钻头优选与合理使用技术..docVIP

钻头优选与合理使用技术 一、概述 在旋转钻井中，钻头是破岩造孔的主要工具，它的质量优劣及其与地层、岩性和它钻井工艺条件的适应程度，直接影响着钻井速度的高低，因而根据地层条件合理选择钻头类型和钻井参数，则是提高钻速、降低钻井成本地重要技术环节。在深井钻井过程中钻头要钻遇、钻穿多套地层中和多种岩石，由于岩石是具各向异性的非均质体，其品种极多且性质各异，因而从事钻头选型工作研究的石油钻井科技工作者，面对的是一庞大而复杂的集合体。故钻头类型优选方法的先进性及其所选钻头类型与地层的适用程度，从一定意义上讲制约着深井钻井速度的大幅度提高和钻井成本大幅度下降，是目前国内外钻井工程技术领域相当重视与关注的一项重要研究工作，多年来各国都在下大力,投入大量资金和众多人员进行该方面的试验与研究,以期获取行之有效且能为优质高效钻井提供技术支持的钻头选型方法。 石油勘探开发高速度与低成本目标的实现，很大程度上取决于钻井的高速度。目前国内外畅行的提高钻井速度的主要技术途径，是实施优快钻井配套技术，该项技术的核心内容是由软件技术－高水平的钻井工艺技术和硬件产品－与地层适用性强的高效钻头两部分内容组成。因而欲求获取钻井的高速度，即实现提高钻井速度、缩短建井周期的工作目的，除应在不断进行钻井工艺技术方面技术创新、研究开发外，另一重要技术途径是注重研制新型钻头和合理选择及使用钻头。 二、国内外相关钻头选型方法综述 自钻井应用于探矿工程开始至今，新型钻头研制与钻头选型工作，一直是钻井技术领域中研究的主要课题，随着钻井工艺技术的不断进步与提高，钻头选型方法在不断提高与完善，但此项工作将永远是该项技术领域中研究的主题。现将国内外有代表性的几种钻头选型方法予以归类综述。 （一)经验钻头选型法 本方法俗称现场钻井资料选型法，其提出和应用开始于钻井工程的初始阶段，后经从事石油钻井工程现场施工和科研人员几代人的不断完善提高、逐步形成为一套行之有效的实用方法，目前现场钻井技术人员多采用这一方法选择钻头类型。 本方法的技术路线梗概为：以现场钻井资料为基础，通过统计分析目标井所在地区大量的邻井实钻资料，按照各种类型钻头在相同地区、相同地质层段、相同井深条件下，其平均进尺多、平均机械钻速较高的理念选择和使用的钻头类型。本方法具有简单实用、在相同地区和相同地质层段适用性强的优点。其不足之处表现在： 1.由于统计分析资料中涵盖的钻头种类有限，其所选定的钻头类型是否为最优； 2.钻井工程的流动性较大，其选型结果受所钻地区与地层的影响较大，当地区或地层变化后，其推广应用价值和适用性就大打折扣； 3.统计分析资料依据的是井史，其数据品质的优劣，直接影响到选型结果的可靠性与应用价值； 4.统计分析太过具体、局限性大，不利于新型钻头或其他钻头类型的推广应用； 5.选型方法陈旧、统计结果未能与地层因素挂钩，与以地层因素为前提的现代科学化钻井技术发展不协拍。 目前国内有关研究单位与石油院校提出的神经网络钻头选型法，亦属于本方法的技术范畴，是对本方法的完善与提高。 近几年，胜利石油管理局钻井工艺研究院李祖奎高级工程师，基于目前在深井、复杂硬地层钻井中，钻头成本已不作为钻井成本主要计算依据的技术与经济现实现状，从充分注重钻头破岩效率出发，总结、学习与借鉴国内外多种评价钻头技术指标的方法与研究成果，从最可经济法的理念出发，构造了一个新的统计量“JX=平均机械钻速×钻头进尺”作为评价钻头技术性能高低的指标，并将其定义为“技术效益指数”。“技术效益指数”的计算，以钻井资料中最为准确的数据－“钻头进尺”为基础，并作为“权”参与计算与统计，其反映的是某一地区近几年的钻井技术水平、钻头选择和使用水平及其技术效能，具有极高的参考应用价值。这一以技术效益指数最高选择钻头类型的方法，使经验钻头选型法的应用得以进一步的理性与务实。 （二）参比钻头选型法 本方法是20世纪末国外钻头制造商在经验钻头选型方法基础上，为克服经验钻头选型方法的上述不足，引入间接地层因素－声波测井资料，使钻头选型方法向科学化方面发展而研发的一种新方法。本方法之所以称之为参比法，是因为最终参与钻头选型的地层参数为声波测井数据，钻头供应商获取这些数据资料后，必须经与标准化钻头选型模板的数据进行比对后，才能选定和推荐出的钻头类型。 本方法较经验钻头选型法先进科学，其主要表现为：钻头选型方法研究中，在充分注重钻井资料应用的基础上，引入了对地质、录井、测井资料的应用，虽然在标准化钻头选型模板中只出现了声波测井数据，但实际上钻井、地质、录井等资料的应用价值已隐含在其中。 本方法的优点主要表现为：一是体现了地层因素对钻头选型工作的重要意义与作用，钻头选型依据充分，方法具科学性；二是方便快捷，钻头供应商仅需根据用户提供的井身结构、声波测井资料就可方便快捷的推荐出内容包