浅谈PDC钻头的钻井时效性和钻井工作的协调性_图文

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20 年 增 刊  06

西部探矿工程 
20   06

W ES T— CHI NA  EXP   RAT1 I 0N  ENGI ERI NE NG 

文章编 号 :O4 5 1 (06 增刊一 0 4—0  1 0— 76 20 ) 35 2

中图分 类号 : 4 12 TD 2 .+5 文献标 识码 :  B

浅谈 P DC钻 头 的 钻 井 时 效 性 和 钻 井 工 作 的 协 调 性 
程 少 林 , 苏 提  王
( 国石 化 华 北 石 油 局 录 井 公 司 , 南 郑 州 40 4 ) 中 河 5 0 2 



要: D P C钻 头的使 用, 给钻井技术带来伟大的革命 , 是不 同的钻 井队在 同一地 区钻 井, 井速度却 差异很 大。通  但 钻

过对 塔 巴庙 地 区 同一 区块 内的 1 6口开 发 井 钻 井 周 期— — 重 点对 3 0 2 0 m 纯钻 时 数 据 进 行 了统 计 、 析 与 对 比 ,   0  ̄ 90 分 说

明了钻井参数 的合理选择 , 能加快钻井速度与安全效益不断的提 高。   关键词 : 巴庙; D 塔 P C钻 井; 时; 钻 钻井速度 ; 钻井参数  综合录井仪的工程录井传感 器有 2 0个之 多 , 同的 录井 仪  不
可能有一些个 体差 异 , 但大多数 是一样 的 , 些传感 器和数据 的  这 最大特点就是记 录的连续性 、 效性 和客观性 , 实 另一特 点就是 大 
井号  表 1 纯钻时数据统计结果表 

塞   与7  0 90 钻时总和  竺 塑 一 井3  ̄20m  2 o
换算  设计 实际 相比增  总钻 时  () () 加天数  ( ) 总天数  d  d  h 
() d 

量的连续数据。不 同的传感 器有不同的数据采集和记录方式 , 也  有不同的数据状态 。只要利 用好 了数据信 息 , 对钻井工程会帮助 
很大。  

这 么多不 同的数据 , 我们可 以采用 多种数理统 计分析方 法 ,   分析不 同数据结构 , 随着 分析 的深入 , 它所反映 的信息也就不 同,   信息 量也就不断增加 。这样就 可以有依 据的科学 指导生产 和钻 
井 。这里从最简单的钻时数据 , 从地 质 的角 度做一 简单 分析 , 供  参考 。   1 塔 巴庙地 区纯钻 时数据分析 

随着塔巴庙区块钻 井工程 的 日趋 成 熟 , D P C钻头使 用频 度 
越来越高 , 但是每个钻井队在 同一地 区钻井 , 钻井速 度差 异很 大 ,   钻井周期 有的井在 1 d 右 , 5左 也有 的井 在 3d左 右 , 什么原 因  4 是 造成 这么大的时间差异 , 里根 据纯 钻时 数据 进行 一些 简单分  这
析。  

为了分析 的统 一性 , 将今 年开 发井 1 6口井 30 20 m纯  0  90 钻时数据进行统计 , 依据是第 一轮 开发井几 乎都在 同一 区块 , 横  向地层变化不大 , 可比性很强 , 另外只统计 了纯钻时 , 消了人为  取 的其它环节( 加单根 、 冲孔 、 起下钻等 ) 影响 。统 计结果 见表 1  。 由表 1 可反映很多信 息 :   ()钻 井周 期 最短 的 井有 D — 1 2 5 、 1 1 2  1 1 —7 1 d D — — 1
1 d、 — 1 2  ̄1 d。 8 D1 - 2 8  

一  
和 时 

辅 其  助 它 j= 墨  时 钻 D  间 井 

( ) 井周期 比较 长的井有 D1 —6 3 d D1 1 6 2钻 —1 5 8 、 — —2  3d 定 向井 )钻井周期最长的井和最短 的井相差 2d之多 , 4( , 3 时间 

( )剩余辅助 时 间和其 它钻 井时 间 ( ) 的时 间最 多 的井  6 d用
有 , 一 1 5 、 — 1 0 D1 1 2 #、 1 1 2 #、 — 1 DI —   D1 —2 a、 — — 3 D — — 6 D1  


差异很大 , 钻井速度快 的井 队还 可以再 打一 口半井还要 多。  
()3 0 9 0 纯钻时利用 时 间最 短的井 有 D1 —7  3 0  ̄20 m —1 2
6 6 d D1 1 2  ̄6 9 d   .4 、 — - 0 .8 。

6 、 —1 6 。这些井需要加 强辅 助时 间的管理 , 6 D1 - 5 也就是  综上所述 , 从钻井速度 到辅助 时间 的管理最科 学的 井是 D1  

加强工作 的协调性 。   1 2 最不科学的井是 Dl -6 。其 它各井有 的是钻井  —7 ; 一1 5

( )纯钻时利用时间最长 的井 有 D —1 5 5 5 d D1 4 1 —6 1. 6 、 —  1  1. 4 、 —1 5 3 1d等 。这 些井需 要加 强钻 井技  —6 3 2d D1 —5 1 . 1 术的研 究。  


速度很快 , 但辅助时 间过长 , 有的是辅助时间较科学 , 但钻井技术 
需要 提 高 。  

( )如果 把 3 0 20 m钻 井时 间除去 , 5 0  ̄ 90 剩余辅 助时间 和其 
它钻井 时间( ) 的时间最少 的井有 D — 1  、 1 —1 、 d用 1 —6 D —1 3  
D 1 1— 55 、 —   D1— 1 7   。 — 2  

根据 以上数据分析 , 我们就知道那个环节 出了问题 。  
2 30 9O 井 管 钻 时 分 析    0  ̄2 g m

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程 

增 刊 

对于钻井工 作 的协 调 性 , 程专 家 都非 常 清楚 , 里 只对  工 这
3 0 2 0 m井段钻时做进 一步分析 , 0 - 90 寻找造成钻 时差异 较大的  井段和岩性特征 。为了分析方便我们分 了 6段 , 见表 2  。
表 2 3 0 20 m 井段 岩 性 特 征    0  ̄ 90

在 。从数据 中我们可 以获取很多信息 。根据不 同的数据信息 , 我 
们 可以不 断改进生 产工作 方法 和钻 井参 数 , 就会 对工 作带 来很 
大帮助 。  

分段钻时统计分析结果认为 , 有很多井 钻井参数运 用合理 ,  
钻 速 较 快 , D — l 2 、 — l 2  、 — l 5 、 — l 如 l - 0 Dl - 3 Dl 一 8 Dl 一  6 、 l l 7 ; 的井 则 很 差 , D1 l 6 Dl l 2 、 6 D— 一 2 有 如 一 一  、 — 一 6  
组 段  井 深( m) 视 厚 度 (   m) 岩 性 特 征 

Dl -2 、 l 一 5 、 — l 6 。但 分段 钻 时各 有 差  —l 8 D —l 5 Dl 一 5 异, 就是钻速很快的井也有钻井参数选择不合理 的井段 , D1 如 一  l 8 一5 虽然 全井钻 速较 快 , 在石 千峰 和上石 盒 子组 ( 20 但 2 0 ~ 

2 5 m) 6 0 井段 比最快的井差 2 . 9 。从 以上分析可见钻井参数分  48 h
析和钻井数据 分析 的重要性 。   总的来看 , 钻井的 时效性 和工作 协调 性共 同考虑 , —1 从 D1   从表 2 以看 出,5 m 的井段岩性较 细, 可 40 一般 情况下只要钻 


7 堪称典范 。D1 1 6 可 以说 是最差 的井 。钻 井参数 的  2 — - 5

井参数合理 , 总钻 时变化不 会太大 , 但是此段最快 的井为 Dl l — 


运用 只是钻井生产 工作 中的一 个重 要环 节 , 只要 认真 分析 参数  在生产 中的合理性 , 会使 钻井速度、 就 安全效益不断提高 。   4 其它分析方法简介 

2  ̄ 用时 5 8 h 有 9口井与它差距 小于 l h 0, .1, O 。但有 4口井超  7O 5 0 为延安组 一延 长组 , 5 ~15 m 在此 段近 8 0 的地层 中 , 0m  

过 1 h 比最快 的超 近 3 , 以说钻井参数严重失调 。 5, 倍 可  
上 部 4 0 为较 细 的 地层 , 部 40 为 砂 泥 岩 互 层 段 ( 表 2 , 0m 下 0m 见 ) 

上面 只从一个钻 时数据 进行 了一些 简单 分析 , 出较 多信  得
息, 在钻 井生产 中能够运用 的工程数据较 多。在正 常钻井 的一般  情况下 , 利用最频繁 的是 : 矩 、 扭 转盘转 速 、 泵压 、 大钩 负荷、 泥浆  性能等 。目前 在 P C钻头钻 井条 件下 , D 工程参 数应用 比较好 的  是扭矩和瞬时转盘转速 等。   扭矩 传感器在钻遇泥岩 或较均 匀 的地 层时 , 扭矩非 常稳定 ,   变化 不大 , 而钻遇不均一的砂岩 等岩性 时扭 矩摆 动幅度 加大 , 钻  遇的岩性均一性越差 , 扭矩变化越大 。有人说 目前我们根本就没 

如果砂泥岩互层 段钻井参数选择不合适 , 可能钻时较 高。从钻时 
结 果 可 以 看 出 , 钻 时 最 短 的 井 是 D1 1 2 为 1. 7 , 6 总 — — 3 94h 有  

口井与它的差距 小于 lh 有 5口井超过 4 h超过近 2倍 。 O, 0   1 5  ̄20 m 为 延 长组 一刘 家 沟组 , 5 0 20 在此 段 6 0 的井 段  5m 中, 主要是较细的地层 , 此段地层 用 P C钻 头应该是 钻速 最高 , D   钻时最稳定 的。但从钻时结果 可看 出, 总钻时最快的井为 Dl   —l


7 2# , 33


6h 4 。有 5口井总钻时与它 的差 距小于 1h 但是 有 8 5,  

用, 而且用途也不 大。这 主要是 在塔 巴庙区块 我们 运用的扭 矩传 
感器是转盘顶丝式的 , 此类传 感器灵 敏度较 差 , 对扭矩 的微 小变  化反应不灵敏 , 这样制约 了对扭矩 的正确判 断。 目前在新疆井 队  将扭矩传感器装在 过桥链条 或 者对 扭矩 反应 比较灵 敏 的地 方,  

口井钻 时超过 4 h 可以说差距非常大 。 0,   2 0  ̄2 5 m 为刘 家 沟 一上 石盒 子组 , 20 60 在此 段 4 0 5 m井 段  中, 主要 为砂泥岩互层段 , 但此段地层成岩性较好 , 要适 当调整钻 

井参数 , 严格说若钻井参数 调整不好 可能有 一点钻时 差异 , 但不 
会太大 。但 是 由钻 时统 计结果 可见 , 时最快 的井 为 Dl 一  钻 —l 7 #,2 5 h 只有 2口井与它 的总钻 时小于 l h 但是 有 7口井  2 4.4 , O, 比它超过 2 h 超过一半的时间 。 4,  
2 5  ̄ 2 0 m 为 上 石 盒 子 一下 石 盒 子 组 , 此 段 10 左 右  60 8 0 在 5m

钻井时随时监测扭矩 变化情 况 , 根据 不 同变化 采 取不 同钻 井参 
数, 这样 既保证 了随时改变钻井参数 , 提高钻井速度 , 又保证 了钻  头安全和井内安全。在新疆钻 井队对扭 矩变化非常敏感。   根据资料 , 瞬时转盘转速也可监测钻头情况 。在钻遇较均匀 
岩 层 时 瞬 时转 速 比较 稳 定 , 般 情 况 下 钻 遇 泥 岩 时 , 于 岩 性 比  一 由

的地层为下石盒子组 , 砂泥岩互层段 , 此段地层砂岩粒度变化大 ,   从细砂岩到砂砾岩 均有 , 井参 数应该 随着 岩性 的变 化 做相应  钻 的调整 , 如果调整 不好 , 钻速慢 、 对钻 头破坏 和 冲击 也大 , 钻头也  容易受伤和磨损 。由钻时统计结果可见 , 钻速最快 的井为 D —1 1  


较均匀 , 钻头 比较平稳 , 矩 和瞬 时转速 变化 不 大 , 扭 钻遇 砂岩层  时, 由于岩性 比较 复杂 , 再加上砂岩粒度 的不均一性 , 造成扭 矩和  转速 的波动 。这样可 以随时调 整钻井参 数 , 科学使 用钻头 , 加长  钻头使用寿命 , 高速 钻井 。提 高钻 井效 率 和效 益。如果 岩性 均 


1#,7 2 h 有 4口井 与 它 相 差 在 l h左 右 , 也 有 4口井 比  5 1. 9 , O 但



而扭矩 和瞬时转速变化较大就考虑钻 头是 否出现 问题 。   ( )目前对钻井技 术的研究 不应只停 留在对 P C钻头钻 井  1 D

它超过 2 h 在 1 0 内差 2 h 0 , 5m 0 是一个 不小 的数字 , 该有研究的  应
价值。  
2 0  ̄ 2 0 m 为 下 石 盒 子 一 山 西组 , 此 段 为 10 山西 组  8 0 90 在 0m

5 强调 几 点 

技 术的单项研究 , 而应是全面的钻 井技术 的动态 管理 , 随着所钻  岩性 的不 同, 随时调整 和使 用不同的钻井参数 。   ( )不能只停 留在高速钻井 的研究上 , 2 还要研究 如何合理使  用钻头 , 长钻 头使用 寿命 。 延  
( ) 学管理每个工作环节 。 3科  

砂泥岩层段 , 泥岩 相对较厚 , 岩相 对较细 , 砂 若选择 好钻井参 数 ,   钻速 也应该较快 , 总钻 时也应 该 比较接近。但是 由于在上 覆下石  盒子组对钻头破坏很大 , 此段 应做 相应调整 。由钻 时统计结果 可  见, 10 这 0 m钻速最快的井 为 D —1 2 1. 9 , 它较 接近  1 —2 ,4 2 h 与 相差 5 h左右 的井有 4口 , 但是相差 1h以上的井也有 5口。 5  
3 钻 时分 析 的 结 果 

() 4 再次强调泥浆性 能 。塔 巴庙 区块 地层 全井段 均为 造浆 
井 段 , 井 中要 严 格 控 制 泥 浆 性 能 , 果 控 制 不 好 , 头 容易 泥  钻 如 钻 包 , 井 速 度也 慢 , 也 是 影 响钻 井速 度 的重 要 因 素 。 钻 这  

从以上最简单数据统计 , 就说 明 了不少 问题 , 的井钻井 的  有 时效性 不合理 ; 有的井工作协调性 不好 : 还有 的井二者 问题都存 


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