（石油与天然气工程专业论文）宝力格油田复合钻井技术应用研究.pdf

中文摘要 论文题目：宝力格油田复合钻井技术应用研究 专业：石油与天然气工程 乒kq 硕士生：李立昌( 签名) 么笪丝盈 指导教师：李天太( 签名) 二：l 乙z ：苤： 潘卫国( 签名) 涵曼国 摘要 本文根据预弯曲钻柱动力学原理，分析了单弯螺杆钻具组合受压后发生的弯曲变形， 由于单弯螺杆的外壳本身具有一定的弯曲形状，因而其受力变形后的形状将具有一定的 预置性。其所体现的运动特征就象是弯曲钻柱的同步涡动。这种运动特征可以很好的消 除钻头轴线指向的作用。当合导向力为降斜力时，该钻具组合可能具有降斜效果。当这 种表现为降斜力的合导向力大于地层的增斜力时，就可起到防斜打直、打快作用。 本文通过对预弯曲钻具组合的特性分析归纳，明确了稳定器与井眼的间隙、稳定器 与井底的距离，井斜角等因素对钻具组合特性的影响规律。利用转盘和螺杆的复合钻井， 实现直井中防斜打快，斜井中轨迹控制。 本文通过宝力格油田地层分析，结合预弯曲动力学防斜打快研究成果，制定现场施 工方案，进行了现场应用，通过近2 0 口井的应用，对方案进行了调整，最终形成了宝力 格油田防斜打快的特色技术，并成功应用。两年来在宝力格油田累计应用1 0 0 余口井， 节约资金上千万元。 关键词：复合钻井防斜打快钻具组合轨迹控制 论文类型：应用基础 英文摘要 s u b j e c t ：t h ea p l i c a t i o nr e s e a r c ho nc o m b i n a t i o nd r i l l i n gt e c h n o l o g yo fb a o l i g eo i l s p e c i a l ：i t y ：n a m e l誉li”c。h1。a”nmg(8singdnagt8u5re)毯z4instructor：lit i a n t a i ( s i g n a t u r e ：i 坦6 必 i 厶：凶互、 a b t r a c t b a s e do nt h ep r i n c i p l e so fp r e b e n d i n gd r i l ls t r i n gd y n a m i c s ，t h es i n g l eb e n d i n g d i n a - d r i l la s s e m b l yb e i n gd i s t o r t e du n d e rp r e s s u r ei sa n a l y z e di nt h i st h e i s e s t h ef o r mo f s i n g l eb e n d i n gd i n a d r i l lh a sac e r t a i nc u r v es h a p e ，s ot h ed i s t o r t e ds h a p eu n d e rs t r e s si s p r e - s e t i t sm o t i o nf e a t u r ei sl i k et h es y n c h r o n o u sv o r t e xm o t i o no ft h eb e n d i n gd r i l ls t r i n g t h i sk i n do f m o t i o nf e a t u r ec a ne l i m i n a t et h ei n f l u e n c eo f t h e s t e e r i n go f b i t sa x i a ll i n e w h e n ac o m b i n e ds t e e r i n gf o r c ei sad r o p p i n gf o r c e ，t h ed r i l la s s e m b l yh a st h ee f f e c to fa n g l ed r o p w h e nt h ec o m b i n e ds t e e r i n gf o r c ea p p e a r sa sad r o p p i n gf o r c ea n di sg r e a t e rt h a nt h eb u i l d u p f o r o eo f t h es t r a t u m ，t h es l a n tc o n t r o la n dv e r t i c a ld r i l lc a nb er e a l i z e d t h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ep r e b e n d i n gd r i l la s s e m b l ya r ea n a l y i z e di nt h i sp a p e r , a n d t h ei n f l u e n c i n gt r e n do fs u c hf a c t o r sa sc l e a r a n c e sb e t w e e ns t a b i l i z e ra n db o r e h o l e ，t h e d i s t a n c eb e t w e e ns t a b i l i z e ra n dh o l eb o t t o m ，a n dh o l ei n c l i n a t i o n , e t c o nt h ea s s e m b l y c h a r a c t e r i s t i c sa r ea l s oi d e n t i f i e d c o m b i n a t i o nd r i l l i n gt e c h n o l o g yu s i n gt h er o t a r yt a b l ea n d d i n a d r i ur e a l i z i n gc o n t r o l l i n gh o l ei n c l i n a t i o na n dd r i l l i n gf a s t e ri nt h ev e r t i c a lw e l la n d c o n t r o l l i n gw e l lt r a j e c t o r yi ni n c l i n e dw e l la sw e l l i nt h i sp a p e r , af i e l dc o n s t r u c t i o np r o j e c ti sm a d eb ya n a l y z i n gt h es t r a t u mo fb a o l i g e o i lf i e l da n dc o m b i n i n gt h er e s e a r c hr e s u l to fi n c l i n a t i o nc o n t r o l l i n ga n df a s t e rd r i l l i n go nt h e p r e b e n d i n gd y n a m i c s a n di nt h ef i e l da p p l i c a t i o n ，i na b o u t2 0w e l l s ，t h ep r o j e c ti sa d j u s t e d a n df i n a l l yt h es p e c i a lt e c h n o l o g yo fi n c l i n a t i o nc o n t r o l l i n ga r ef o r m e da n df a s t e rd r i l l i n go f b a o l i g eo i lf i e l da n di sa p p l i e ds u c c e s s f u l l y i nl a s tt w oy e a r s ，i tw a su s e di nm o r et h a n1 0 0 w e l l s ，s a v i n gt h ec o s tm o r et h a n1 0 ，0 0 0 ，0 0 0y u a n k e yw o r d s ：c o m b i n a t i o nd r i l l i n g ，w e l li n c l i n a t i o nc o n t r o l ，d r i l la s s e m b l y , t r a j e c t o r y c o n t r o l t y p eo ft h ep a p e r ：b a s i ca p p l i c a t i o nr e s e a r c h 学位论文创新性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做 了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名：型芝垒墨日期：丝兰2 ：丝：圣 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、 公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接 相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。 论文作者签名：李芝易 导师签名笠幺声 _ ：尹一 隰丝- 弓 日期：2 = 2 ，王歹 第一章绪论 第一章绪论 1 1 宝力格油田的总体情况及钻井难点分析 巴音都兰凹陷宝力格油田三级储量规模达到5 0 0 0 万吨，已探明储量2 7 4 6 万吨。截 至2 0 0 4 年l o 月，宝力格油田完成开发井1 5 6 口，建成产能2 5 3 2 万吨，已经成为二连 探区一个新的产油基地。 宝力格油田是二连油田生产主力产区，该地区地层倾角高，应用常规钻井技术，难 以控制井斜。通过复合钻井技术在该地区的应用研究，利用复合钻进钻具降斜力高于钟 摆钻具降斜力的特点，有效控制井眼轨迹，缩短钻井周期，降低钻井成本。 1 2 复合钻井的发展趋势 复合钻井技术是根据预弯曲钻柱动力学原理，使钻柱处于设定的预弯曲状态，钻柱 运动时，由地层施加给钻头的侧向力和运动时产生的预弯曲动力，形成一个合导向力， 通过理论分析，使这个立体空间中的合导向力始终推动钻头沿设计轨迹的方向运动。在 最大转速条件下，利用转盘和螺杆的复合钻井，从而实现直井中防斜打快，斜井中轨迹 控制。 随着钻进技术的不断发展，自8 0 年代以来，导向钻井技术得到了迅速发展。导向 钻井技术的发展带动了大位移井、水平井和分支井钻井技术的实施，保证了以较低的钻 井成本实现地质目的。导向钻井技术分为滑动导向和旋转导向两种方式，滑动导向技 术存在许多弊端，长时间滑动钻进会增加发生井下卡钻等事故的风险。旋转导向需要先 进的、复杂的井下旋转导向工具，而且工具商只租不卖。为此，国内出现了复合钻井技 术。该项技术使用滑动导向钻具，根据钻探要求，把滑动导向与旋转导向合理结合，达 到导向目的。 在常规定向井、水平井钻进过程中，通常因改换钻具组合而频繁起下铺，从而严重 影响了钻进时效和其它先进钻井工具和工艺的实施。复合钻进技术在提高钻头机械钻速 的同时，可以减少钻井过程中的起下钻次数，提高钻井时效。配合高效p d c 钻头在掌握 地层规律、优选预弯曲钻具组合后可实现一套钻具组合一趟钻完成定向、增斜、稳斜、 等钻井施工，从而缩短钻井周期。 钻头上的合导向力和所钻井段地层的自然造斜能力决定了复合钻进导向特性口j 。当 地层自然造斜能力高于钻具的导向能力时，在该井段钻进会呈现增斜趋势；当地层自然 造斜能力低于钻具的导向能力时，在该井段钻进会呈现降斜趋势；当地层自然造斜能力 近似等于钻具的导向能力时，在该并段钻进会呈现稳斜趋势。依据以上理论，实际复合 钻进时，根据所钻地层自然造斜能力的变化优选钻具组合调整钻进参数，使复合钻进按 西安石油大学硕士学位论文 照设计井眼轨迹钻进。 预弯曲钻具组合复合钻井技术已在国内外些油田得到定范围的应用，但这项技 术主要应用于水平井水平段的钻井作业中【6 】。近几年，也有用于定向井稳斜段的钻进的 报道。但是，在这些应用中，作业人员的出发点较多的是为了达到稳斜的井眼轨迹控制 效果。正是这一出发点使得实际钻井的效果偏于稳斜和微降斜，这也是部分文献所说的 复合钻井的效果较多反映为微降的背景。事实上，在水平段的钻井中，经常出现具有较 高造斜率的增斜效果。这说明复合钻井的导向能力将取决于所选钻具组合的结构、井眼 轨迹的空间形状和所选用的钻井参数。 预弯曲钻具组合复合钻井的特点可以归纳为一个导向工具面不断有规律改变的过 程，其总体导向效果不能用某一特定装置角时钻头上的侧向力来描述，而应该用钻柱旋 转一周内的钻头上的合导向力矢量来表述【5 】o 设导向钻具在某一时刻的装置角为c o ，在这一装置角位置可计算出钻头上的造斜力 为1 a ，方位力为1 舳j 。取钻具组合旋转一周为研究对象，的取值范围为0 2 ，r ，均 匀取值。设计算点数为月，则装置角变化步长为= 2 n 打。计算点数应大于或等于3 6 。 钻具组合旋转一周内在钻头上作用的导向合力。一为： f | = f 。：+ f 。 式中：c 。为合造斜力，只“2 萎只( 一，单位为k n ；岛为合方位力，_ 2 丕t 一， 单位为k n 。 根据目前研究的进展情况得知，当地层的自然造斜力高于钟摆力时，钟摆钻具不能 解决井斜增加的问题。而单弯螺杆+ p d c 钻头组成的预弯曲钻具结构，所产生的降斜侧 向力远远高于钟摆钻具，因此预弯曲钻具结构不但可以防斜而且可完成定向及复合钻进 增斜作业。预弯曲钻具结构可带稳定器，也可不带稳定器。常用的带稳定器结构可分为 单稳定器、双稳定器结构。根据复合钻进效果，又可分为，微降斜、微增斜等。 该钻具组合在非易斜地区钻进直井段有防斜作用，可直接定向，井斜到一定程度后 复合钻迸可增斜。增斜侧向力随并斜角的增加而增加。随稳定器与井蹙间隙的增加降斜 侧向力逐步增加，随稳定器与井底距离的增加侧向力逐渐减小。 复合钻井技术在国外随螺杆钻具的广泛应用而发展比较迅速，但随着自动导向工具 的兴起，应用范围有所趋缓。在国内海上油田已开始得到应用，但陆上油田尚未广泛开 展。通过本项目的深入研究，把复合钻井技术全面运用于油田的各钻井公司，有效控制 井眼轨迹，提高井身质量和钻井速度，在地层侧向力大的探区如北部采育探区、南部赵 县等探区，通过应用此项技术，在直井段实现防斜打直：在造斜、稳斜、降斜井段确保 井深轨迹优良。应用情况主要分以下三种： a 定向井中定向与增斜应用：改变定向井中，定向结束起钻调整钻具结构做法， 第一章绪论 通过选择合适的单弯螺杆钻具及稳定器，一趟钻完成造斜、增斜、稳斜。 b 定向井中定向与稳斜应用：通过选择合适的单弯螺杆钻具及稳定器，一趟钻完 成造斜、稳斜。 c 直井中降斜与防斜应用：利用复合钻井在小井斜情况下，降斜侧向力高于钟摆 钻具的特性，在直井中防斜打快控制井斜与位移。 1 3 宝力格油田防斜打快的技术路线 依托复合钻井技术制定防斜打快井技术方案要有针对性，主要包扩以下三个步骤。 1 ) 确定地层平衡侧向力 通过调研邻井地质情况，根据岩石可钴性、钻头进尺，分段掌握地层倾角、倾向自 然造斜规律，根据邻井钻具以及钻井参数，利用计算软件确定地层平衡侧向力。 2 ) 依据井眼轨迹和螺杆的结构特性确定单弯螺杆的结构尺寸( 弯角；稳定器尺寸、 类型) 依据复合钻井目的，结合设计井眼轨迹，确定螺杆钻具的造斜率，随之确定螺杆弯 角度数。根据地层造斜规律、设计造斜率及方位漂移情况，结合预弯曲钻具组合结构特 性对侧向力的影响规律，确定螺杆钻具稳定器数量、尺寸及形状。 3 ) 优选钻井参数，确定复合钻进初始井段，依据最终井斜角及轨迹要求确定滑动 与复合钻进比例。 依据地层平衡侧向力及预弯曲钻具组合复合钻井特性，确定复合钻井初始井斜、井 段。依据井眼轨迹要求优选钻井参数，实现复合钻井条件下轨迹控制。 当需要考虑防斜时应考虑钻具造斜能力与地层侧向力相互作用结果。尽量应用一套 钻具组合完成防斜与定向施工，主要依据地层侧向力以及定向井所要求最大井斜角，设 计钻具组合及复合钻井工艺。 制定复合钻井技术方案要有针对性，主要包扩以下几方面。 1 ) 依据井眼轨迹设计，确定最大井斜角。 2 ) 依据邻井钻井情况，确定地层平衡侧向力。 3 ) 通过上述框图选择钻具组合。 4 ) 优选钻井参数，确定复合钻进初始井段，依据最终井斜角及轨迹要求确定滑动 与复合钻进比例。 5 ) 依据地层平衡侧向力及预弯曲钻具组合复合钻井特性，确定复合钻井初始井斜、 井段。依据井眼轨迹要求优选钻井参数，实现复合钻井条件下轨迹控制。 两安石油大学硕七学经论文 技术方案框图如下： 图1 - 1 复台钻井螺杆钻具选择框图 4 第二章宝力格油田已钻井情况分析 第二章宝力格油田已钻井情况分析 2 1 宝力格油田地层倾角倾向分析 从地层特点分析，巴1 8 、1 9 区块3 0 0 8 0 0 m 地层倾角在l o 。 2 5 。间，8 0 0 m 井底倾 角在5 1 5 0 之间。巴3 3 区块3 0 0 - 6 5 0 m 地层倾角在1 5 之5 。间，6 5 0 1 3 0 0 m 倾角在5 1 5 。 之间。1 3 0 0 m 井底倾角较高，巴3 8 井此井段地层倾角达 3 0 5 0 0 ，倾向变化不大。长井段存在地层倾角，且倾向单一， 造成了钻井易斜段长，且方位基本不变，位移与井斜难以控 制。同时在考核井斜与井底位移的同时，严格全角变化率考 核指标，全角变化率( o 2 5 m ) s l o l 5 ，全角变化率连续三 个点超过上述标准为不合格，之后进一步提出最大全角变化 率不能超过4 0 2 5 m 。因此控制井身质量，加快钻井速度， 成为降低钻井成本的重中之重。 2 2 宝力格油田巴音都兰地层侧向力分析 巴音都兰凹陷，巴1 8 、巴1 9 、巴3 8 、巴4 2 区块地层 侧向力分析 巴18 井：2 0 0 1 年6 月1 0 日一开，6 月2 8 日完钻，实 际井深1 6 2 9 米。 钻具组合：1 ) 6 3 4 7 2 5 2 5 m ，t p 2 1 6 m m h 1 2 6 x o 2 5 m + 4 3 0 x 4 1 0 x 0 5 m 。m 1 7 8 m m d c 1 7 0 9 m + i p 2 1 4 m m f l 2 8 8 m + q ，1 7 8 m m d c 8 3 7 m + ( p 2 1 4 m m f 2 2 9 0 m + q 口1 7 8 m m d c 5 2 1 6 m + 4 1 l x 4 a 1 0 x 0 3 6 m + 审1 5 9 m m d c x 7 8 5 3 m + 4 a l l x 4 1 0 x 0 3 9 m + q d l 2 7 m m d p 。 钻井参数：钻压5 0 k n ，转速1 1 7 r p m ，机速1 4 1 3 m h ， 密度1 0 5 - 1 1 l 咖m a 求得钻具产生的降斜侧向力在3 0 0 m 后逐渐增加，在 5 0 0 , - - 7 2 0 m 维持在高值，从井斜增加来分析说明，钻具侧向图2 2 巴1 8 井侧向力分析b 力不能平衡地层增斜力，实钻中6 3 4 m 后采取了5 0 k n 钻压吊打方式使井斜有所下降。 侧向力分布见右图。 2 )7 2 5 2 5 1 1 8 8 3 2 m ， q 2 1 6 m m - j d 4 3 7 x 0 2 5 m + 4 3 0 4 1 0 x 0 5 m + 9 1 7 8 m m d e x 1 7 0 9 m + q 口2 1 4 m m f l 2 8 8 m + q 0 1 7 8 m m d c 6 0 5 3 m + 4 1 1 x 4 a 1 0 0 3 6 m + 9 1 5 9 m m d c x 7 8 5 3 m + 4 a l l x 4 1 0 x 0 3 9 m + t p l 2 7 m m d p o 两安石油大学硕七学位论文 钻井参数：钻压1 2 0 k n ，转速1 1 7 r p m ，机速6 8 7 m h ， 密度1 1 l 1 1 5 9 c m 。 此井段钻具侧向力变化不大，井斜在2 。左右波动，说 明地层侧向力维持在与钻具侧向力相拟合的低值。 3 )1 1 8 8 3 2 1 4 6 3 2 2 m ，2 1 6 m m - x h p 2 b x 0 2 5 m + 4 3 0 x 4 1 0 x 0 5 m + q ，1 7 8 m m减震器3 8 m + 9 0 1 7 8 m m d c 1 7 0 9 m + q 2 1 4 m m f l 2 8 8 m + 叩1 7 8 m m d c x 6 0 5 3 m + 4 l l 4 a l 0 0 3 6 m + q ，1 5 9 m m d c x 7 8 5 3 m + 4 a 1 l x 4 1 0 x 0 3 9 m + q ，1 2 7 m m d p o 钻井参数：钻压1 2 0 k n ，转速1 1 7 r p m ，机速8 0 1 m h ， 密度1 1 5 - 1 1 7 g c m 3 。 4 ) 1 4 6 8 3 2 - 1 6 2 9 m ，q ) 2 1 6 m m - h 5 1 7 x 0 2 5 m + 4 3 0 x 4 1 0 0 5 m + q ) 1 7 8 m m减震器3 8 m + 币1 7 8 m m d c x 7 7 6 2 m + 4 1 1 4 a 1 0 x 0 3 6 m + t # 1 5 9 m m d c x 7 8 5 3 m + 4 a l l 4 1 0 x 0 3 9 m + q 1 2 7 m m d p 。 钻井参数：钻压1 2 0 1 4 0 k n ，转速1 1 7 r p m ，机速 6 6 6 - 5 1 4 m h ，密度1 1 7 - 1 1 9 9 e r a 。 下部井段井斜在1 5 。以内，地层侧向力为低值。 巴1 8 3 井：2 0 0 1 年l o 月3 日一开，l o 月1 1 日完钻， 实际井深1 5 5 5 米。 钻具组合：1 ) 5 7 5 8 8 m ，9 2 4 1 3 m m 3 a + 6 3 0 4 1 0 + p 2 4 0 m m f l + 叩1 7 8 m m d c ( 短) + p 2 4 0 m m f 2 + 母1 7 8 m m n d c + t p 2 4 0 m m f 3 + q 1 7 8 m m d c 9 根+ 4 l l x 4 a 1 0 + q 0 1 5 9 m m d c x 9 根+ 4 a i l x 4 1 0 + 叩1 2 7 m m d p 。 钻井参数：钻压5 0 1 6 0 k n ，转速1 1 0 r p m ，机速 2 3 6 m h ，密度1 0 6 9 c m 3 。 图2 - 3 巴1 8 井侧向力分析c 图2 - 4 巴1 8 - 3 井侧向力分析 2 ) 5 8 8 - 1 2 2 1 2 4 m ，1 2 6 3 1 5 5 5 m ，q 2 1 5 9 m m 3 a + q d 2 1 4 m m f l + 9 t 7 8 m m d e ( 短) + 币2 1 4 m m f 2 + 9 1 7 8 m n l n d c + 币2 1 4 m m f 3 + q 1 7 8 m m 减 震器 + 甲1 7 8 m m d e x 9 根 + 4 1 l x 4 a 1 0 + 币1 5 9 m m d e x 9 根+ 4 a 1 1 x 4 1 0 + q ，1 2 7 m m d p 。 钻井参数：钻压1 6 0 k n ，转速1 1 0 r p m ，机速1 2 4 8 m h ，密度1 0 6 1 1 6 9 c m 3 。 1 2 2 1 2 4 1 2 6 3 m ，直螺杆+ 弯接头扭方位。井斜增至5 0 7 。，以下用三稳定器满眼钻 具稳斜至井底。 依据巴1 8 井、巴1 8 - 3 井钻探情况结合地层倾角分析，易斜井段在4 0 0 - - 7 0 0 米左右， 此段应作为井斜控制重点。从地层倾角分析8 0 0 米后至井底倾角并不高，依据巴1 8 1 井 6 第二章宝力格油田已钻井情况分析 测井资料，最高值在该井9 4 6 11 7 5 m ，倾角为8 1 4 0 。巴1 8 3 井最高值在8 3 0 1 2 2 9 m ，倾角为6 1 2 。，依钻井资料显示， 若8 0 0 米之前井斜、位移得以有效控制，8 0 0 米之后应用常 规钻具可达到要求。地层平衡侧向力在3 8 k n 左右。 巴1 9 井：2 0 0 1 年4 月2 0 日一开，5 月1 7 日完钻，实 际井深1 8 0 0 米。 钻具组合：1 ) 6 0 5 - - - 9 2 3 5 7 m ，9 2 1 5 9 r a m j d 4 3 7 + 4 3 0 x 4 1 0 + 9 1 7 8 m m n d c + t p l 7 8 m m d c x l根+ q 2 1 4 m m f l + 9 1 7 8 m m d c x 6 根+ 4 1 1 x 4 a 1 0 + q 1 5 9 m m d c x 6 根+ 4 a 1 1 x 4 1 0 + 9 1 2 7 m m d p 。 钻井参数：钻压5 0 1 2 0 k n ，转速l o o r p m ，机速 1 4 7 5 m h ，密度1 0 8 1 1 9 咖m 3 。 2)9 2 3 5 7 1 6 1 6 0 7 m ，砣1 5 9 m m h 5 1 7 + 4 3 0 x 4 l o + q 1 7 8 r a m 减震器+ 9 1 7 8 m m n d e + 9 1 7 8 m m d c x l 根 + 9 2 1 4 m m f l 椰1 7 8 m m d e x 6 根“1 1 x 4 a 1 0 + 9 1 5 9 m m d c x 6 根 + 4 a 1 1 x 4 1 0 + p 1 2 7 m m d p 。 钻井参数：钻压1 2 0 k n ，转速l o o r p m ，机速 5 4 8 - 2 6 3 m h ，密度1 1 7 1 2 0 9 c m 3 。 3 )1 6 2 0 2 2 1 8 0 0 m。 9 2 1 5 9 m m h 5 1 7 + 4 3 0 x 4 l o + p 1 7 8 m m 减震器+ ( p 1 7 8 m m n d c + 9 1 7 8 m m d c 8 根 + 4 l l x 4 a 1 0 + 9 1 5 9 m m d c x 6 根+ 4 a 1 1x 4 1 0 + 9 1 2 7 m m d p 。 钻井参数：钻压1 2 0 1 4 0 k n ，转速l o o r p m ，机速 2 9 6 - 1 7 3 m h ，密度1 2 0 - 1 2 2 9 c m 。 从钻具侧向力分析，井深5 0 0 m 侧向力产生高值， 并且井斜依然增加，说明此高值不能平衡地层侧向力。 1 1 0 0 1 6 0 0 m 井段钻具侧向力也产生一段高值，从井斜 变化趋势分析，此井段使用钟摆钻具能平衡地层侧向力。 巴1 9 1 5 井：2 0 0 1 年9 月1 8 日一开，1 0 月1 日完 钻，实际井深1 5 7 0 米。 钻具组合：1 ) 6 5 - , 5 8 5 8 6 m ，9 2 1 5 9 m m h a t l 2 7 + 4 3 0 4 l o + q 1 7 8 r a m减震器+ 4 l l x 4 a 1 0 + 图2 - 5 巴1 9 井侧向力分析a 图2 - 6 巴1 9 井侧向力分析b 9 1 5 9 m m n d e + 9 1 5 9 m m d c x i 根+ 9 2 1 4 m m f l + 9 1 5 9 m m d c x l 6 根+ 4 a 1 1 x 4 1 0 + 9 1 2 7 m m d p 。 钻井参数：钻压5 0 k n ，转速i1 0 r p m ，机速1 4 2 7 m h ，密度1 0 9 9 c m 3 。 2 )5 8 5 8 6 - 1 0 5 8 8 0 m ， 9 2 1 5 9 m m - j d 4 3 7 + 4 3 0 4 1 0 + 9 17 8 m m 减震器 + 4 l l x 4 a 1 0 + 9 1 5 9 m m n d c +9 1 5 9 m m d c l根+ 9 2 1 4 m m f l + 9 1 5 9 m m d e x l 4 根 7 两安石油大学硕士学位论文 + 4 a 1 1 4 1 0 + ( p 1 2 7 m m d p 。 钻井参数：钻压8 0 k n ，转速l1 0 r p m ， 3 ) 1 0 5 8 1 0 8 8 8 m 扭方位钻进。 机速8 1 5 m h ，密度1 0 9 1 1 9 9 c m 3 。 4 ) 1 0 8 8 8 1 5 6 2 m ，9 2 1 5 9 m m - j d 4 3 7 + 9 2 1 3 m m f l + q 1 5 8 m m d e ( 短) + 币2 1 2 m m f 2 + q o l 5 9 m m n d c + 9 2 1 2 m m f 3 + 0 1 5 9 m m d e x l 7 根+ 4 a 1 l x 4 1 0 + 9 1 2 7 m m d p 。 钻井参数：钻压1 6 0 k n ，转速6 5 r p m ，机速6 1 l m h ， 密度i t 1 9 9 c m 。 综合分析，巴1 8 、巴1 9 断块地层特性相近，上部地 层采用钟摆钻具，钻井参数、扶正器位置适当，井斜存在 增加趋势，说明地层的增斜侧向力高于钻具钟摆力，可采 取牺牲钻压控制井斜。两区块上部井段地层倾角在l o 3 0 0 间，井斜向下倾方向。实际应用轻压吊打有效果。 巴3 8 井：2 0 0 2 年4 月1 0 日一开，5 月3 日完钻，实 际井深1 6 5 8 米。 钻具组合：1 ) 6 2 1 3 7 4 1 2 m ，q 2 1 5 9 m m 3 a + 9 2 1 4 m m f l + 1 7 8 m m d e(短) + 9 2 1 4 m m f 2 + 0 1 7 8 m m n d c + 母2 1 4 m m f 3 + 9 1 7 8 m m d c x 7 根+ 4 l l x 4 a 1 0 + 币1 5 9 m m d c x 9 根 + 4 a 1 i x 4 1 0 + q ，1 2 7 m m d p 。 钻井参数：钻压1 2 0 k n ，转速1 1 7 r p m ，机速 1 5 5 4 8 6 9 m h ，密度1 0 2 1 1 4 9 c m 。 2 )1 3 7 4 1 2 1 5 0 3 m ，1 5 2 5 1 6 5 8 m ，m 2 1 5 9 r a m h 5 1 7 + 4 3 0 x 4 1 0 + 甲1 7 8 m m n d c + q ；1 7 8 m m d e 2 根+ q 2 1 4 m m f l 图2 曲巴3 8 井侧向力分析 b + 9 1 7 8 m m d c 6 根+ 4 1 1 x 4 a 1 0 + 9 1 5 9 m m d c x 9 根+ 4 a 1 l x 4 1 0 - 唧1 2 7 m m d p 。 钻井参数：钻压1 2 0 k n ，转速1 1 7 r p m ，机速8 1 6 之6 7 m h ，密度1 0 2 1 1 4 9 e m 3 。 当前钻具组合将扶正器与钻头间接3 根钻铤，在钻压1 2 0 k n 时，钻具与井壁接触位 置在2 2 m 左右，因此扶正器下部已产生切点，钟摆钻具起不到良好作用。 3 ) 1 5 0 3 1 5 2 5 6 8 m ，弯接头加直螺杆扭方位。 本井下部井斜未能有效控制，一方面与地层倾 角有关，另一方面与钻具使用有关。 巴4 2 井：2 0 0 2 年5 月2 1 日一开，6 月6 日完 钻，实际井深1 6 0 4 米。 钻具组合：1 ) 5 9 5 8 3 1 7 6 m ，9 2 1 5 9 m m h a t l 2 7 + 4 3 0 4 1 0 + 9 1 7 8 m m n d e + 9 1 7 8 m m d c l 根 l 一竹 1 卜十 f t 十十 图2 - 1 0 扶正器位置与侧向力分析 + 妒2 1 4 m m f i + 舻1 7 8 m m d c 6 根+ 4 1l x 4 a 1 0 + 9 1 5 9 m m d c x 6 根+ 4 a il x 4 1 0 + 9 1 2 7 m m d p 。 s 第一章宝力格油田已钻井情况分析 钻井参数：钻压1 2 0 k n ，转速l o o r p m ，机速1 6 9 1 m h ，密度1 0 7 1 0 8 9 c m 3 。 2 ) 8 3 1 7 6 1 6 0 4 m ，q 2 1 5 9 m m h 5 1 7 + q 1 7 8 m m d c ( 短) + p 1 7 8 m m n d c + p 2 1 4 m m f l + 币1 7 8 m m d c 8 根 + 4 l i 4 a l o + q 1 5 9 m m d c x 6 根+ 4 a l l 4 l o + q 1 2 7 m m d p 。 钻井参数：钻压1 2 0 k n ，转速1 0 0 r p m ，机速 9 5 5 , - 4 6 3 m h ，密度1 0 8 一1 1 8 9 c m 3 。 依据巴1 8 井、巴1 8 3 井钻探情况结合地层倾角分 析，易斜井段在4 0 0 7 0 0 米左右，此段应作为井斜控制 重点。从地层倾角分析8 0 0 米后至井底倾角并不高，依 据巴1 8 1 井测井资料，最高值在该井9 4 6 1 1 7 5 m ，倾角 为8 1 4 。巴1 8 3 井最高值在8 3 0 1 2 2 9 m ，倾角为6 1 2 0 ， 依钻井资料显示，若8 0 0 i 0 0 0 米之前井斜、位移得以 有效控制，1 0 0 0 米之后应用常规钻具可达到甲方要求。分析地层平衡侧向力在3 8 k n 左 右。 综合分析，巴1 8 、巴1 9 断块地层特性相近，上部 地层采用钟摆钻具，钻井参数、扶正器位置适当，井斜 存在增加趋势，说明地层的增斜侧向力高于钻具钟摆力， 可采取牺牲钻压控制井斜。两区块上部井段地层倾角在 1 0 - - 3 0 。问，井斜向下倾方向。实际应用轻压吊打有效果。 综合分析，巴3 8 、巴4 2 区块，上部腾二段3 0 0 7 0 0 m 地层倾角巴3 8 井在1 8 3 0 0 之间，巴4 2 井地层倾角在 8 1 5 。之间。下部地层大部在l o 。左右，个别井段如巴3 8 井1 2 9 2 1 5 5 6 m ，倾角达3 0 5 0 0 ，下部井段地层倾角高， 中上部井段及时控制，下部地层钻压敏感，应采用满眼 钻具大钻压钻进。 钻井难题在于易斜井段长，同时存在大倾角地层。 2 3 钻具组合及钻井参数分析 图2 1 2 巴4 2 井侧向力分析b ( 1 ) 一开钻具组合： 由于宝力格油田的一开地层岩性主要为流沙和沙泥岩，少量的井会遇到薄砾石层， 设计深度在5 0 1 0 0 m 左右，一开采用以下的钻具组合： q 0 3 9 3 7 m m 钻头+ q f l 5 9 m m d c x ( 3 ) 根+ q 0 1 2 7 m m d p 。 配合钻井参数：钻压2 0 - 4 0 k n ，转速5 0 i o o r m i n ，排量4 0 6 0 l s ，泵压8 1 2 m p a 。 ( 2 ) 二开钻具组合： 9 西安石油大学硕士学位论文 二开后各区块的地层特征存在着较大的差异，一般在不同的地区和井段可能会采取 几种不同的钻具组合和钻井参数。经过规纳总结多年的钻井经验，探索最佳钻井组合、 钻井参数的配合，优选出了一套在二连地区不同区块和井段的钻具组合、钻井参数。为 保证井深质量和提高钻井速度奠定了重要的基础。 常用的钻具组合有： 双效钟摆钻具： p 2 1 5 9 m m 钻头+ q f l 5 9 m m 无磁d c x l 根+ q f l 5 9 m m d c x i 根+ 叩2 1 4 m m 螺旋f i 1 只+ q 1 5 9 m m d c x l 根+ q d 2 1 4 m m 螺旋f 2 x 1 只+ t 0 1 5 9 m m d c x ( 1 s 1 8 ) 根+ q 1 2 7 m m d p 。 正常钻进时配合钻井参数：钻压1 2 0 1 4 0 k n ，转速6 0 1 2 0 r m i n ，排量3 0 4 0 l s ， 泵压1 2 1 6 m p a 。 降斜使用时：钻压2 0 - 5 0 k n ，转速6 0 - 1 2 0 r m i n ，排量3 0 - - 4 0 l s ，泵压1 2 1 6 m p a 。 定向钻具组合： 币2 1 5 9 m m 钻头+ q ，1 7 2 m m l g ( 1 。1 2 5 。) 1 根+ 币1 5 9 r a m 无磁d c x l 根+ q 0 2 1 4 m m 螺 旋f 1 1 只+ q 1 5 9 m m d c x ( 8 一1 2 ) 根+ 1 q 0 1 2 7 m m d p 。 定向钻进时钻井参数：钻压5 0 1 0 0 k n ，转速d n ，排量3 0 4 0 l s ，泵压1 2 1 6 m p a 。 复合钻井时钻井参数：钻压5 0 8 0 k n ，转速3 0 6 0 + d nr m i n ，排量3 0 4 0 l s ，泵 压1 2 1 6 m p a 。 刚性钻具组合： 9 2 1 5 9 m m 钻头+ 甲2 1 4 m m 螺旋f i x l 只+ q f l 5 9 m m 短d c x l 根+ 叩2 1 4 m m 螺旋f 2 x 1 只+ q f l 5 9 m m 无磁d c x l 根+ q ，2 1 4 m m 螺旋f 3 x 1 只+ 币1 5 9 m m d c x ( 1 5 1 8 ) 根 + t p l 2 7 m m d p 。 配合钻井参数：钻压1 6 0 2 0 0 k n ，转速7 0 - - 1 2 0 r m i n ，排量3 0 - - 4 0 l s ，泵压1 2 1 6 m p a 。 塔式钻具组合： 甲2 1 5 9 m m 钻头+ 币1 7 8 m m 无磁d c 1 根+ 叩1 7 8 m m d c x 6 根+ 叩1 5 9 m m d c x ( 1 5 1 8 ) 根+ 币1 2 7 m m d p 配合钻井参数：钻压1 2 0 2 0 0 k n ，转速7 0 1 2 0 r m i n ，排量3 0 4 0 l s ，泵压1 2 1 6 m p a 。 光钻铤钻具组合： 甲2 1 5 9 m m 钻头+ 币1 5 9 m m d c x ( 1 5 1 8 ) 根+ 平1 2 7 m m d p 配合钻井参数：钻压1 2 0 2 0 0 k n ，转速7 0 1 2 0 r m i n ，排量3 0 - - 4 0 l s ，泵压1 2 1 6 m p a 。 不同区块井段钻井组合、钻井参数选用的一般规律( 见表2 - 1 ) 。 裹2 1 主要区块钻井组合、钻井参数的优选 序 区块 井段选用钻具钻压转速排量泵压 号 m 组合 k nr ，m i nm p a 二开8 0 0 双效钟摆 1 2 01 1 73 5 3 81 3 1 5 l 阿南 8 0 0 1 6 0 0 ( 井底)螺杆钻具 4 0 3 0 6 0 + d n 3 3 3 5 1 5 1 7 1 0 第二章宝力格油田己钻井情况分析 二开7 5 0双效钟摆 1 2 0 1 8 01 2 0 3 5 8 - 1 2 2 哈南7 5 0 1 6 7 0螺杆钻具 4 0 3 0 - - 6 0 + d n3 51 2 1 5 1 6 7 0 1 9 0 0 ( 井底)刚性满跟 1 6 01 2 03 8 1 1 1 4 二开8 0 0双效钟摆 1 2 01 0 0 3 8 l l 3 巴音都兰 8 0 0 11 0 0 ( 井底) 螺杆钻具 8 0 3 m 击o + d n3 5 1 2 4 吉尔格朗图 3 3 0 1 7 5 0 ( 井底) 螺杆钻具 1 2 0 1 0 03 51 1 5 二开1 7 5 0 刚性满眼 i 6 0 1 8 01 1 73 3 3 81 5 乌里亚 51 7 5 0 2 0 0 0螺杆钻具8 03 0 - 6 0 + d n3 5 3 81 3 1 5 斯太 2 0 0 0 2 2 0 0 ( 井底) 刚性满眼1 8 01 1 73 3 3 81 3 1 5 两安石油大学硕士学位论文 第三章复合钻井钻具组合力学特性分析 3 1 复合钻井技术