企业提出了更高的要求，同时复杂地层中的钻井应用越来越多，这要求企业根据实际地层的情况和生产要求，选择适合自己的钻井技术，以此来达到提高工作效率的目的。

当前的技术都普遍还存在很大的不足之处，这就要求我们石油科技工作者，可以根据我国的具体情况开发出更好、更高效、对环境污染更小的钻井技术，进一步增加对复杂地层的钻进效率，降低钻井过程中的成本，为我国的石油事业做出更大的贡献。

参考文献：
[1]李娟,何金南,刘建立,等.国内外深井钻井技术进步与经济评价初探[J].石油钻探技术,2002,30(6):21-23.
[2]高德利,张武辇,李文勇.南海西江大位移钻井钻完井工艺分析研究[J].石油钻采工艺,2004,26(3):1-6.。