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1、深井超深井钻井完井技术深井超深井钻井完井技术深井超深井钻井完井技术深井超深井钻井完井技术深井超深井钻井完井技术深井超深井钻井完井技术林元华 (13908085550，林元华 (13908085550，) )西南石油大学西南石油大学CNPC石油管工程重点实验室石油管工程重点实验室2010年年11月月林元华林元华林元华林元华 (13908085550(13908085550(13908085550(13908085550，) ) ) )西南石油大学西南石油大学CNPC石油管工程重点实验室石油管工程重点实验室2010年年11月月2提纲提纲提提提提纲纲纲纲一、深井超深井钻井技术发展现状二、深井超深井井
2、身结构三、深井超深井提速钻井技术四、深井超深井井斜控制技术五、深井超深井压力控制技术六、深井超深井钻井复杂事故预防技术七、深井超深井固井技术一、深井超深井钻井技术发展现状二、深井超深井井身结构三、深井超深井提速钻井技术四、深井超深井井斜控制技术五、深井超深井压力控制技术六、深井超深井钻井复杂事故预防技术七、深井超深井固井技术一、深井超深井钻井技术发展现状一、深井超深井钻井技术发展现状一、深井超深井钻井技术发展现状一、深井超深井钻井技术发展现状二、深井超深井井身结构二、深井超深井井身结构二、深井超深井井身结构二、深井超深井井身结构三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井
3、提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术四、深井超深井井斜控制技术四、深井超深井井斜控制技术四、深井超深井井斜控制技术四、深井超深井井斜控制技术五、深井超深井压力控制技术五、深井超深井压力控制技术五、深井超深井压力控制技术五、深井超深井压力控制技术六、深井超深井钻井复杂事故预防技术六、深井超深井钻井复杂事故预防技术六、深井超深井钻井复杂事故预防技术六、深井超深井钻井复杂事故预防技术七、深井超深井固井技术七、深井超深井固井技术七、深井超深井固井技术七、深井超深井固井技术3三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技
4、术三、深井超深井提速钻井技术（1）大直径井眼钻速慢（1）大直径井眼钻速慢大直径井眼大直径井眼(17-1/2和和12-1/4井眼井眼)，钻井深度一般在，钻井深度一般在20004400m 左右，大直径井眼的钻井速度明显低于左右，大直径井眼的钻井速度明显低于8-1/2井眼。井眼。如塔里木油田东秋如塔里木油田东秋5井，井，17-1/2井段井段1500m左右，就用了左右，就用了55只牙轮钻头，平均单只钻头进尺只有只牙轮钻头，平均单只钻头进尺只有30m左右，平均机械钻速仅左右，平均机械钻速仅0.5m/h。大直径井眼钻速慢的主要原因是机械能量和水力能量不足，明显比大直径井眼钻速慢的主要原因是机械能量和水力能
5、量不足，明显比8- 1/2井眼要低得多。井眼要低得多。下表给出了不同直径钻头钻进一米的破岩体积与所能提供的机械能量和水力能量对比。可以看出，下表给出了不同直径钻头钻进一米的破岩体积与所能提供的机械能量和水力能量对比。可以看出，17-1/2井眼钻头破岩的机械能量仅为井眼钻头破岩的机械能量仅为8- 1/2井眼钻头的井眼钻头的62.5%64.8%，比水功率仅为，比水功率仅为8-1/2井眼的井眼的11%。（1 1 1 1）大直径井眼钻速慢）大直径井眼钻速慢）大直径井眼钻速慢）大直径井眼钻速慢大直径井眼大直径井眼大直径井眼大直径井眼(17(17- -1/21/2和和和和1212- -1/41/4井眼井眼
6、井眼井眼) )，钻井深度一般在，钻井深度一般在，钻井深度一般在，钻井深度一般在200020004400m4400m 左右，大直径井眼的钻井速度明显低于左右，大直径井眼的钻井速度明显低于左右，大直径井眼的钻井速度明显低于左右，大直径井眼的钻井速度明显低于8 8- -1/21/2井眼。井眼。井眼。井眼。如塔里木油田东秋如塔里木油田东秋如塔里木油田东秋如塔里木油田东秋5 5井，井，井，井，1717- -1/21/2井段井段井段井段1500m1500m左右，就用了左右，就用了左右，就用了左右，就用了5555只牙轮钻只牙轮钻只牙轮钻只牙轮钻头，平均单只钻头进尺只有头，平均单只钻头进尺只有头，平均单只钻头
7、进尺只有头，平均单只钻头进尺只有30m30m左右，平均机械钻速仅左右，平均机械钻速仅左右，平均机械钻速仅左右，平均机械钻速仅0.5m/h0.5m/h。大直径井眼钻速慢的主要原因是机械能量和水力能量不足，明显比大直径井眼钻速慢的主要原因是机械能量和水力能量不足，明显比大直径井眼钻速慢的主要原因是机械能量和水力能量不足，明显比大直径井眼钻速慢的主要原因是机械能量和水力能量不足，明显比8 8- - 1/21/2井眼要低得多。井眼要低得多。井眼要低得多。井眼要低得多。下表给出了不同直径钻头钻进一米的破岩体积与所能提供的机械能量下表给出了不同直径钻头钻进一米的破岩体积与所能提供的机械能量下表给出了不同直
8、径钻头钻进一米的破岩体积与所能提供的机械能量下表给出了不同直径钻头钻进一米的破岩体积与所能提供的机械能量和水力能量对比。可以看出，和水力能量对比。可以看出，和水力能量对比。可以看出，和水力能量对比。可以看出，1717- -1/21/2井眼钻头破岩的机械能量仅为井眼钻头破岩的机械能量仅为井眼钻头破岩的机械能量仅为井眼钻头破岩的机械能量仅为8 8- - 1/21/2井眼钻头的井眼钻头的井眼钻头的井眼钻头的62.5%62.5%64.8%64.8%，比水功率仅为，比水功率仅为，比水功率仅为，比水功率仅为8 8- -1/21/2井眼的井眼的井眼的井眼的11%11%。1、影响深井钻井速度的因素1、影响深井
9、钻井速度的因素1 1 1 1、影响深井钻井速度的因素、影响深井钻井速度的因素、影响深井钻井速度的因素、影响深井钻井速度的因素4三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术444.5mm、311.1mm和215.9钻头单位破岩体积及常用钻压和转速对比444.5mm、311.1mm和215.9钻头单位破岩体积及常用钻压和转速对比 444.5mm444.5mm444.5mm444.5mm、 311.1mm311.1mm311.1mm311.1mm和和和和 215.9215.9215.921
10、5.9钻头单位破岩体积及常用钻压和转速对比钻头单位破岩体积及常用钻压和转速对比钻头单位破岩体积及常用钻压和转速对比钻头单位破岩体积及常用钻压和转速对比钻头钻头钻头钻头 尺寸尺寸尺寸尺寸破岩体积破岩体积破岩体积破岩体积(cm(cm(cm(cm3 3 3 3/m)/m)/m)/m)比值比值比值比值钻钻钻钻压压压压(KN)(KN)(KN)(KN)单位钻压单位钻压单位钻压单位钻压 (KN/cm(KN/cm(KN/cm(KN/cm2 2 2 2) ) ) )转转转转速速速速 (rpm)(rpm)(rpm)(rpm)机械能量机械能量机械能量机械能量 (KN/cm(KN/cm(KN/cm(KN/cm2 2
11、22rpm)rpm)rpm)rpm)比比比比值值值值 215.9215.9215.9215.936591365913659136591100%100%100%100%1401401401401801801801806.486.486.486.488.348.348.348.3470707070453.6453.6453.6453.6583.6583.6583.6583.6100%100%100%100% 311.1311.1311.1311.175999759997599975999208%208%208%208%1801801801802402402402405.785.785.785.78
12、7.717.717.717.7170707070404.6404.6404.6404.6539.7539.7539.7539.789.2%89.2%89.2%89.2%92.5%92.5%92.5%92.5% 444.5444.5444.5444.5155100155100155100155100424%424%424%424%1801801801802402402402404.054.054.054.055.405.405.405.4070707070283.5283.5283.5283.537837837837862.5%62.5%62.5%62.5%64.8%64.8%64.8%64.8
13、%5三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术不同直径钻头在2500m井深条件下的水力能量对比不同直径钻头在2500m井深条件下的水力能量对比不同直径不同直径不同直径不同直径钻头在钻头在钻头在钻头在2500m2500m2500m2500m井深条件下的水力能量对比井深条件下的水力能量对比井深条件下的水力能量对比井深条件下的水力能量对比钻头钻头钻头钻头 尺寸尺寸尺寸尺寸排排排排量量量量(L/S)(L/S)(L/S)(L/S)泵泵泵泵压压压压( ( ( (MPaMPaMPaMPa) )
14、) )循环压耗循环压耗循环压耗循环压耗( ( ( (MPaMPaMPaMPa) ) ) )钻头可用钻头可用钻头可用钻头可用压降压降压降压降( ( ( (MPaMPaMPaMPa) ) ) )返速返速返速返速(m/S)(m/S)(m/S)(m/S)水功率水功率水功率水功率(KW)(KW)(KW)(KW)比水功率比水功率比水功率比水功率(KW/cm) )(KW/cm) )(KW/cm) )(KW/cm) )比水功比水功比水功比水功率比值率比值率比值率比值水功率水功率水功率水功率利用率利用率利用率利用率215.9215.9215.9215.925252525202020205.35.35.35.31
15、4.714.714.714.71.041.041.041.04367.2367.2367.2367.21.001.001.001.00100%100%100%100%73.5%73.5%73.5%73.5%311.1311.1311.1311.1404040402020202011.0911.0911.0911.097.997.997.997.990.670.670.670.67316.6.316.6.316.6.316.6.0.420.420.420.4242%42%42%42%41.6%41.6%41.6%41.6%444.5444.5444.5444.5505050502020202016.4416.4416.4416.443.563.563.563.560.350.350.350.35178.0178.0178.0178.00.110.110.110.1111%11%11%11%17.5%17.5%17.5%17.5%6三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术三、深井超深井提速钻井技术(2)深部井段硬塑性泥岩、砂岩、硬石膏等难钻地层的机械钻速非常低(仅为0.30.5m/h左右)(2)深部井段硬塑性泥岩、
