黄桥区块地层可钻性评价及钻头选型研究

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超深井安全提速提产地质工程一体化关键技术

超深井安全提速提产地质工程一体化关键技术发布时间：2022-04-06T06:39:09.770Z 来源：《城镇建设》2021年11月32期作者：杨松林[导读] 我国是一个能源大国，现阶段，塔里木盆地库车坳陷白垩系砂岩气藏杨松林身份证号：37012619870829****摘要：我国是一个能源大国，现阶段，塔里木盆地库车坳陷白垩系砂岩气藏效益开发面临着超深、高温、高压、高应力等挑战，亟待解决巨厚高抗钻砾石层和复合盐层的钻井安全提速，以及极低的基质孔隙度和渗透率储层的改造提高产量这两大难题。

为此，在系统梳理钻完井工程问题与地质因素之间的关联性基础上，建立了相应的地质和地质力学三维模型，形成了超深井安全提速提产地质工程一体化关键技术。

关键词：超深气井；地质力学；地质工程一体化；提速；提高产量引言随着世界发展对石油资源的需求量越来越大，石油资源的开采量不断下降，石油资源的开采难度不断上升，因此深井、超深井的固井技术变得十分重要。

1固井难点及技术措施双探6井是某油气田分公司在某盆地双鱼石—河湾场构造布置的一口风险探井。

该井采用 241．3mm钻头钻至7833m中完，上层273．05mm套管鞋井深为3648m，中完钻井液密度1．98g/cm3，裸眼段平均井径扩大率为3．8%，最大井斜角为65．6°。

采用 177．8mm+ 184．15mm复合悬挂尾管封固3248～7833m井段，固井作业存在以下难点:裸眼封固段长4585m，水泥浆一次性上返难度大;安全密度窗口窄(1．98～2．03g/cm3)，压稳和防漏矛盾突出;油气显示活跃(气侵2个，气测异常3个)，其中飞二段(6799～6800m)、茅口组(7605～7606m)油气显示活跃，防窜难度大;井漏分布广，嘉四段、嘉三段、飞四段、飞一段、茅口组均有分布，其中嘉三段(5909．83～5913．34m)、茅口组(7781．15～7781．20m)为主漏层，固井施工时井漏风险大;井底静止温度146℃，封固段顶部静止温度72℃，上下温差高达74℃;油基钻井液与水泥浆相容性差，冲洗效率不易保障，影响界面胶结质量。

利用数理统计方法对钻头进行优选及评价

摘要结合实例介绍了应用数理统计进行钻头优选与评价的基本原理与步骤，该方法是通过哈得熏区块的大量钻井施工实践及钻头资料统计数据，用数理统计原理构造合适的统计，利选择适当的置
信度，钻井工程设计中对钻头类型及型号进行优选，测钻头可能达到的使用指标，在预同时对钻头的使
德莫哇佛一拉莫拉斯定理说明标准化随机变量
的极限分布是标准正态分布Ｎ（，）０１。又由中心极限定理：果，：… ，是相互独立如，且服从相同分布的随机变量Ｅ（＝，筏）（ｘ）Ｄ（＝１２ … ，）则标准化的随机变量之和的分布函数，，Ｅ，Ｌ（，任意满足：）对
中心极限定理揭示了正态分布的形成机制，如果
系、叠系地层为主，二这种地层十分古老，岩石坚硬，研
维普资讯
断第１第６期４卷
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利用数理统计方法对钻头进行优选及评价
路小帅王越之雷满郑改红
（．江大学石油工程学院，北荆州４４２；．河石油勘探局沈阳工程技术处，宁沈阳１０１１长湖３０３２辽辽１３６３胜利油田渤海钻井二公司，东东营２７０）．山５２０

对塔巴庙区块钻头选型的几点认识

＋
煤层、深灰色一灰黑色泥岩、灰黑色灰岩与灰白色细一中砂岩
下奥陶系下统上马家沟组马五马五卜灰色云岩类
丝堕星
组段符号
岩简性述
Ｑ
～ … 浅棕黄色风积砂层
界系
统
第四系全新统
的提高，也形成了一套较完整的钻头使用程序。但由于区域地质
差异个别层段的钻头选型还需进一步探讨。下面就以上几个问题谈几点认识。
难。为了选好钻头、提高钻井效率、降低钻井成本，有必要对区块再进一步划分，确认各井段地层岩性特征和可钻性，为优选钻头提供参考依据。
１１地层基本特征（．见表１）１２区域地质特征（表２．见）１３部分井二开至刘家沟组井段钻头使用情况（．见表３）２钻头选型方案
三系上延组叠统长
蓉、色岩同泥互白灰砂与色岩绿
中马组Ｔ番譬与、色岩等统二营２鲁岩棕紫泥略灰下尚组Ｔ色岩杂砂略统和沟警泥与色岩等ｈ
刘家沟组
棕红、色泥岩与杂色砂岩略灰紫Ｔ等厚互层，１１底部夹一层灰绿色凝灰岩
１工区内地层特性与ＰＣ钻头使用情况Ｄ塔巴庙区块钻遇地层依次为新生界、中生界、上古生界、下古生界和前古生界。地层基本特征比较稳定，区域岩性上存在着但明显的不均质性，地层软硬交错、夹层多，分地层有大段含砾，部
菱铁矿、黄铁矿结核时有出现，整个区块的不同区域，石层厚砾度、石英含量差异较大。由于以上原因给钻头选型带来一定困

211261545_张页1_井钻成井施工技术

文章编号：2095-6835（2023）10-0066-05张页1井钻成井施工技术王海涛（河北省煤田四队，河北张家口075100）摘要：张页1井是张家口地区的第一口页岩气井，目的是获取评价关键地质参数，对宣化东部地区下花园一带页岩气资源潜力进行研究和调查评价。

介绍了张页1井钻成井施工工艺，并就施工过程中遇到的钻效低、地层坍塌漏失、产层保护等难题，通过应用大口径绳索取心钻进技术、钾基聚合物钻井液体系，提高了钻探效率，达到了质量要求，建成了一口合格的页岩气参数井，为张宣地区页岩气的开发利用提供了参数依据，并积累了宝贵的施工经验。

关键词：大口径页岩气井；绳索取心；钾基钻井液；施工技术中图分类号：TD861.2文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2023.10.019页岩气作为重要的战略能源、清洁能源，越来越得到国家重视，页岩气的勘探开发利用有利缓解煤炭产能减少、农村地区煤改气等原因造成的能源短缺问题，对环境治理、经济社会稳定具有重要意义[1]。

张家口地处北京西部，为首都“西大门”，张页1井的开发与利用对治理大气污染，改善京张生态环境，缓解日益严重的资源问题具有重要意义，是服务北京，建设京张生态涵养圈的重要体现。

河北省张宣地区东部下花园组和下马岭组2套地层分布较广、厚度较大、盖层条件有利于页岩气的储藏。

其中下花园组泥岩和煤层交互沉积，赋存煤层气和致密砂岩气，具有较好的资源潜力。

1工作区概况1.1地理位置工作区交通位置如图1所示。

图1交通位置图工作区位于张家口市宣化区东南下花园一带，区内有宣东一井、宣东二号煤矿、段家堡煤炭预查区、宣东煤矿南部外围预查区、黑黛山煤炭普查区，总面积约590km 2。

工作区西部为宣西煤炭预查区，南部有下花园煤矿、玉带山煤矿、前山井、鸡鸣山井、鸡鸣驿矿、怀来矿业有限公司，东部外围有艾家沟煤矿、水窑沟一井、于洪寺煤矿一井等煤矿。

1.2地层概况本区大地构造位置处于中朝准地台（Ⅰ）、燕山沉陷带（Ⅱ）、冀西陷褶断束（Ⅲ）、宣龙复向斜（Ⅳ）、宣后向斜（Ⅴ）的中央部位。

影响定向井钻井时效的关键因素及提效措施

影响定向井钻井时效的关键因素及提效措施摘要：随着国内各区块产能建设部署的不断推进，定向井开发已经在各油气田得到了规模化应用，然而定向井钻井工艺的应用效果却参差不齐，尤其是复杂构造区块，部分构造地层夹层多，井漏频繁复杂，地层可钻性差，严重制约了定向井钻井速度。

如何缩短钻井周期，提高钻井速率已经成为新形势下提高定向井钻井效果的关键。

基于此，本文结合复杂区块定向井钻井提速实践，在分析了影响钻井速度的几个关键因素基础上提出了优选造斜点、优化钻头选型、优化钻具组合、减少井下复杂情况和事故等快速钻井技术措施，并就在现场实践中取得了良好的应用效果进行了阐述。

关键词：复杂构造；定向井钻井；钻井提速增效0前言为了节约钻井成本和减少施工占用土地，加快开发速度，国内众多油气田的开发所施工的开发井均为同一个平台施工多口定向井，丛式定向井开发已逐步成为成大趋势，同时也面临施工难度增大、钻井周期延长等严峻问题，这除了与油气藏所在区域地质情况复杂因素密切相关以外，还与定向井工艺的具体应用密切相关。

因此，明确导致定向井钻井时效低的主要因素，并找出恰当合适的应对措施很关键。

1影响定向井钻井速度的因素分析1.1井漏频繁井漏是影响定向井钻井时效的一个主要因素，这与油气藏构造性质密切相关，如具有明显孔隙型储层特征的构造，其油气分布的地层空隙承压能力受限，在发现油气显示后提高钻井液的密度往往会发生井漏。

特别是一些长度段较长的漏失地层，由于地层井漏严重，漏失井段长，对压力极为敏感，地层承压能力不易提高，这给快速钻进带来严重的隐患，滑动钻进中如果发生井漏，一般先采用随钻堵漏剂堵漏，若漏速增大，则需要起钻倒出定向钻具组合再下入光钻杆组合堵漏，因此起下钻次数多，增加了钻井周期。

1.2二次定向部分油气藏构造定向井稳斜段较长，甚至达近千米，并且在集中稳斜段由于地层夹层多，轨迹不易控制，常规钻具组合难以达到稳斜稳方位的目的。

尤其是一些复杂层段，同一井组的不同井之间变化的规律也不一样。

钻头选型的原则与依据

第七章
钻头选型
第一节
钻头选型的原则与依据
目的意义：
钻头类型不同，性能不同; 同一类型钻头，结构参数不同，性能不同; 同一型号钻头，厂家不同，性能不同。选择哪一种类型的钻头，同种钻头选择哪一种型号的
钻头，同一种型号选择哪一个厂家的钻头，直接关系到钻
井速度与钻井成本。因此钻头优选对于提高钻井速度降低钻井成本具有重要意义。
t—钻头纯钻进时间， tt—辅助时间（起下钻及接单根时间），
H—钻头进尺。
例题：
某一型号PDC成本10万元，钻头钻进1500米后报废，此钻头纯钻时间100小时，辅助钻进时间100小时，钻机日费2.4万元，计算该钻头的
平均机械钻速和单位进尺成本？
解：
钻头平均机械钻速：
ROP H 1500 m 15m / h T 100 h
切削齿大小和切削齿密度水力结构特点钻头冠部形状英文字母表示钻头体的材料
一、不同钻头类型性能的差异
1.不同类型钻头机械钻速与钻头寿命百分比的关系
机械钻速
钻头寿命百分比
分析：①不同类型钻头，机械钻速的总体差异；
②不同类型钻头，机械钻速随钻头新度的变化规律。
2.钻头的使用范围对比
单晶金刚石钻头 TSP钻头 PDC钻头牙轮钻头地层硬度级别 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
3—滚动轴承，保径；
4一滚动、密封轴承； 5一滚动、密封轴承，保径；
6—滑动、密封轴承；
7一滑动、密封轴承，保径。
第四位字码为钻头附加结构特征代号，用以表示前面
位数字无法表达的恃征，用英文字母表示，目前，IADC已
定义了11个特征，用下列字母表示: A—空气冷却; C—中心喷嘴;D—定间钻井;E—加长喷嘴; G—附加保径/钻头体保径;J—喷嘴偏射;R—加强焊缝：S—标准铣齿; X—楔形镶齿;R—圆锥形镶齿；Z—其

测井资料在火成岩地层提高钻进速度中的应用研究

测井资料在火成岩地层提高钻进速度中的应用研究
韦忠良;陈正阳;李积泰;付纪浩;薛继彪;柯建兴
【期刊名称】《石油天然气学报》
【年(卷),期】2010(32)5
【摘要】针对聚晶金刚石(PDC)钻头在火成岩地层存在机械钻速低、单只钻头进尺少、耗时多等问题,分析了导致火成岩地层钻进速度慢的原因;利用声波时差与钻头选型的关系,结合地层岩心数据,设计出了能够在火成岩地层大幅度提高钻进速度的PDC钻头。

现场试验结果表明,与牙轮钻头相比,PDC钻头钻速提高了约20%,每米钻井成本降低了27%。

【总页数】3页(P377-379)
【关键词】火成岩;测井资料;岩石可钻性;PDC钻头
【作者】韦忠良;陈正阳;李积泰;付纪浩;薛继彪;柯建兴
【作者单位】常州大学机械与能源工程学院;中石油西部钻探工程有限公司吐哈钻井分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE921.1
【相关文献】
1.测井资料在地层抗钻特性参数预测中的应用研究 [J], 王克雄;魏凤奇
2.速度异常测井:用声波-中子测井法或声波-密度测井法预测碳酸盐岩地层中孔隙类型和渗透率变化的工具 [J], Flavio;S.Anselmetti;Gregor;P.Eberli;孙占东;陈冬梅;
李光云;
3.地层倾角测井资料速度校正处理技术 [J], 何登春;鲍金平
4.用地层元素测井资料定量计算火成岩岩性组分 [J], 金云智;高楚桥;高永德;陈嵘;杜超
5.对提高地层压力预测精度的探讨——声波测井层速度与地震层速度的关系 [J], 张蓉;徐群洲;帕尔哈提;王洪义;魏金兰
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古潜山致密砂岩水平井钻完井技术

古潜山致密砂岩水平井钻完井技术覃毅;高飞;刘振通;李欢;朱赫;霍磊磊;张国山【摘要】致密砂岩孔渗性低,可钻性差,长水平段水平井钻井难度大。

以任丘古潜山致密砂岩第一口水平预探井任密1H井为例,对长水平段水平井钻完井施工中的难点及相应技术措施进行了论述。

任密1H井钻进过程中摩阻扭矩大,井眼轨迹不易控制;岩屑上返路程长,易形成岩屑床;要求全井封固,固井难度大。

通过钻具组合和钻头优选,应用“螺杆＋MWD”定向控制的井眼轨迹控制钻井技术保证了井身质量。

应用钻井液技术控制高温、高压滤失量,降低钻井液摩阻系数,保证岩屑悬浮和携带,确保井眼清洁。

应用低失水、低敏感性及稳定性好的大温差双密度水泥浆体系配套固井技术有效保证了固井质量。

整套钻完井技术保证该水平井中靶率为100%,全井段封固合格率为100%,实现了该区致密储层油气勘探突破。

对国内其他地区古潜山致密砂岩水平井的施工有一定的借鉴意义。

【期刊名称】《非常规油气》【年(卷),期】2015(002)006【总页数】7页(P71-77)【关键词】致密砂岩水平井;古潜山;任密1H井;井眼轨迹控制;长封固段大温差固井技术【作者】覃毅;高飞;刘振通;李欢;朱赫;霍磊磊;张国山【作者单位】渤海钻探工程有限公司第一固井分公司,河北任丘062552【正文语种】中文【中图分类】TE256致密砂岩是一种沉积岩，一般具有7%～12%的孔隙度和小于1.0mD的空气渗透率，砂岩孔喉半径一般小于0.5μm。

近几年来，由于非常规连续型油气聚集理论的创新及致密储层中纳米级孔隙的发现，推动了中国致密砂岩油气快速发展。

目前，鄂尔多斯盆地、四川盆地是中国致密砂岩油气开发的主要地区；塔里木盆地、松辽盆地和吐哈盆地也开展了致密砂岩油气开发的探索。

经预测，致密砂岩气总体可建产规模在600×108m3以上，勘探前景广阔[1-16]。

目前常规定向井无法实现致密砂岩油气的有效勘探开发，必须用长水平段水平井才可大幅度提高致密砂岩油气的勘探开发效果。

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ｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｕｓｅｄｂｉｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｕａｎｇｑｉａｏｂｌｏｃｋ，ｄｒｉｌｌｉｎｇｒａｔｅｍｏｄｅｌ，ｄｒｉｌｌａｂｉｌｉｔｙｖａｌｕｅ，ｂｉｔｔｙｐｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｄｒｉｌｌｉｎｇｒａｔｅ
第３卷第１期
油气藏评价与开发
ＲＥＳＥＲＶＯＩＲＥＶＡＬＵＡＴＩＯＮＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ２０１３年２月
黄桥区块地层可钻性评价及钻头选型研究
汪琼，樊华
（中国石化华东石油局工程ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ术设计研究院，江苏南京２１００３１）
ＷａｎｇＱｉｏｎｇａｎｄＦａｎＨｕａ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｉｔｔｕｔｅ，ＥａｓｔＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＢｕｒｅａｕ，ＳＩＮＯＰＥＣ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１００３１，Ｃｈｊｎａ）
摘要：黄桥区块是华东局在下扬子地区重点勘探开发区块。区块中、古生界地层可钻性差，平均机械钻速２．９５３．３７ｍ／ｈ。
为了提高钻井速度，开展了黄桥区块地层可钻性评价及钻头选型研究。应用钻速方程反求法，结合实际钻井数据进行统计分析和计算，建立了黄桥区块地层可钻性级值剖面；根据地层的可钻性级值分布范围及岩性特点，开展了钻头选型研究，在已钻井钻头使用情况统计分析的基础上，推荐了有利于提高黄桥区块机械钻速的钻头型号。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＨｕａｎｇｑｉａｏｂｌｏｃｋｉｓｏｎｅｏｆｔｈｏｓｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｂｌｏｃｋｓｉｎＬｏｗｅｒＹａｎｇｔｚｅｒｅｇｉｏｎｅｘｐｌｏｒｅｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｙＥａｓｔＣｈｉｎａ
ｖａｌｕｅ，ｂｉｔｔｙｐｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｓｕｉｔａｂｌｅｂｉｔｓｅｌｅｃｔｉｏｎｉｎｆａｖｏｕｒｏｆｉｍｐｒｏｖｉｎｇｄｒｉｌｌｉｎｇｒａｔｅｗａｓｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｅｏｆ
ｏｎｌｙｃａｎｒｅａｃｈ２．９５－３．３７ｍｅｔｅｒｓｐｅｒｈｏｕｒ．Ｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｒｉｌｌａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｂｉｔｔｙｐｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｆｏｒｈｕａｎｇｑｉａｏｂｌｏｃｋｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｄｉｒｌｌｉｎｇｒａｔｅ．ＲｅｖｅｒｓｅｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｒａｔｅｍｏｄｅｌｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｒｏｃｋｄｒｉｌｌａｂｉｌｉｔｙｐｒｏｆｉｌｅｏｆＨｕａｎｇｑｉａｏｂｌｏｃｋｏｎｏｎ－ｓｉｔｅｄｒｉｌｌｉｎｇｄａｔａ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｎｇｅａｎｄｌｉｔｈｏｌｏｇｉｃｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｄｒｉｌｌａｂｉｌｉｔｙ
ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＢｕｒｅａｕ．ＴｈｅｒｏｃｋｄｒｉｌｌａｂｉｌｉｔｙｏｆＭｅｓｏｚｏｉｃａｎｄＰａｌａｅｏｚｏｉｃｆｏｒｍａｔｉｏｎｗａｓｐｏｏｒ．Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｈｉｓｓｉｔｅ
关键词：黄桥区块；钻速方程；可钻性级值；钻头选型；机械钻速中图分类号：ＴＥ２１文献标识码：Ａ
ＳｔｕｄｙｏｎｄｒｉｌｌａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｂｉｔｔｙｐｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｉｎＨｕａｎｇｑｉａｏｂｌｏｃｋ