深部泥岩地层扭力冲击器钻井钻头优选研究.PDF

钻采工艺 年 月 钻井工艺 深部泥岩地层扭力冲击器钻井钻头优选研究 侯子旭 李双贵 贾晓斌 邓文良 曾德智 中石化西北油田分公司 油气藏地质及开发工程国家重点实验室西南石油大学 侯子旭等深部泥岩地层扭力冲击器钻井钻头优选研究钻采工艺 摘 要 新疆玉北地区深部泥质岩地层的优快钻进是钻井提速和降低钻井成本的关键该地层埋深 左右岩石强度高泥质岩含量高采用常规钻井方式及常规钻头钻井机械钻速低 为提高沙井子组地层机械钻 速引入了扭力冲击器钻井 作者针对地层岩性特征结合前期钻头使用情况根据钻头井底流场模拟 结果优选出了适合在沙井子组地层的个性化 型钻头并提出了防止钻头泥包的配套工艺措施 现 场应用结果表明 型钻头在相同工作时间与前期 型钻头钻井相比采用油基钻井液平均 机械钻速提高 钻头工作进尺增加 采用改进水基钻井液平均机械钻速提高 钻头工作进尺增加 研究成果为同类地层的优快钻井提供了重要的技术参考 关键词深井 泥岩 扭力冲击器 钻头选型 现场试验 随着石油工业的发展深井超深井勘探开发的 硬度和塑性变大可钻性变差 常规钻井工艺 比例正逐步增加深部地层的提速已成为降低勘探 在该地层钻井时钻头处容易产生黏滑振动机械钻 开发成本的关键问题之一 目前深部泥质岩地 速极低 为了提高机械钻速玉北地区三开 层的优快钻进是新疆玉北地区是钻井提速的关键 井段引入了扭力冲击器如图 该地区三开井段主要钻遇二叠系沙井子组地层平 它是一种将钻井液的流体能量换成扭向的高频的 均埋深 左右主要由泥质岩和砂质岩组成 均匀且稳定的机械冲击能量并直接传递给钻 地层岩石抗压强度 岩石内摩擦角为 头的新型纯机械动力钻井提速工具 扭力冲击 可钻性等级为 级下部地层软硬交 器在钻井过程中克服了钻头黏滑振动利用由 错现象频繁地层条件复杂机械钻速低提速难度 钻头与地层相互作用产生的反扭矩和液压能产生扭 大 为提高机械钻速玉北地区引入了 转冲击钻头对地层产生剪切和拉伸作用破岩从而 扭力冲击器钻井提速新工艺 前期因钻头特性与地 提高钻头的破岩效率和工作寿命具有良好的 层不能良好匹配机械钻速未得到显著提升 后期 应用价值 通过钻头实钻资料的统计分析以及 钻 头井底流畅模拟分析最近优选出适合沙井子组地 层的个性化钻头并结合地层特性实施了配套 钻井工艺措施取得了显著的提速效果 图玉北地区采用的 扭力冲击器 一适用于扭力冲击器钻井的 可选用的钻头型号 钻头优选 与 扭力冲击器匹配的 沙井子组扭力冲击器钻井的优点 钻头主要有三种如图 所示 玉北地区深部泥岩地层由于埋藏较深岩石的 扭力冲击器必须与配套的钻头共同作用 收稿日期 修回日期 基金项目 国家自然科学基金腐蚀与脉动冲击载荷共同作用下超高强度钻具疲劳损伤行为与控制机制研究