深井钻井技术工艺探讨

摘

 要：钻井过程中，常会受地层的影响遇到一些深井。此类井由于深度特别深，井下地质

状况不甚明晰，往往由于相关预告不准确导致钻井出现许多情况，从而影响钻井的速度和
效率。而探讨这些因素，进行深入分析，并提出相关解决策略是摆在相关工作者面前的一项
重大课题。本文结合笔者经验就深井钻井来讲，如何提升钻井技术工艺谈几点看法。

 

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　　关键词：深井

 钻井技术 工艺策略 

　　在钻井过程中，常常会受地层的影响遇到一些深井。此类井由于深度特别深，井下地质
状况不甚明晰，往往由于相关预告不准确导致钻井出现许多情况，从而影响钻井的速度和
效率。而探讨这些因素，进行深入分析，并提出相关解决策略是摆在相关工作者面前的一项
重大课题。本文结合笔者经验就深井钻井来讲，如何提升钻井技术工艺谈几点看法。

 

　　一、深井钻井所存在的问题分析

 

　　深井钻井要穿过多套地层，这些地层跨越的地质时代较多、变化较大，相应的地质条件
错综复杂，同一井段可能包括压力梯度相差较大的地层压力体系和复杂地层等，施工时一
口井中需要预防和处理几种不同性质的井下复杂情况。再加上深部地层高温、高压、高地层应
力等，会使井下复杂的严重程度和处理复杂的难度大大加剧。就目前我国的钻井技术水平来
说，钻深井存在的技术问题主要以下几个方面：

 

　　钻井的主要装备性能差、比较陈旧，和国外的先进装备相比落后的太远了。上部大尺寸
井眼和深部井段提高钻井速度是一大难题。多层套管时，深部井段小井眼的钻井速度问题。
减小技术套管磨损和破裂后处理问题。防斜打直技术。深井固井质量问题。井漏、井涌、井塌、
缩径等复杂情况的预防和处理。深井定向井、水平井钻井技术。深井钻井液现有体系中的包被
剂抗温问题、高温稳定剂的复配问题、深井高密度钻井液流变性能稳定问题、深井钻井液的环
境保护问题、深井钻井液检测系统陈旧、不配套问题。

 

　　二、提升深井钻井技术工艺的几点措施

 

　　

1.提高深井大直径井段的钻井速度。 

　　提高钻井装备的装机功率，解决大尺寸井眼所需的能量和排量问题。采用大尺寸钻杆和
钻铤，解决水力能量和破岩能量问题。完善大尺寸钻头的结构和系列，特别强调的是要增加
大尺寸钻头的移轴距和适应高转的性能。采用井下动力钻具和复合钻进技术，提高机械钻速。
 
　　

2.提高深部井段钻井速度。 

　　深部井段的泥页岩和泥质砂岩等在上覆盖地层压力下变得非常致密，不仅密度和硬度
增加，而且从常压下脆性岩石向塑脆性岩石或硬塑性致密岩石转化，牙轮钻头的牙齿在这
种岩石中破碎起来非常困难。另外，随着钻井液密度和井深的增加，液柱压力对井底破碎出
来的岩屑产生压持作用，牙轮钻头破碎出来的岩屑在压差作用下不易离开井底，结果是在
井底形成垫层，降低了破碎效率等。多种原因都影响着深井深部井段的机械钻速，使得机械
钻速极低。提高深井在高抗压强度和高研磨性地层的机械钻速，缩短钻井周期，一直是困扰
钻井工作者的技术难点。随着钻头和井下工具技术的发展和实践，针对高抗压强度和高研磨
性的地层，国外目前逐步推出了一套提高机械钻速的技术途径，即采用特殊设计的人造金
刚石孕镶钻头与高速涡轮动力钻具组合，依靠强化钻井参数的办法提高钻速。与牙轮钻头相
比，该项技术可提高机械钻速三至十倍以上，大幅度提高了深井在高抗压强度和高研磨性
地层的机械钻速。

 

　　

3.提高深井下部小直径井眼机械钻速。 

　　在二百一十五点九毫米井眼中，下完一百三十九点七毫米套管或一百七十七点毫米套