文档介绍：深层钻井技术
石油大学(华东)钻井所
2000年10月
主要内容
深层钻井的主要技术难点
井身结构设计
深井超深井套管、钻头系列
不同尺寸套管下深能力
推荐的深井超深井套管钻头系列
套管、钻头数据库
井身结构设计方法
套管柱强度设计
高效破岩工具
深井小井眼钻井技术
深井复杂事故监测技术
一、深层钻井的主要技术难点
复杂地质条件下深探井和超深探井的难点主要有以下三个方面:
1、探井具有地质不确定性,新区第一口探井的地质不确定程度更大。
2、现有钻井技术不完全适应复杂地质条件深探井钻井的要求。
3、深井钻井主要装备技术性能差,比较陈旧。
克服技术难点需要解决的问题
(1)提高地层压力和地应力预测监测的精度问题
(2)确定复杂地质条件下深探井合理井身结构问题。
(3)一旦同一裸眼井段内打开两套或更多套地层压力系统后的有效处理问题。
(4)高陡构造高效防斜问题。
(5)提高上部大尺寸井眼和深部井段钻井速度问题。
(6)提高长井段小间隙高密度条件下的固井质量问题。
(7)减少技术套管磨损和破裂后的处理问题。
(8)严重井漏、井塌、缩径的有效处理问题。
(9)含硫气井的安全钻进问题。
(10)高密度(^3),抗高温(大于150C),抗污染钻井液问题。
表1 我国复杂地质条件新区第一口深探井钻井情况
表2 美国复杂地质条件初探井钻井情况
二、井身结构设计
目前国内深井井身结构设计的问题
套管与钻头系列单一
设计目标及方法有待改进
套管柱强度设计需考虑温度和三维受力问题
1、国内常用深井超深井套管、钻头系列
目前,我国深井、超深井钻井中普遍采用的套管结构程序为:20”—13 3/8”—9 5/8”—7”—5”,少数陆地超深井和海洋钻井已采用 30”—20”—13 3/8”—9 5/8”—7”—5”的套管程序。
(一)深井超深井套管、钻头系列
海洋复杂深井套管、钻头系列
(36 ”)30 ”-(26 ”)20 ”
-(17 1/2 ”)13 3/8 ”-(14 ”)11 3/4 ”
-(12 1/4 ”)9 5/8 ”-(8 1/2 ”)7 ”
-(6 ”)4 1/2 ”
在14" 井眼用8 3/4"×12 1/4" ×14"偏心钻头钻进,11 3/4" 尾管采用无接箍套管,在12 1/4"井眼段,用7 7/8" ×10 5/8"×12 1/4" 偏心钻头钻进。9 5/8"套管柱的上部用普通接箍的套管,进入11 3/4"尾管及以下井眼的套管为无接箍套管。
2、国外深井超深井套管、钻头系列
20〃-13 3/8〃- 10 3/4〃- 7 5/8〃- 5〃
(美国西德克萨斯、俄克拉何马等地区)6900米
36〃- 26〃- 20〃- 16〃- 10 3/4〃- 7 3/4〃-5〃
(美国加利福尼亚最深井943-29R井)7445米
30〃- 20〃- 16〃- 11 7/8〃- 9 7/8〃- 7 3/4〃-5 1/2〃
(美国怀俄明) 7582米
36〃-30〃-24〃- 18 5/8〃-13 3/8〃-9 5/8〃-7〃-4 1/2〃
(沙特阿拉伯Khuff井)
32〃- 24 1/2〃- 16〃- 13 3/8〃- 9 5/8〃- 7 5/8〃
(德国KTB超深井)12000米
30〃- 24〃- 20〃- 16〃- 13 3/8〃- 11 3/4〃- 9 5/8〃- 7 5/8〃
(拉丁美洲和墨西哥湾地区)5638米