元坝陆相高压致密强研磨性地层钻井提速技术.pdf

第 4 3卷第 5 期 2 0 1 5年 9月 石 油 钻 探 技 术 PETROL EUM DRI I LI NG TECHNI QUES Vo1 ． 4 3 NO ． 5 Se p ．， 20 15 ． ． 钻井完井 d o i 1 0 ． 1 1 9 1 1 ／ s y z t j s ． 2 0 1 5 0 5 0 0 8 元坝陆相高压 致密 强研磨性地层钻 井提速技术 乔领 良 ，胡大梁 ，肖国益 1 ． 中国石化西南油气分公司新场气 田股份 有限公 司， 四川成都 6 1 0 0 4 1 ； 2 ． 中国石化西南油气分公司石油工程技术研究 院， 四川德阳 6 1 8 0 0 0 摘要 针 对元坝气田陆相 深部 自流井组和须 家河组地层岩性致密、 硬度 高、 研磨性 强， 牙轮钻 头进尺 少、 寿命 短 ， 以及 综合效益低的 问题 ， 通过分析地层 的可钻性 、 钻头的破 岩原理 ， 结合现场 实钻 情况优选 高效钻 头， 并根据钻 头与钻 井工具 的合理 匹配原 则优选合适 的动 力钻具 ， 进 行 了“ 进 口孕镶金 刚石钻 头高速涡轮” 复合钻 井技 术 、 “ 国 产孕镶金 刚石钻头 高效特殊螺杆” 复合 钻井技 术和牙轮一P D C混合式钻 头钻井技 术现 场试验 。以钻 头每单位进 尺消耗的比能作为选择钻头的依据， 并应用盈亏平衡理论对 3种钻井技术进行 了经济评价。现场试验结果表明 高压致密强研磨性地层首选“ 国产孕镶金刚石钻头高效特殊螺杆” 钻井技术； 砾石含量高的珍珠冲组地层推荐采 用“ 进 口孕镶金 刚石钻 头高速 涡轮 ” 复合钻 井技术 ； 砂 泥岩互层 较 多的高压致密地层推荐 采用 牙轮一P D C混合 式 钻头钻井技术。经济评价结果表明， 元坝气田应用“ 国产孕镶金刚石钻头高效特殊螺杆” 钻井技术的经济效益最 高， 其次是牙轮一P D C混合 式钻 头钻 井技 术， “ 进 口孕镶金 刚石钻 头高速 涡轮” 复合钻 井技术最差 。 关键词 陆相地层 高压致密层 孕镶金 刚石钻头 动 力钻具 机械钻速 元坝气 田 中图分类号 T E 2 4 2 文献标 志码 A 文章编号 1 0 0 1 0 8 9 0 2 0 1 5 0 5 0 0 4 4 0 5 ROP I mp r o v e me n t Te c h no l o g y f o r Fo r ma t i o n s i n Hi g h Pr e s s u r e Te r r e s t r i a l Ti g ht Ab r a s i v e t he Yu a nb a Ga s Fi e l d Qi a o L i n g l i a n g ， Hu D a l i a n g 2 。 Xi a o G u o y i 1 ． S i no p e c S o u t h z o e s t Pe t r o l e u m Br a n c h，C h e n g d u ，S i c h u a n ，6 1 0 0 4 1 ，C h i n a；2 ． Pe t r o l e u m E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y R e s e a r c h I n s t i t u t e 0 f S i nop e c S o u t h w e s t P e t r o l e u m B r a n c h， D e y a n g， S i c h u a n ， 6 1 8 0 0 0 ， Ch i na Ab s t r a c t Dr i l l i n g f o o t a g e a n d s e r v i c e l i f e o f c o n e b i t s we r e s h o r t a n d t h e c o mp r e h e n s i v e b e n e f i t s we r e l o w i n t h e Yu a n b a Ga s F i e l d 。 d u e t o t h e f a c t t h a t t h e Z i l i u j i n g a n d Xu j i a h e F o r ma t i o n s i n d e e p o n s h o r e r e g i o n s a r e t i g h t ，h a r d a n d h i g h l y a b r a s i v e ． B a s e d o n p r a c t i c a l d r i l l i n g s i t u a t i o n s ，h i g h e f f i c i e n c y d r i l l b i t s we r e s e l e c t e d t h r o u g h t h e a n a l y s i s o f t h e f o r ma t i o n s “ d r i l l a b i l i t y a n d r o c k b r e a k i n g p r i n c i p l e s ．Ap p r o p r i a t e d y n a mi c d r i l l i n g t o o l s we r e s e l e c t e d a c c o r d i n g t o t h e ma t c h i n g p r i n c i p l e o f d r i l l b i t s a n d d r i l l i n g t o o l s ． Th e n，f i e l d t e s t s we r e c o n d u c t e d o n t h e f o l l o wi n g t h r e e d r i l 1 b i t s a n d t o o l s c o mb i n a t i o n s ，i n c l u d i n g i mp o r t e d i mp r e g n a t e d d i a mo n d b i t s a n d h i g h s p e e d t u r b i n e s ，i mp r e g n a t e d d i a mo n d b i t s a n d s c r e ws ，a n d c o n e s a n d P DC．Dr i l l b i t s we r e s e l e c t e d o n t h e b a s i s o f s p e c i f i c e n e r g y f o r u n i t f o o t a g e c o n s u mp t i o n，a n d t h e t h r e e c o mb i n a t i o n s we r e e c o n o mi c a l l y e v a l u a t e d u s i n g b r e a k e v e n a n a l y s i s ．B a s e d o n f i e l d t e s t r e s u l t s ，a d o p t i o n wa s r e c o mme n d e d f o r t h e h o me ma d e i mp r e g n a t e d d i a mo n d b i t a n d h i g h - s p e e d s c r e w d r i l l i n g f o r h i g h p r e s s u r e a n d h i g h l y a b r a s i v e t i g h t f o r ma t i o n s ，a n d t h e i mp r e g n a t e d d i a mo n d b i t a n d h i g h s p e e d t u r b o d r i l l i n g f o r Z h e n z h u c h o n g F o r ma t i o n wi t h h i g h g r a v e l c o n t e n t ，a n d t h e c o n e a n d P DC d r i l l i n g f o r h i g h - p r e s s u r e t i g h t f o r ma t i o n s wi t h mo r e i n t e r b e d s o f s a n d s t o n e s a n d mu d s t o n e s ．S t u d i e s s h o we d t h a t t h e a p p l i c a t i o n o f h o me ma d e i mp r e g n a t e d d i a mo n d d r i l 1 b i t a n d h i g h - s p e e d s c r e w d r i l l i n g g a v e t h e b e s t e c o n o mi c b e n e f i t c o n t r i b u t i o n s ，f o l l o we d b y c o n e a n d P DC d r i l l i n g f o l l o we d b y t h e i mp o r t e d i mp r e g n a t e d d i a mo n d d r i l l b i t a n d h i g h _ s p e e d t u r b o d r i l l i n g ． Ke y wo r d s o n s h o r e s t r a t a ；h i g h - p r e s s u r e t i g h t f o r ma t i o n；i mp r e g n a t e d d i a mo n d d r i l l b i t ；d y n a mi c d r i l l i n g t o o 1 ；r a t e o f p e n e t r a t i o n；Yu a n b a Ga s Fi e l d 元坝气 田位 于 四川盆地东北部 的广元 市苍溪 县 、 阆中市及巴中市境内， 区块面积 3 2 5 1 ． 4 8 k m2 ， 探 明储量 1 8 3 4 ． 2 1 0 。该气 田主要采用超深水平 井、 超深大斜度定向井开发， 水平井和定 向井平均垂 深 6 6 0 0 ． O 0 ～ 6 9 0 0 ． 0 0 m， 完 钻 井 深 7 5 0 0 ． O 0～ 8 0 0 0 ． 0 0 m。该气 田是典型 的高压、 高含硫和高产 收稿 日期 2 0 1 5 0 卜0 9 ； 改回 日期 2 0 1 5 ～ 0 8 2 4 。 作者简介 乔领 良 1 9 6 3 ， 男， 陕西户县人 ， l 9 8 7年毕业 于成 都地质 学院钻探专业 ， 高级_T - 程师， 主要从 事石 油天然 气钻井工程技 术、 生产与监督 管理工作 。 联 系方式 1 8 5 8 3 3 7 8 5 0 2 ， 3 5 1 8 4 3 6 6 2 q q ． c o rn。 基金项 目 国家科技重大专项“ 低渗气藏复杂地层 高效钻 井关键 技 术” 编号 2 0 1 1 Z X 0 5 0 2 20 0 5 部分研 究成 果。 第 4 3卷第5期 乔领良等． 元坝陆相高压致密研磨性地层钻井提速技术 气 田。该气 田第一轮的 9口开发井 由于受到各种因 素的制 约 ， 机械 钻速低 ， 钻井 周期 长 ， 尤其是 三开 3 1 4 ． 6 mm井段 陆相 深部高压致密地层 一直是钻 井提速的难点口 ] 。目前 国内对于陆相深部高压致 密地层 的钻井提速 问题 尚无 有效的解决办法 ， 仍处 于探索阶段。为了加快元坝气 田的开发建设速度 ， 提高产气量 ， 自 2 0 1 3 年开始 ， 元 坝气 田开展 了陆相 深部高压致 密地 层 的钻 井提 速技术 攻关 ， 针 对 陆 相深部高压致密地层 的地质特点 ， 通过优选 钻头 ， 匹配与之配套的钻井工具， 形成了适用于元坝气 田陆相深 部高 压致密 地层 的钻井 提速技 术 ， 并在 元坝气 田第二 轮的 9口开发井 中进 行 了应用 ， 全 井平 均 机 械 钻 速 由第 一 轮 的 1 ． 8 0 m／ h提 高 至 2 ． 3 0 m／ h ， 钻井周期 由第一轮的 4 4 0 d左右缩短至 3 8 0 d 左右 。 主要制约钻速的因素分析 元坝气 田地质构造复杂 ， 陆相上部的剑 门关组至 上沙溪庙组地层稳定性较好 ， 采用气体钻井技术提速 效果显著， 平均钻速达到 1 1 ． 0 0 m／ h以上 ， 基本可 以 在一个月内完成一开和二开施工l 3 ； 三开井段陆相下 沙溪庙组、 自流井组、 须家河组地层， 由于稳定性差 ， 且含水， 不适宜采用气体钻井技术。其中， 自流井组 和须家河组地层砾岩 、 石英含量高 ， 岩石的抗压强度 平均达到 1 5 7 MP a ， 最高达到 3 5 0 MP a ， 属极硬地层 ； 岩石可钳 l生 级值达 7级以上 ， 可钻性极差 ； 内摩擦角 平均为 4 O ． 2 7 。 ， 地层研磨性 5 ～6级， 研磨性强 ； 自流 井组和须家河组地层压力系数高达 1 ． 9 5 。由此可看 出， 自流井组和须家河组地层属于高压、 强研磨性、 极 硬的地层 ， 这是制约钻井提速的主要因素。 现有钻井技术在高压 、 致密、 强研磨性地层 中的 提速效果很差。据统计 ， 自流井组和须家河组地层 厚约 9 9 0 ． 0 0 m， 仅 占总井深的 1 3 ． 2 ， 但钻井 时间 长达 1 3 5 d ， 占钻井周期 的 3 5 ， 单 只钻头进 尺仅 4 0 ． 0 0 I T I ， 平均机械钻速仅 0 ． 6 5 m／ h 。尤其是 自流 井组底部的珍珠冲组地层厚约 1 2 0 ． 0 0 m， 砾岩含量 高 ， 单 只钻 头平均进 尺仅 1 5 ． 6 0 m， 平均机械 钻速 0 ． 5 2 m／ h ， 需要 8只常规牙轮钻 头才能钻 穿 ， 导致 起下钻频繁， 钻井效率极低。 2 主要 钻井提速技术 针对元坝气 田陆相深部高压致密地层钻井提速 难题 ， 先后进行 了“ 进 口孕镶金 刚石钻头 高速涡 轮” 复合钻井技术 、 “ 国产孕镶金刚石钻头 高效特 殊螺杆” 复合钻井技术和牙轮一P DC混合式钻头钻 井技术试验 。 2 ． I “ 进口孕镶金刚石钻 头高速涡轮” 复合钻井 技术 “ 进 口孕镶金刚石钻头 高速涡轮” 的提速原理 是通过涡轮带动孕镶金刚石钻头高速切削破岩。涡 轮为全金属组件 ， 具有转速高、 抗高温、 抗冲蚀 、 寿命 长和单趟进尺长等诸多优点_ 4 ] ， 特别是孕镶金刚石 钻头更适合 在元 坝气 田 自流井组 和珍 珠冲组含石 英 、 砾石 的高研磨性地层中钻进 6 1 。 1 钻头优选 。由于 自流井组 和须家河组地层 硬度高 、 研磨性强 ， 牙轮钻头磨损速度快、 进尺少， 需 要选用高抗研磨性 的钻头配合 高转速、 长寿命 的动 力钻具提速。根据完钻井测井 曲线解释结果得到岩 石力学参数 ， 自流井组一须 3段地层首选攻击性强 的十二刀翼孕镶金刚石钻头 ， 在钻遇硬夹层时， 使用 抗研磨性更强的十六刀翼孕镶金刚石钻头， 在保证 机械钻速的同时， 可延长钻头的使用寿命 ， 提高钻头 进尺。十六刀翼孕镶金刚石钻头的切屑齿具有再生 自锐特点 ， 其切屑齿层叠铺置 ， 顶层磨损后 ， 次层切 屑齿又发挥作用， 多层铺置的特点 ， 确保钻头切屑齿 长时间的白锐能力 ， 提高钻头的破岩能力 ， 延长钻头 的使用寿命 。 2 组合工具 的匹配性分析。须三段以深地层 的硬度 比上部地层更高 ， 研磨性比上部地层更强 ， 特 别是珍珠冲组石英砾岩地层 ， 钻头选型时应首先考 虑钻头 的抗研磨性和切屑齿 防崩断 ， 以较长 的使用 寿命提高钻头进尺。高速涡轮能量利用率高， 转速 是普通螺杆的 7 倍 ， 工作平稳， 可减少因井下振动引 起的钻头碎齿、 胎体断裂 、 掉齿等问题， 延长钻头使用 寿命。涡轮没有橡胶件 ， 可在井下工作 4 0 0 h以上。 1 3 8 ／ ] 5 o 级高速涡轮 的工作转速 8 0 0 1 3 0 0 r ／ m i n ， 输出扭矩和功率更大 ， 与孕镶金刚石钻头 的匹配性 更强 。 3 现场应用及经济性分析。实钻统计结果显 示 ， 孕镶金刚石钻头在钻进砾岩等高研磨性地层时 ， 平均进尺达到 2 2 8 ． 3 6 I n ， 平 均机械钻速 1 ． 3 9 m／ h ， 机械钻速 比牙轮钻头提高 1倍以上。但该技术也存 在一定局限性 ， 主要是 由于涡轮为多级涡轮 ， 排量 、 泵压要高 ， 其 中泵压一般要达到2 8 MP a 以上 ， 目前 与 Z J 7 O型钻机配套 的钻井泵很难在该条件下长时 石 油 钻 探 技 术 间工作 ； 而且由于 自流井组和须 家河组地层存在高 压气层 ， 钻井液密度一般在 2 ． 0 k g ／ L以上 ， 影 响涡 轮的工作效率 ， 导致钻速下降 。统计数据表明， 钻井 液密 度 高 于 2 ． o k g ／ L时 ， 涡 轮 钻井 钻 速 一般 在 1 ． 5 m／ h 以下 见 图 1 ， 制约 了涡轮钻井 的提速效 果， 而且进 口涡轮的技术服务费用高、 经济性差 ， 限 制了该技术 的进一步推广 。 图 1 涡轮钻井钻速与钻井液密度的关系 F i g ． 1 Th e r e l a t i o n s h i p b e t we e n d r i l l i n g f l u i d d e ns i t y a n d ROP o f t u r b o d r i l l i n g 2 ． 2 “ 国产孕镶金刚石钻 头高效特殊螺杆” 复合 钻井技术 1 动力钻具 的优选。针对元坝气 田陆相高压 强研磨性地层使用“ 进 口孕镶金刚石钻头 高速涡 轮” 钻具经济性差 ， 而 国内螺杆钻具 日渐成熟， 经济 优势明显的现状 ， 进行了国产孕镶金刚石钻头配合 高效特殊螺杆钻井提速试验[ 1 。高转速长寿命螺 杆具有为钻头提供恒定转速和钻压的功能 ， 可使钻 头连续接触 井底 切削岩石 ， 且能保持足够 的扭矩。 经过分析评价， 选择 3 ～5头螺杆， 其最高转速可达 2 0 0 r ／ rai n以上 ， 输 出扭矩大于4 0 0 0 N m， 基本能 满足元坝气 田高压中硬中研磨性地层钻进的需要。 2 钻头优选 。随着 国产孕 镶金 刚石钻头技术 的进步， 提高了钻头的抗研磨性 。根据地层岩性 、 可 钻性剖面 ， 结合国产孕镶金刚石钻头在元坝气 田的 使用效果 ， 优选 了 NR8 2 6 M 型和 DI A2 5 6 S型孕镶 金刚石钻头。这 2种型号 的孕镶金 刚石钻头采用 “ 天然金刚石孕镶金刚石” 颗粒 ， 抗研磨性更强， 尤 其适用于含砾岩 、 石英 的地层 ， 其流道较深 ， 有利于 提高钻头清洗效 果。推荐技 术参 数为转 速 3 0 0 ～ 5 0 0 r ／ mi n 、 钻压 6 0 8 0 k N。 3 现场应用及经济性分析。国产孕镶金 刚石 钻头配合高效特殊螺杆在元坝气 田的陆相地层应用 4 井次 ， 总进尺达到 6 6 6 9 ． 2 1 m， 平均机械钻 速为 1 ． 9 7 m／ h 。与牙轮钻头相 比， 机械钻速提高 2 倍 以 上， 而且钻时变化均匀 ， 未 出现钻速 明显降低 的现 象 ， 钻头出井新度 8 O ， 起下钻减少 1 O趟 ， 钻井效 益大幅提高。经技术经济评价 ， 该配套技术的经济 性比较好 ， 适合元坝气 田自流井组、 须家河组高压致 密的中硬 、 中研磨性地层的提速需求 。 2 ． 3 牙轮～ P D C混合式钻头钻井技术 1 混合式破岩钻头的破 岩原理 。混合式钻头 是为提高硬地层 、 硬塑性地层和软硬交错地层的机 械钻速而研制 的一种新型钻头_ 6 ] ， 国外混合式钻头 能够 以比普通牙轮钻头快 2 ～4倍 的速度高效钻进 页岩地层和其他具有塑性或多变性的地层。 针对元坝气 田须家河组极硬和砂泥岩夹层地层 的特点 ， 研制了 KP M 系列牙轮一 P DC混合式钻 头， 其采用“ 三刀翼三牙轮” 设计 ， 兼具牙轮和 P D C钻 头两者的优点 ， 牙轮牙齿挤压地层形成不连续 的齿 坑 ， 对岩石产生预破碎 ， P D C切屑齿通过切削 ， 将牙 轮齿形成 的不连续 的齿坑削平 连通 ， 从而形成完整 的破碎环带 ， 这样周而复始的破岩 ， 使混合式钻头在 硬塑性地层中具有较高 的机械钻速 ； 牙轮齿坑限制 了 P DC切削齿的吃入深度 ， 使切削齿发生崩齿的概 率降低 ， 既能提高综合破岩效率 ， 又能延长钻头的使 用寿命 。 2 混合式破岩钻头 的模拟评价分析。已完钻 深井的钻头使用情况统计结果表明。 所使用 的钻头 型号 主要 有 HJ T5 3 7 GK、 S VT5 4 7 GK、 HF 5 4 7 HX 和 M1 3 6 5等， 采用钻头比能法进行钻头应用效果评 价。钻头比能是指钻头从井底地层破碎单位体积岩 石所需要做的功 ， 其计算式为 Ea 一 1 式中 E 为钻头比能 ， MJ ／ m。 ； W 为钻压 ， k N； N 为 转速 ， r ／ mi n ； D为钻头直径 ， mm； R为钻速 ， m／ h 。 对 于深井而言， 由于起 下钻时间较长 ， 因此钻 头选 型时需要 同时考虑钻 速和进 尺 ， 以减少 起下 钻次数 。为此 ， 综合考 虑 比能和进尺 ， 以钻头单位 进尺消耗 的 比能作 为钻 头的评判 选择 依据 ， 对须 家河组 地 层 使 用 钻 头 的 比能 进 行 评 价 ， 结 果 见 图 2 。 从图 2可 以看 出， K P M1 6 3 3 D R T型混合式 钻头 的平均 比能为 1 4 6 ． 2 8 M『 ／ ， 仅次于 S V T5 4 7 GK型 牙轮钻头， 远低于其他类型的钻头， 基本能够适应须 家河组极硬和砂泥岩互层的使用需求 。 第 4 3巷第 5期 乔领 良等． 元坝 陆相 高压 致密研 磨性地层钻 井提速技术 4 7 拿 呈 怒 泳 擐 钻 头型号 图 2 不 同型号钻头 的比能 Fi g ．2 S pe c i f i c e n e r g y o f di f f e r e n t d r i l l b i t s 3 现场应用 及经济 性分析 。在Y B 1 一 l H井 和 YB 2 0 5 1 井累计进行了 3 井次 的混合式钻头钻井试 验 见表 1 ， 共用了 3 只混合式钻头 ， 平均单只钻头进 尺 7 6 ． 4 3 m， 平均机械钻速 0 ． 7 6 m／ h ， 与邻井相应层 段平均钻速 O ． 6 5 m／ h 相 比， 提高了 1 6 ． 9 2 ， 技术 指标达到预期 ， 具有一定 的经济性 。 表 1 混合式钻头现场试验 结果 Ta bl e 1 Fi e l d t e s t r e s ul t s o f hy br i d bi t s 井 号 钻 头 型 号 地 层 嚣 3 应用效果及评价 1 评 价方 法选择 。应 用盈 亏平衡 理论 ， 建立 “ 进 口孕镶金刚石钻头高速涡轮” 、 “ 国产孕镶金刚 石钻头高效特殊螺杆” 和牙轮一 P D C混合式钻头 3 种钻井提速技术的经济效益计算公式 ， 根据钻机作 业 日费和录井 、 钻井液等的费用及钻井技术服务费 ， 计算在陆相深部地层采用常规钻井和 3 种提速钻井 技术的直接钻井成本 ， 并进行对 比分析 。钻井经济 效益公式为 z L I d Y ld fd ￡ b d _ J d 2 其 中 一 ㈤ 式 中 z为钻井经济效益 ， 元 ； Y r d 为钻机 日费 ， 元 ； Y l d 为录井 服务 日费， 元 ； y f d 为钻 井液技术 服务 日费 ， 元 ； Y b d 为钻头费用， 元 ； Y s d 为钻井技术服务费 ， 元 ； t 为相对常规钻井所节约的时间， d ； L为进尺 ， m； 为 常规钻井平均钻速 ， m／ h ； 叼为纯钻时效 ， ； t 为钻 井提速技术应用时间， d 。 2 效果评价分析 。利用式 2 ， 按照元坝气 田 已完钻井在须家河组地层中常规钻井单只牙轮钻头 进尺 4 0 ． 0 0 m、 平均机械钻速 0 ． 6 5 m／ h 、 纯钻利用 率 4 O ％的平均指标 ， 并根据 3种提速钻井技术 的服 务费用 、 工具费用等进行经济定量评价 ， 最终测算 出 所要达到的最低经济效益要求 ， 结果见图 3 。 3 5 0 30 O 2 5 0 200 1 0 0 5 0 O 进 I 1 孕镊 涡轮匡 l 产孕镊 螺杆 混合钻头 图 3 3种钻井技术的经济-陛定量评价结果 F i g ． 3 Qu a n t i t a t i v e e c o n o mi c e v a l u a t i o n o f t h r e e d i f f e r e n t d r i l l i n g t e c h n i q u e s 由图 3可知 “ 进 口孕镶金 刚石钻 头高速涡 轮” 需要达到的最低经济效益对钻速和进尺的要求 最高， 要求最低钻 速达到 1 ． 0 m／ h ， 最小进 尺达到 2 5 0 ． 0 0 m才具有经济效益 ， 随着钻速提高 ， 对经济 进尺的要求下降， 经济效益随之提高， 但高速涡轮要 求排量高， 泵压要达到 2 8 MP a以上 ， 钻井泵很难在 该条件下长时间工作 ； 而且 由于 自流井组和须家河 组地层存在高压气层 ， 钻井液密度一般在 2 ． 0 k g ／ L 以上 ， 影响涡轮的工作效率 ， 制约 了涡轮钻井的提速 效果 ， 且 由于其技术服务费用高 ， 4 0 的井提速而未 提效 。“ 国产孕镶金刚石钻头高效特殊螺杆” 钻具 达到最低经济效益所需最低钻速和最小进尺分别为 0 ． 7 8 m／ h和 8 O ． 0 0 m， 而且高效螺杆对排量、 泵压 的要求没有涡轮高， 钻井 泵基本可 以满足长时间工 作的要求 ， 所以螺杆的工作效率较高， 使用风险小， 且 技术服务费比涡轮低， 具有明显的提速提效效果。牙 - e D C混合式钻头需要达到的最低经济效益对钻速 和进尺的要求最低 ， 分别为 0 ． 7 5 m／ h和 5 O ． 0 0 m， 对 排量没有特殊要求 ， 机泵条件容易满足， 使用风险最 小 ， 成本低 ， 但提速效果相对较低 。 3 适用地层 的提速技术推荐。经过技术经济 评价之后 ， 推荐 3种钻井提速技术的适应条件为 对 于元坝气 田自流井组 、 须 家河组 的高压致密研磨性 一 山． h 苫一 ＼ 迥井 如 加 0 ． ． 一 ． ． 一 尺速 ◆ ■ ◆ I 经 经 一 一 剐 一 ■ ◆ _- L ◆ ■ 一 ◆ I 一 ●● 叶，● ， 针●●非 ●外 1 l O O O O 石 油 钻 探 技 术 2 0 1 5年 9月 性地层 ， 优先推荐“ 国产孕镶金刚石钻头高效特殊 螺杆” 钻井技术 ； 对于石英 、 砾石含量高的珍珠 冲组 等强研磨性井段 ， 在钻机 和钻井泵条件较好 的条件 下推荐用“ 进 口孕镶金刚石钻头高速涡轮” 钻井技 术 ； 对于地层 中极 硬和砂泥岩互层 较多 、 硬塑性地 层 ， 推荐采用牙轮一 P D C混合式钻头钻井技术 。 4 结论及建议 1 采用孕镶金刚石钻 头配合高速涡轮或高效 特殊螺杆钻井能有效解决元坝气 田陆相深部致密地 层钻井的提速问题。 2 “ 进 口孕镶金刚石钻头高速涡轮” 钻井技 术适用于元坝气 田珍珠冲组砾石含量高的强研磨性 地层 ， 提速效果较好 ， 但技术服务费用高 。因此 ， 建 议加快该类工具国产化 的进度 ， 提高其可靠性 、 延长 使用寿命， 降低使用成本。 3 “ 国产孕镶金刚石钻头高效特殊螺杆” 钻 井技术适用于元坝气 田自流井组 、 须家河组的高压 致密强研磨性地层， 提速效果较好， 技术经济性较 好。建议加大推广应用力度 ， 推动国产化破岩工具 的技术提升。 4 混合式钻头兼具牙轮钻头和 P D C钻头的优 势， 适用于 自流井组 、 须家河组地层中极硬和砂泥岩 互层较多的高压致密地层 ， 提速效果一般 ， 但该混合 钻头还处于初步应用阶段， 有进一步改进和完善的 空间。 5 当钻井液密度达到 2 ． 2 k g ／ L以上 时， 井下 动力钻具的应用受到 限制 ， 需要进一步深入研究适 用于高压 、 强研磨性 、 极硬地层的井下动力钻具。 [ 1 3 E 2 ] 参考文献 张克勤． 元坝地 区钻井难题分析与技术对策探讨l J ] ． 石油钻探 技 术 ， 2 0 1 0 ， 3 8 8 2 7 3 1 ． Z ha n g Ke q i n ．Pr o b l e ms a r i s i n g f r o mWi n g o pe r a t i o ns i n Yu a n b a Ar e a a n d it s s o l u t i o n s f J ] ． P e t r o l e u m Dr i l l i n g T e c h n i q u e s ， 2 0 1 0， 3 8 3 2 7 3 1 ． 张金成 ， 张东 清 ， 张新军． 元坝地 区超深井钻井提速难点与技术 对策I- J ] ． 石油钻探技术 ， 2 0 1 1 ， 3 9 6 6 - 1 0 ． Z h a n g J i n c h e n g ， Z h a n g Do n g q i n g ， Z h a n g Xi n j u n ． Di f f i c u l t i e s o f i mp r o v i n g r a t e o f p e n e t r a t i o n a n d i t s t e c h ni c a l s o l ut i o ns i n Y u a n b a Ar e a E J ] ． P e t r o l e u m D r i l l in g T e c h n i q u e s ， 2 0 1 1 ， 3 9 6 6 1 0 ． [ 3 ] 肖新磊． 空气钻井技术在元坝地区的应用[ J ] ． 石油钻探技术． 2 0 1 0， 3 8 4 3 5 37 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