浅析影响车西地区深井钻井速度的原因 张广峰* 罗军 李云贵 吕祖清 胜利石油管理局渤海钻井二公司 摘要：由于车西地区深井钻遇地层多，地质情况复杂，地质预告不准等原因，钻井过程中遇到许多影响因素，使钻井速度有所下降。综合在本地区施工的几口井，分析了影响钻井速度的原因，认为一是由于地层原因和井身结构不合理造成复杂情况影响钻井速度；二是钻头选型不合理，不能满足深井地层变化的要求；三是破岩机械能量不足；四是水利能量不足，井底岩屑清除不干净；五是易斜井段被迫采用小钻压吊打影响施工速度；六是钻井液性能不能满足井下要求。 主题：深井 机械钻速 地层岩性 钻头 事故预防 原因分析 随着胜利油区勘探的不断深入，向构造、地层的复杂地带找油的机会越来越多。近年来在济阳坳陷的北坡埕南断裂带发现富台油田后，使该区带的勘探开发进入了一个新的发展时期。特别是车西地区4000米以上深井施工数量的增加，钻井过程中遇到不少的复杂情况，严重影响了钻井的施工速度；同时钻井成本也急剧增加，直接影响到车西地区的勘探开发速度和钻井成本。因此就影响车西地区钻井速度的一些原因进行分析，以便找到该区块施工时提高钻速的有效措施。 一、由于地质因素和井身结构不合理造成复杂情况影响钻井速度 车西区块深井所钻地层跨越地质年代较多，地质条件变化大、断块多，同一井段包括梯度相差较大的多层压力体系等复杂地质因素。钻进过程中一般出现以下几种情况： 1、上部平原组、明化镇组的流沙层堵水眼； 2、进入沙二段大段红泥岩自然造浆能力强，易糊井眼； 3、沙三段的泥岩、油泥岩稳定性差，引起井壁垮塌； 4、沙三段油页岩地层压力较高，极易发生油气侵而诱发井喷； 5、进入古潜山后相对地层压力系数只有0.9，施工重点是防漏； 6、整个古近系地层倾角大，如何控制住井斜往往成为这一段施工的难题； 7、潜山顶界的不整合面和断层的存在形成了普遍性的井漏。 上述七种地质情况极易引发漏、喷、塌、卡、堵、斜等事故，特别是针对刚进入该区块的施工队伍，常因地质情况不明或地质预告不准而导致井身结构不合理，造成钻井过程中出现复杂情况而耽误施工周期。 鉴于上述地质因素，因此本区块的井身结构应该是这样：第一层套管封住上部的流沙层；第二层套管封住中部的红泥岩井段；第三层套管封住潜山以上的易塌易掉块地层。进入潜山后地层的稳定性较强，可以裸眼完井或尾管完井。特别是第二层套管对红泥岩的封固尤为重要，对前后相邻施工的车571-3井和车571-5井进行比较。由于车571-3井没有采用技术套管封住沙二段的红泥岩，使易糊的红泥岩和下部易塌的泥页岩层同时处于同一裸眼段施工。由于上下两种地层岩性对钻井液的粘度、切力和失水的要求差别太大，造成红泥岩井段糊井眼。在每次起下钻时都要在这一井段划眼才能将钻具从井内起出，单是划眼这一种复杂情况，车571-3井比车571-5井多用了90小时。可见合理的井身结构在钻井施工中非常重要。 二、工程方面的原因 1、钻头尺寸对钻速的影响 钻头破岩效率的高低直接关系到钻头的机械钻速，而衡量破岩效率高低的综合技术指标常用破碎单位体积岩石所消耗的机械能量。对旋转钻井来说，机械能量是以在钻头上所加单位井底面积的钻压和钻头转速两相指标的乘积来衡量。有资料表明，目前我国直径444.5mm钻头所加的钻压和直径311.1mm钻头所加的钻压基本上差不多，而直径444.5mm钻头所钻1m井深的破岩量是直径311.1mm钻头破岩量的207%，是直径215.9mm钻头破岩量的424%（见表1）。 表1、不同直径钻头通常采用的钻压、转速、每米破岩体积和破岩机械能对比表 破岩体积 体积比 常用钻压 单位钻压 钻头直径(mm) (cm3/m) 值(%) (KN) (KN/cm2) 215.9 311.1 444.5 36591 75999 100 208 转速 机械能量 (r/min) 能量 对比 120-160 0.3279-0.4373 70 180-240 0.2368-0.3158 70 180-240 0.1158-0.1547 70 22.95-30.61 100 16.58-22.11 72 8.11-10.83 35 155100 424 由以上数据可以看出直径444.5mm钻头单位井底面积上的机械能仅相当于直径311.1mm钻头的50%，相当于直径215.9mm钻头的35%。这样直径444.5mm钻头的机械能不足的因素就明显暴露出来。如车571-3井井段57～1400m用直径444.5mm钻头平均机械钻速为23.98m/h，相邻的车571-5井用直径311.1mm钻头在相同井段的机械钻速为32.68m/h。由于在上部软地层井段所需机械破岩能量小、水利因素影响较大，两只钻头的机械钻速差别还不十分明显，但随着井深的增加，地层逐步变硬，大直径钻头破岩机械能量不足的影响因素越来越显示出它的重要性。遇到可钻性差的地层，机械能量不足会明显影响钻头的机械钻速。所以在条件允许的前提下，必须提高钻头钻压和转盘转速这两个参数来提高钻头的破岩机械能量。 2．水利能量对钻速的影响 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/205981e5c081e53a580216fc700abb68a882ad50.html