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塔里木山前复杂地层钻头使用技术 （塔里木油田分公司工程项目管理部） 摘要：自1993年在一批苛刻井（东秋5、克参1等）的钻探中逐渐认识到钻头使用技术的好坏是影响钻井周期和钻井成本的一个关键因素以来，在钻头优选、新型钻头引进、改进与开发等方面持续了多年的攻关，取得了突破性的进展，使山前复杂井钻井速度不断提高，完成了柯深101、克拉203、克拉204等一批具有典型代表的高效井。2001年，我们继续开展了与钻头厂家的联合攻关，推出了G434DX、BD445ZT、M1953SGPA等一批改进型的钻头，引进了BX535、M1354MSS等新型钻头，同时加大了前期攻关技术成果的推广应用力度，使钻头的使用与山前复杂的地层特点更为适应，基本满足了山前复杂井的钻井需要。本文简要的回顾了近年来在钻头攻关研究方面的情况，重点介绍了今年在钻头引进、改进、开发，以及现场试验与推广应用等方面的情况。 主题词：塔里木盆地 复杂地层 PDC钻头 优选 改进 开发 应用 前 言 塔里木盆地的山前构造带由于受多次造山运动的影响，地质条件十分复杂，是国内陆上钻井难度最大、最集中的地区之一。其中最典型的是库车坳陷，该区在1954-1986年的十多年间，由原新疆石油管理局先后钻探井63口，最深的井是亚（参）2井，完钻井深5390.54m，钻井周期939天，最浅的井是吐浅1井，完钻井深150m，钻井周期42天。塔指成立以后，尽管打成了东秋5、克参1、牙肯3等一批深探井，但钻井速度仍然较慢，周期长，成本高，如东秋5井完钻井深5316m，钻井周期788.19天，平均钻速0.61m/h，使用钻头153只，平均单只钻头进尺34.75m/h，克参1井完钻井深6150m，钻井周期931.3天，平均钻速0.6m/h，使用钻头103只，平均单只钻头进尺59.71m/h。 通过东秋5等一批苛刻井的钻探，使我们认识到，由于山前构造地层复杂多变、可钻性差，造成单井钻头用量大，单只钻头寿命短、进尺少，平均机械钻速低，是导致钻井周期长的主要原因之一。要提高山前复杂井的钻井速度，就必须根据山前构造的岩性特征，优选、改进或开发适合其自身特点的钻头系列，为此，我们在钻头使用技术方面进行了大力的攻关研究，尤其是进年来，加强了新型钻头引进、改进、开发与使用管理工作，取得了突破性的进展，复杂井钻井速度不断提高，完成了柯深101、克拉203、克拉204等一批具有典型代表的高效井，对加快塔里木山前地区的勘探速度起到了积极的促进作用。 一、山前复杂地层钻头使用技术的难点 通过对山前构造带已完钻井钻头使用情况的分析、评价，认识到山前复杂地层钻头使用的难点是地层本身的特殊性和钻头与地层之间的不适应性，导致钻头选型困难，机械钻速普遍较低。山前复杂井的地层特征主要表现为： 1、岩性变化快、软硬交错频繁，大段的均质岩性基本不存在，加之钻前无法准确预告待钻井段的地层岩性特征，现有的钻头系列无法满足复杂多变的地层变化，导致钻头选型准确程度不高。如黑英1井从黄山街组到克拉玛依组，几乎全井段都是软硬交错的地层，厚度1m到十几米不等。其中在1280-1282m工程取芯一筒，岩性为硅质胶结的中、细砂岩，石英含量高，可钻性试验岩性硬度8级，研磨性9级，对付该类地层，要大幅度的提高机械钻速，在现有的钻头系列基础上几乎无钻头可选。 2、大部分井段岩性抗压强度属中到硬，钻头切屑齿吃入困难。 3、不同构造间地层可钻性差异大，钻头选择借鉴性不强。 4、171/2(PDC钻头技术没有突破，如东秋5井在1771.01-1789.12m井段试用一只DBS的171/2(PQ19L钻头，进尺仅18.11m，平均钻速0.47m/h，起出钻头断、掉齿1/3；秋参1井在1928.55-1933.68m井段下入一只DBS的171/2(QP-19L钻头，进尺5.13m，平均钻速0.3m/h，起出钻头有近2/3断、掉齿。 5、山前构造带普遍存在高压气层、复合盐层、大段煤系地层等复杂地层，加之地应力高，钻井过程中使用的钻井液密度均较高（如迪那11井钻井液最高密度2.43g/cm3），井底不可避免地产生较强的压持效应，造成岩屑重复切削，影响了机械钻速的提高。 6、地层各向异性，倾角大（300-850），防斜与提高钻速之间存在难以调和的矛盾，同样也制约了钻头功效的发挥，使钻井速度受到影响。 山前复杂的地层特点是客观存在的，不以人的意志为转移，因此，必须使钻头自身能够适应这些复杂多变的地层特点，才能达到大幅度提高山前复杂井钻井速度的目的。 二、近年来的攻关情况 自1993年在一批苛刻井（东秋5、克参1、牙肯3井等）钻探中逐渐认识到钻头使用技术的好坏是影响钻井周期的一个关键因素以来，在钻头优选、新型钻头引进与开发，以及如何更能发挥钻头功效等方面持续了多年