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栗1井基岩钻井技术_5151doc

栗1井基岩钻井技术
作者:未知 文章来源:网络 点击数: 更新时间:2010-2-12

摘要:栗1井是河南油田布署在泌阳凹陷南部陡坡带的一口重点预探井,通过认真分析,针对性地采取一些新的技术措施,该井最终顺利完钻,并准确命中工程设计靶区,井身质量与固井质量合格率100%。
关键词:栗1井 基岩 工程设计 难点 措施 施工 建议
        1 栗1井施工技术难点
        1.1 基岩井段因地层原因而使钻井钻速十分缓慢
        栗1井基岩不仅层段长,而且埋藏深,位于2100-3500m,岩性大多属于灰(白)色荧光大理岩及部分深灰色片岩,由于岩石坚硬致密、可钻性差、研磨性强,所以造成基岩井段机械钻速非常低。
        1.2 基岩井段钻具磨损严重
        基岩段因地层致密,研磨性极强,机械钻速缓慢,而使钻具磨损特别严重。尽管采用具有滑动轴承、金属密封、特别保径、掌背强化结构特点的钻头和高速马达钻头,一定程度上提高了基岩段钻头寿命和机械钻速,但钻头的磨损仍然严重,不但外径平均磨损2~4mm,而且内、外排齿磨损也很严重,牙齿高度一般磨损2~4mm;同时钻柱因振动而造成的“蹩跳钻”,对钻头轴承磨损及牙齿磨损、掉牙齿、断齿影响也特别大,使得所用钻头不得不硬性规定纯钻时间一般不得超过60h、浅层钻进不得超过150m、深层钻进不得超过80m,从而减少了钻头的正常使用寿命。
        1.3 基岩段钻进易出现钻具粘扣及断损
        究其原因主要是以下几个方面造成:①钻具在基岩地层钻井时所受的复杂应力、交变应力和振动远大于其它岩性的地层;②钻具在长期工作中承受拉伸、压缩、弯曲、扭切等复杂应力;③钻具在弯曲的井眼中转动,一方面以自身的轴线为中心进行旋转,使钻具靠井壁的一边受拉力,离井壁的一边受压力,每旋转一圈,拉压应力交变一次,如此形成频繁的交变应力,促使钻具早期破坏;另一方面由于有强烈的钻具共振,因此不能排除由于井眼弯曲引起的弯曲应力对钻具造成的疲劳破坏;④钻进时的跳钻、蹩钻,既使钻具产生纵向振动,又使钻具产生横向振动,对受压部分的钻具破坏极为严重,所以在坚硬的基岩地层钻进容易发生钻铤事故。
        2 采取的针对性技术措施
        2.1 优选钻头类型
        通过分析邻近基岩井返出的岩屑和所用钻头的实际使用情况(包括机械钻速、牙齿的磨损和折断、外径的磨损、及轴承的磨损等),栗1井筛选出具有金属密封、修边齿、巴掌强化、高抗研磨性等特殊功能的江汉HJT537GK、HJT617GH系列钻头,螺杆钻具选用MD537X钻头,且现场应用也取得良好的效果。
        2.2 优选钻具组合和优化钻进参数并推荐使用减震器
        以往基岩井基岩层都比较薄,基岩段大都采用三扶刚性满眼钻具或光钻铤钻具钻进,此2种钻具虽然强化了下部钻具的刚度,但由于钻挺加量一般比较多,远超中和点,所以常发生刺、断钻具和粘卡事故。为此,栗1井钻进长基岩段简化了钻具结构,采取双扶正器或单扶正器钻具(螺杆钻具除外)。合理的钻具组合和钻井参数能有效降低钻柱的振动幅度,可以达到防断打快的目的,所以对钻头加压和转盘转速应加以规定,以确保钻柱通过调整钻压来实现不断变换的中和点始终位于加重钻杆上,防止钻柱发生断、刺、粘扣事故,现场主要采用低速重载的钻井参数,即钻压18~22t、钻速50~60 rpm。另外,通过基岩层钻井和研究发现,带扶正器的钻具使用减震器可有效降低钻柱的振动强度,而且双减震器比单减震器防震效果更好,同时得出减振器的最佳安放位置应该在距钻头9.8~47m 处。


        2.3 使用含有耐磨带的钻杆和镶有特殊硬质合金材料的扶正器
        基岩钻井对钻具磨损比较严重,使用常规扶正器时,一幅新扶正器入井不长时间外径磨损便可达3~5mm,更有甚者磨损量高达7~8mm,造成钻具快速失效,这样既不利于井身轨迹控制,又造成频繁起钻更换钻具组合(或换新扶正器),同时为下步使用正常尺寸的扶正器带来大段扩眼的复杂情况,而且会因操作不慎造成小井眼卡钻风险。所以,为减少钻具磨损,避免钻具提前报废,现场采用敷焊耐磨带的高强度钻杆和使用特殊硬质合金材料的扶正器。
        2.4 优选钻井液体系
        基岩钻井所用钻井液一般为低密度低固相聚合物磺化钻井液体系,密度一般为1.07—1.13g/cm3、粘度45—60s。大段基岩在钻进过程中要根据实际地层情况及时调整钻井液性能;同时还要根据处理剂的消耗不断持续的补充;而且有时还要根据实际需要添加其它处理剂,如发生漏失时加入单封、复合堵漏剂等。
        3 施工过程
        3.1 基岩段施工
        进入基岩地层后,依据待钻井眼轨迹设计,首先下入双扶微增钻具钻进,钻进至2406m时井斜7°、方位14°。鉴于井底方位偏大16°而且需要增斜,所以接下来下入1°螺杆钻具,该钻具钻进至2494m,把井斜提至22.8°,方位调到25

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