深井超深井钻井技术

深井超深井钻井技术第一节概述 1..其次节地层孔隙压力评估技术................................2..第三节井身构造及套管柱优化设计.............................................................4..第四节防斜打快理论和技术.............................................................9..第五节地层抗钻特性评价与钻头选型技术.............................................................1.4第六节井壁稳定技术............................................................1..8.第七节钻井液技术............................................................2..3.第八节固井技术............................................................2..7.第九节深井测试和录井技术............................................................3..第一节概述45006000米的井；超深井是指完钻井深为6000米以上的井。深井、超深井钻井技术，是勘探和开发深部油气等资源的必不行少的关键技术。在我国，深井、超深井比较集中的陆上地区包括塔里木、准噶尔、四川等盆地。实践证明，由于地质状况简单〔诸如山前构造、高陡构造、难钻地层、多压力系统及不稳〕〔或其它类似地区〕的深在“八五”末期，虽然我国在3000m以内的油气井钻井方面已接近国际80年月末的技术水平，但当井深超过4000m时，我国的钻井技术与国外先进水平相比仍有较大差距。美国5000m左右的油气井钻井周期约为90天，5500m左右约为110天，6000m左右约140天，6500~7000m5~7月。然而，我国深井平均钻井周期约为210天左右，特别是在应付简单深井超深井工程方面的钻井力量和水平比较低，没有形成一整套与之相适应的深井超深井钻井技术。为了尽快适应我国西部深层油气资源勘探开发工程的迫切需要，在“八五”初步争论的根底上，自然气集团公司将“简单地层条件下深井超深井钻井技术争论”列为“九五”重大科技工程工程之一〔工程编号： 960024〕，调动全国的优势科研力气开展大规模攻关争论，试图使塔里木、准葛尔、四川等盆地的深井超深井钻井技术水平有较大提高，根本满足这些地区深部油气资源高效钻探与开采的技术需求。通过五年多的持续攻关争论，该工程攻关集团攻克了不同地质条件下深井超深井钻井技术的很多难题，有力地推动了我国简单地质条件下深井超深井钻井技术的进展，取得了丰硕的理论和技术争论成果〔2023年通过专家验收评价〕，可概括如下：91深井〔塔参1井〕，完钻井深7200米，完成6000米以上的超深井6口，4500-6000米的深井85口。各攻关集团完成的深井超深井数量分别为：塔里木攻关集团26口，准葛尔攻关集团45口，四川攻关集团12口，塔西南攻关集团35口。与“八五”期间相比平均机械钻速提高20~40%;平均钻井周期缩短26.7%~40%，井下简单和事故时率分别降低26%和17%4.1161：5.92。2•工程共进展了5个课题〔31个专题〕的争论工作，取得了一系列争论成果，在以下技术方面有重大突破：钻前地层压力与井壁稳定推测，井身不稳定性剖面的建立及套管柱强度设计，高效钻头、井下动力钻具提高机械钻速，高陡构造井眼轨迹推测及防斜打快理论和技术， “三高一抗”和高密度甲酸盐系列聚合物钻井液体系及配套技术，高密度〔2.6g/cm3〕、低密度〔1.3J.5g/cm3〕、塑性水泥及深井小间隙固井工艺技术，漏层位置测定及防漏堵漏技术，现场混配水泥浆循环喷射搅拌式水泥浆批量混合器，轻松顶驱、盘式刹车、 105MPa液压防喷器等配套装备，涡轮及减速涡轮钻具、液动冲击器、防磨接头、堵漏波浪管、自动自锁套管浮箍、随位自动脱挂尾管悬挂器等配套工具， 溢流早期监测、固井施工监测、60MPa漏层位置测定等仪器，并形成了配套工艺技术。355项，提出方法、技术及工艺共计47项，开发出专用3012918项，发表争论论文百余篇。工程开发的工具与设备填补了国内空白。实践证明，这些成果可以在我国各油田大规模推广应用，对我国山前构造等简单地质条件下深井超深井优快钻井及加快深部油气资源的勘探开发步伐具有重要作用。其次节地层孔隙压力评估技术一、概述特别地层孔隙压力是世界性的。世界油气勘探实践说明，正常地层孔隙压力、特别高压、特别低压三种类型的地层孔隙压力都可以钻遇到，但特别高压的消灭较特别低压更为频繁，对石油工业来说意义更大。地层孔隙压力确定是钻井界长期关注的热点课题，已形成多种方法，但如何提高精度成为国内外关注的焦点。多年的实践使人们生疏到地层孔隙压力在油气地质勘探、油气井工程、油气开发及油藏工程等领域占有极其重要的地位。在科学钻井方面：是合理确定套管程序的根底；也是合理选择泥浆密度，实现安全高效钻井的关键。 油气成藏研究和油藏工程方面：地层孔隙压力是油气成藏与分布的主控因素之一，是油气成藏流体动力学争论的依据。同时特别地层压力分布和规模影响采油作业和有关的油藏工程。地层孔隙压力确定方法的争论已有40年的历史，相继提出了许很多多确定其值的方法。但是问题并未完全得到解决，进入九十年月以来，在西方国家再次成为争论的热点。一般说来，可以将地层孔隙压力确定技术的进展分为两个阶段：阅历半阅历阶段〔19651987年〕和逐步科学化阶段〔1987年至今〕。阅历半阅历阶段提出的方法国内外一般称为传统方法。“九五”攻关之前我国地层压力推测技术仍停留在国外在60年月提出的二、争论进展在“九五”期间，以大学〔北京〕为代表，对地层压力检测推测方法进展了系统的争论，并结合疆克拉玛依油田、塔里木油田等进展了应用，取得了良好的技术经济效果，主要争论进展如下：1定理的“简洁计算模型”，利用声速求垂直有效应力。尽管也限于泥岩欠压实成因的特别高压检测，但较传统时差法有更高的精度，且使用简便，不同地区的实际应用说明，对ExxonBowers1994年发表的两参数速度模型在压力检测方面更合理。针对非欠压实成因及非泥岩地层，提出了一种“综合解释模型”。对于砂泥岩地层，同时考虑泥质含量〔岩性〕、孔隙度、垂直有效应力对声速的影响，由相关测井资料系统分析了影响层速度推测地层压力的因素、提高推测精度的关键和途径。提出的“简洁计算模型”直接用于压力推测，该方法简洁有用，适于资料极少的预探区。应用说明，对泥岩为主的生代砂泥岩地层推测效果良好。针对层速度推测地层压力诸多不确定性，在具体分析 Scott“综合算法模型”缺陷的根底上，重设计了一种的“综合算法”，对于砂泥岩剖面，可以同时实现对泥质开发了具有国内独立学问产权的“地层孔隙压力检测推测应用软件”。并进展了推广应用，目前已在已在克拉玛依、塔里木等油田正式推广应用，同时在柴达木、南海西部英琼盆地等地区也进展了应用。取得很好的应用。第三节井身构造及套管柱优化设计通过“九五”科技攻关，主要在深井井身构造、套管柱优化设计模型及其求解方法、套管柱内外压力计算模型、套管柱强度设计准则及套管柱优化设计软件等方面取得了重要进展。一、井身构造设计方法在“九五”攻关以前，井身构造设计的根底数据是：两条压力剖面〔地层孔隙压力和地层裂开压力，这主要反映人们对地质环境生疏的深刻程度〕6〔抽吸压力系数、感动压力系数、井涌允值、裂开压力允值、正常压力压差卡钻临界值和特别压力卡钻临界值，这主要表达了钻井技术水平〕〔坍塌层位和漏失层位〕设计方法方面，主要是依据压力平衡关系设计出合理的井身构造。这种设计方法的根本思想就是：在保证钻井施工能够顺当进展的前提下，使井身构造的套管层次最少，每层套管下入的深度最浅，从而到达成本最优的目的。能否到达设计思想的目的，主要取决于根底数据的准确程度。在“九五”争论过程中，通过调研现有的井身构造设计方法，觉察存在有某些缺乏之处。对深井生产井和探井的设计，由于钻井