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1、专科毕业设计（论文）题 目 山前构造钻头优选技术 学生姓名 陈玉超 学号 教学院系 成人教育与网络学院 专业年级 指导老师 职 称 单 位 完成日期 年 月 日Southwest Petroleum University Adult education academy Graduation ThesisThe Bit Optimization Technologyfor Piedmont AreaGrade: 2005Name: Chen YuchaoSpeciality: Petroleum EngineeringInstructor: Xiong Jiyou Adult Education
2、 and Network Academy2009-10摘要山前构造带钻井是目前钻井的一大难题之一，在山前构造带高效、快速钻井需要充分分析山前构造带的复杂地质情况、钻井事故和复杂问题。本文从选优选钻头的角度找出适合塔里木山前构造带的钻头序列，为提高机械钻速提供技术支持。本文首先从山前构造的地层和岩性特征入手，讲述了山前构造的概念、山前构造带的钻井主要难题以及出现这些问题的原因，并用实例简要分析了其岩性变化。其次从钻头的基本特性和适应性出发，分析了常见牙轮钻头和PDC钻头的基本原理和适应地层，且针对塔里木山前构造地区阐述了该区PDC钻头的使用现状。再次本文通过四种不同的优选钻头方法，分别论述了每种
3、方法的原理并利用各种方法优选出了适合塔里木山前构造带（库车凹陷乌什地区）的钻头序列。利用钻速方程优选钻头时，通过对该地区依拉2井的钻井井史资料的分析，并结合钻井工作参数求取岩石可钻性参数，优选出钻头序列。采用测井资料优选钻头时，利用了目前发展迅速的测井技术和越来越能准确反映地层岩石信息的测井资料，计算出岩石力学参数，然后使用这些参数并结合钻头自身适应性优选出钻头序列。运用微钻法优选钻头时，采用地层岩石取芯资料，在实验室内获得岩石力学参数，结合钻头自身适应性优选出合适的钻头序列。在利用经验法优选钻头时，充分结合该构造地区邻井资料钻头使用效果和现状，通过参数比对优选出同类地层下使用效果好的钻头序列
4、。综合法优选钻头就是综合采取上面四种方法，然后去除各自优选钻头的缺点，得出适合塔里木山前构造带（乌什地区）的最优钻头序列。山前构造钻头优选技术能充分提高机械钻速，达到忧快钻井的目的，可以指导山前构造地区钻井工作。关键字：山前构造；优选钻头；钻速方程；测井；微钻法；钻头序列AbstractNowadays, it is one of the difficult problems for drilling in the piedmont area. It is necessary for analyzing complex geology, drilling failure and complic
5、aton to achieve high-efficiency and high-rate drilling in the piedmont area. This paper finds out the bits series suitable for Tarium piedmont area according to the drill bit optimazation as to raise penetration rate.Frist,It discovers the concept of the piedmont area, the main drilling difficulties
6、 and the reasons for these problems in this article from the piedmont stratum and lithologic character. It also briefs the changes of lithologic character by the simple example. Secondly It analyze the principle of roller bits and PDC bits from the property and suitability of bits. It illustrates th
7、e quo-status of using PDC bits in the Tarim piedmont area. Once again,the article clears out four different ways about selecting bits with their principles and suitability and chooses the suitable sequence of bits for the Tarim piedmont area (the Wu Shi area of kuqa sag). When using the equation of
8、drilling rate to select bits , It utilize the well history dataf in this area(the Yi La second well) to seek drillabilities by using running parameters.At last it chooses the sequence of bits by these formation drillability parameters.When using the information of well logging to select bits, select
9、 by the current rapid development in logging technology and increasingly accurate information showing rock strata logging data to calculate the parameters of rock mechanics, and then use these parameters self-adaptive combination of selected drill bit sequence.When using micro-drilling election to s
10、elect bits, use rock core information and obtain in the laboratory of rock mechanics parameters, At last select the sequence of bits by their bit suitability.When select bits by Experience,It analyzes situation of bits and the in this area and find good bits in the same tape of information. Synthesi
11、s method is a combination of drilling election that is four methods, and then remove the shortcomings of their elections to aquire the optimum sequence of bits.The optimization techniques for piedmont area raises the penetration rate to achieve optimal and high drilling penetration,it can guide the
12、drilling process in the piedmont area.Keywords: piedmont area; bit selection; drilling speed equation; logging; micro-drilling method; the sequence of bitsI目录1 绪论11.1 目的与意义11.2 国内外研究现状21.3 本文研究内容31.4 研究思路42 山前构造分析52.1 山前构造钻井的现状分析52.2 山前构造岩性特征分析83 山前构造钻头的适应性113.1 PDC钻头适应性分析113.1.1 PDC钻头类别113.1.2 塔里木山
13、前构造PDC钻头使用现状123.2 牙轮钻头的适应性分析143.3 刮刀钻头及其他钻头适应性分析164 钻头序列优选174.1 利用钻速方程优选钻头序列174.2 利用测井资料获取岩石力学参数优选钻头序列254.2.1 声波测井原理264.2.2 地层、岩石相关参数的计算274.2.3 利用测井资料优选钻头304.3 利用微钻法获取岩石力学参数优选钻头序列324.3.1 岩石硬度和塑性系数324.3.2 岩石的单轴抗压强度334.3.3 岩石抗剪强度334.3.4 岩石的可钻性344.3.5 微钻法优选钻头344.4 邻井参数比对法优选钻头序列385 综合法优选钻头序列425.1 各种优选钻头
14、方法评价425.2 综合法优选钻头序列43结论46建议47致谢48参考文献49I山前构造钻头优选技术1 绪论要采出地下油气，就必须在地面和地下之间建立油气通道。这就需要通过钻井，才能实现这一目标，目前，钻井方法主要是用机械方法破碎岩石，而钻井作业的实施是通过钻头直接破碎地层岩石而得以实现的，降低钻井成本最直接、有效的措施就是提高钻头进尺、加快钻井速度，通过合理的优选钻头类型，提高钻头本身的性能是实现这一目标的有效途径。目前常见的钻头类型有刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头，其次还有其他特殊用途的钻头，如：取芯钻头、双心钻头、单牙轮钻头等。目前，在常规的钻进中，牙轮钻头和金刚石钻头起着最主要的钻进作
15、用。这儿我们主要研究牙轮钻头、金刚石钻头，其金刚石钻头按其切削元件可分成四种基本类型，PDC钻头及大复合片钻头聚晶金刚石复合片、巴拉斯钻头热稳定聚晶块、马赛克钻头马赛克切削块、天然金刚石钻头天然金刚石。其中PDC钻头是最近几年发展最快的钻头，它在提高机械钻速发挥着很大的作用。钻头的选型方法常可分为两大类：一是从岩石的力学性能入手，寻求与岩石的力学性能匹配的钻头。二是从某地区已经获得钻头资料入手，分地层对钻头的使用情况进行评价，从评价的结果中找出适合该地区该地层的钻头。这种从两个不同的方面来考虑钻头选型的方法,长期以来得到了广大钻井工作者的认同,而且基本上能选出合适的钻头序列。1.1 目的与意义目前，塔里木是我国油气勘探、开发的重点区域，其库车地区和塔西南地区是其主要的产油气区之一。加快这些地区的油气勘探、开发速度，对于整个国民经济的
