喬領(lǐng)良， 胡大梁， 肖國(guó)益

(1.中國(guó)石化西南油氣分公司新場(chǎng)氣田股份有限公司，四川成都 610041；2.中國(guó)石化西南油氣分公司石油工程技術(shù)研究院，四川德陽(yáng) 618000)

元壩陸相高壓致密強(qiáng)研磨性地層鉆井提速技術(shù)

喬領(lǐng)良1， 胡大梁2， 肖國(guó)益2

(1.中國(guó)石化西南油氣分公司新場(chǎng)氣田股份有限公司，四川成都 610041；2.中國(guó)石化西南油氣分公司石油工程技術(shù)研究院，四川德陽(yáng) 618000)

針對(duì)元壩氣田陸相深部自流井組和須家河組地層巖性致密、硬度高、研磨性強(qiáng)，牙輪鉆頭進(jìn)尺少、壽命短，以及綜合效益低的問(wèn)題，通過(guò)分析地層的可鉆性、鉆頭的破巖原理，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)鉆情況優(yōu)選高效鉆頭，并根據(jù)鉆頭與鉆井工具的合理匹配原則優(yōu)選合適的動(dòng)力鉆具，進(jìn)行了“進(jìn)口孕鑲金剛石鉆頭+高速渦輪”復(fù)合鉆井技術(shù)、“國(guó)產(chǎn)孕鑲金剛石鉆頭+高效特殊螺桿”復(fù)合鉆井技術(shù)和牙輪-PDC混合式鉆頭鉆井技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。以鉆頭每單位進(jìn)尺消耗的比能作為選擇鉆頭的依據(jù)，并應(yīng)用盈虧平衡理論對(duì)3種鉆井技術(shù)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明：高壓致密強(qiáng)研磨性地層首選“國(guó)產(chǎn)孕鑲金剛石鉆頭+高效特殊螺桿”鉆井技術(shù)；礫石含量高的珍珠沖組地層推薦采用“進(jìn)口孕鑲金剛石鉆頭+高速渦輪”復(fù)合鉆井技術(shù)；砂泥巖互層較多的高壓致密地層推薦采用牙輪-PDC混合式鉆頭鉆井技術(shù)。經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，元壩氣田應(yīng)用“國(guó)產(chǎn)孕鑲金剛石鉆頭+高效特殊螺桿”鉆井技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益最高，其次是牙輪-PDC混合式鉆頭鉆井技術(shù)，“進(jìn)口孕鑲金剛石鉆頭+高速渦輪”復(fù)合鉆井技術(shù)最差。

陸相地層 高壓致密層 孕鑲金剛石鉆頭 動(dòng)力鉆具 機(jī)械鉆速 元壩氣田

元壩氣田位于四川盆地東北部的廣元市蒼溪縣、閬中市及巴中市境內(nèi)，區(qū)塊面積3 251.48 km2，探明儲(chǔ)量1 834.2×108m3。該氣田主要采用超深水平井、超深大斜度定向井開發(fā)，水平井和定向井平均垂深6 600.00～6 900.00 m，完鉆井深7 500.00～8 000.00 m。該氣田是典型的高壓、高含硫和高產(chǎn)氣田。該氣田第一輪的9口開發(fā)井由于受到各種因素的制約，機(jī)械鉆速低，鉆井周期長(zhǎng)，尤其是三開φ314.6 mm井段陸相深部高壓致密地層一直是鉆井提速的難點(diǎn)[1-2]。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于陸相深部高壓致密地層的鉆井提速問(wèn)題尚無(wú)有效的解決辦法，仍處于探索階段。為了加快元壩氣田的開發(fā)建設(shè)速度，提高產(chǎn)氣量，自2013年開始，元壩氣田開展了陸相深部高壓致密地層的鉆井提速技術(shù)攻關(guān)，針對(duì)陸相深部高壓致密地層的地質(zhì)特點(diǎn)，通過(guò)優(yōu)選鉆頭，匹配與之配套的鉆井工具，形成了適用于元壩氣田陸相深部高壓致密地層的鉆井提速技術(shù)，并在元壩氣田第二輪的9口開發(fā)井中進(jìn)行了應(yīng)用，全井平均機(jī)械鉆速由第一輪的1.80 m/h提高至2.30 m/h，鉆井周期由第一輪的440 d左右縮短至380 d左右。

1 主要制約鉆速的因素分析

元壩氣田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，陸相上部的劍門關(guān)組至上沙溪廟組地層穩(wěn)定性較好，采用氣體鉆井技術(shù)提速效果顯著，平均鉆速達(dá)到11.00 m/h以上，基本可以在一個(gè)月內(nèi)完成一開和二開施工[3]；三開井段陸相下沙溪廟組、自流井組、須家河組地層，由于穩(wěn)定性差，且含水，不適宜采用氣體鉆井技術(shù)。其中，自流井組和須家河組地層礫巖、石英含量高，巖石的抗壓強(qiáng)度平均達(dá)到157 MPa，最高達(dá)到350 MPa，屬極硬地層；巖石可鉆性級(jí)值達(dá)7級(jí)以上，可鉆性極差；內(nèi)摩擦角平均為40.27°，地層研磨性5～6級(jí)，研磨性強(qiáng)；自流井組和須家河組地層壓力系數(shù)高達(dá)1.95。由此可看出，自流井組和須家河組地層屬于高壓、強(qiáng)研磨性、極硬的地層，這是制約鉆井提速的主要因素。

現(xiàn)有鉆井技術(shù)在高壓、致密、強(qiáng)研磨性地層中的提速效果很差。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自流井組和須家河組地層厚約990.00 m，僅占總井深的13.2%，但鉆井時(shí)間長(zhǎng)達(dá)135 d，占鉆井周期的35%，單只鉆頭進(jìn)尺僅40.00 m，平均機(jī)械鉆速僅0.65 m/h。尤其是自流井組底部的珍珠沖組地層厚約120.00 m，礫巖含量高，單只鉆頭平均進(jìn)尺僅15.60 m，平均機(jī)械鉆速0.52 m/h，需要8只常規(guī)牙輪鉆頭才能鉆穿，導(dǎo)致起下鉆頻繁，鉆井效率極低。

2 主要鉆井提速技術(shù)

針對(duì)元壩氣田陸相深部高壓致密地層鉆井提速難題，先后進(jìn)行了“進(jìn)口孕鑲金剛石鉆頭+高速渦輪”復(fù)合鉆井技術(shù)、“國(guó)產(chǎn)孕鑲金剛石鉆頭+高效特殊螺桿”復(fù)合鉆井技術(shù)和牙輪-PDC混合式鉆頭鉆井技術(shù)試驗(yàn)。

2.1 “進(jìn)口孕鑲金剛石鉆頭+高速渦輪”復(fù)合鉆井技術(shù)

“進(jìn)口孕鑲金剛石鉆頭+高速渦輪”的提速原理是通過(guò)渦輪帶動(dòng)孕鑲金剛石鉆頭高速切削破巖。渦輪為全金屬組件，具有轉(zhuǎn)速高、抗高溫、抗沖蝕、壽命長(zhǎng)和單趟進(jìn)尺長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)[4-5]，特別是孕鑲金剛石鉆頭更適合在元壩氣田自流井組和珍珠沖組含石英、礫石的高研磨性地層中鉆進(jìn)[6-10]。

1) 鉆頭優(yōu)選。由于自流井組和須家河組地層硬度高、研磨性強(qiáng)，牙輪鉆頭磨損速度快、進(jìn)尺少，需要選用高抗研磨性的鉆頭配合高轉(zhuǎn)速、長(zhǎng)壽命的動(dòng)力鉆具提速。根據(jù)完鉆井測(cè)井曲線解釋結(jié)果得到巖石力學(xué)參數(shù)，自流井組—須3段地層首選攻擊性強(qiáng)的十二刀翼孕鑲金剛石鉆頭，在鉆遇硬夾層時(shí)，使用抗研磨性更強(qiáng)的十六刀翼孕鑲金剛石鉆頭，在保證機(jī)械鉆速的同時(shí)，可延長(zhǎng)鉆頭的使用壽命，提高鉆頭進(jìn)尺。十六刀翼孕鑲金剛石鉆頭的切屑齒具有再生自銳特點(diǎn)，其切屑齒層疊鋪置，頂層磨損后，次層切屑齒又發(fā)揮作用，多層鋪置的特點(diǎn)，確保鉆頭切屑齒長(zhǎng)時(shí)間的自銳能力，提高鉆頭的破巖能力，延長(zhǎng)鉆頭的使用壽命。

2) 組合工具的匹配性分析。須三段以深地層的硬度比上部地層更高，研磨性比上部地層更強(qiáng)，特別是珍珠沖組石英礫巖地層，鉆頭選型時(shí)應(yīng)首先考慮鉆頭的抗研磨性和切屑齒防崩斷，以較長(zhǎng)的使用壽命提高鉆頭進(jìn)尺。高速渦輪能量利用率高，轉(zhuǎn)速是普通螺桿的7倍，工作平穩(wěn)，可減少因井下振動(dòng)引起的鉆頭碎齒、胎體斷裂、掉齒等問(wèn)題，延長(zhǎng)鉆頭使用壽命。渦輪沒(méi)有橡膠件，可在井下工作400 h以上。138/150級(jí)高速渦輪的工作轉(zhuǎn)速800～1 300 r/min，輸出扭矩和功率更大，與孕鑲金剛石鉆頭的匹配性更強(qiáng)。

3) 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)性分析。實(shí)鉆統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，孕鑲金剛石鉆頭在鉆進(jìn)礫巖等高研磨性地層時(shí)，平均進(jìn)尺達(dá)到228.36 m，平均機(jī)械鉆速1.39 m/h，機(jī)械鉆速比牙輪鉆頭提高1倍以上。但該技術(shù)也存在一定局限性，主要是由于渦輪為多級(jí)渦輪，排量、泵壓要高，其中泵壓一般要達(dá)到28 MPa以上，目前與ZJ70型鉆機(jī)配套的鉆井泵很難在該條件下長(zhǎng)時(shí)間工作；而且由于自流井組和須家河組地層存在高壓氣層，鉆井液密度一般在2.0 kg/L以上，影響渦輪的工作效率，導(dǎo)致鉆速下降。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，鉆井液密度高于2.0 kg/L時(shí)，渦輪鉆井鉆速一般在1.5 m/h以下(見(jiàn)圖1)，制約了渦輪鉆井的提速效果，而且進(jìn)口渦輪的技術(shù)服務(wù)費(fèi)用高、經(jīng)濟(jì)性差，限制了該技術(shù)的進(jìn)一步推廣。

2.2 “國(guó)產(chǎn)孕鑲金剛石鉆頭+高效特殊螺桿”復(fù)合鉆井技術(shù)

1) 動(dòng)力鉆具的優(yōu)選。針對(duì)元壩氣田陸相高壓強(qiáng)研磨性地層使用“進(jìn)口孕鑲金剛石鉆頭+高速渦輪”鉆具經(jīng)濟(jì)性差，而國(guó)內(nèi)螺桿鉆具日漸成熟，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯的現(xiàn)狀，進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)孕鑲金剛石鉆頭配合高效特殊螺桿鉆井提速試驗(yàn)[11]。高轉(zhuǎn)速長(zhǎng)壽命螺桿具有為鉆頭提供恒定轉(zhuǎn)速和鉆壓的功能，可使鉆頭連續(xù)接觸井底切削巖石，且能保持足夠的扭矩。經(jīng)過(guò)分析評(píng)價(jià)，選擇3～5頭螺桿，其最高轉(zhuǎn)速可達(dá)200 r/min以上，輸出扭矩大于4 000 N·m，基本能滿足元壩氣田高壓中硬中研磨性地層鉆進(jìn)的需要。

2) 鉆頭優(yōu)選。隨著國(guó)產(chǎn)孕鑲金剛石鉆頭技術(shù)的進(jìn)步，提高了鉆頭的抗研磨性。根據(jù)地層巖性、可鉆性剖面，結(jié)合國(guó)產(chǎn)孕鑲金剛石鉆頭在元壩氣田的使用效果，優(yōu)選了NR826M型和DIA256S型孕鑲金剛石鉆頭。這2種型號(hào)的孕鑲金剛石鉆頭采用“天然金剛石+孕鑲金剛石”顆粒，抗研磨性更強(qiáng)，尤其適用于含礫巖、石英的地層，其流道較深，有利于提高鉆頭清洗效果。推薦技術(shù)參數(shù)為轉(zhuǎn)速300～500 r/min、鉆壓60～80 kN。

3) 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)性分析。國(guó)產(chǎn)孕鑲金剛石鉆頭配合高效特殊螺桿在元壩氣田的陸相地層應(yīng)用4井次，總進(jìn)尺達(dá)到6 669.21 m，平均機(jī)械鉆速為1.97 m/h。與牙輪鉆頭相比，機(jī)械鉆速提高2倍以上，而且鉆時(shí)變化均勻，未出現(xiàn)鉆速明顯降低的現(xiàn)象，鉆頭出井新度80%，起下鉆減少10趟，鉆井效益大幅提高。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，該配套技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性比較好，適合元壩氣田自流井組、須家河組高壓致密的中硬、中研磨性地層的提速需求。

2.3 牙輪-PDC 混合式鉆頭鉆井技術(shù)

1) 混合式破巖鉆頭的破巖原理?；旌鲜姐@頭是為提高硬地層、硬塑性地層和軟硬交錯(cuò)地層的機(jī)械鉆速而研制的一種新型鉆頭[6]，國(guó)外混合式鉆頭能夠以比普通牙輪鉆頭快2～4倍的速度高效鉆進(jìn)頁(yè)巖地層和其他具有塑性或多變性的地層。

針對(duì)元壩氣田須家河組極硬和砂泥巖夾層地層的特點(diǎn)，研制了KPM系列牙輪-PDC 混合式鉆頭，其采用“三刀翼+三牙輪”設(shè)計(jì)，兼具牙輪和PDC鉆頭兩者的優(yōu)點(diǎn)，牙輪牙齒擠壓地層形成不連續(xù)的齒坑，對(duì)巖石產(chǎn)生預(yù)破碎，PDC切屑齒通過(guò)切削，將牙輪齒形成的不連續(xù)的齒坑削平連通，從而形成完整的破碎環(huán)帶，這樣周而復(fù)始的破巖，使混合式鉆頭在硬塑性地層中具有較高的機(jī)械鉆速；牙輪齒坑限制了PDC切削齒的吃入深度，使切削齒發(fā)生崩齒的概率降低，既能提高綜合破巖效率，又能延長(zhǎng)鉆頭的使用壽命。

2) 混合式破巖鉆頭的模擬評(píng)價(jià)分析。已完鉆深井的鉆頭使用情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，所使用的鉆頭型號(hào)主要有HJT537GK、SVT547GK、HF547HX和M1365等，采用鉆頭比能法進(jìn)行鉆頭應(yīng)用效果評(píng)價(jià)。鉆頭比能是指鉆頭從井底地層破碎單位體積巖石所需要做的功，其計(jì)算式為：

(1)

式中：Eavg為鉆頭比能，MJ/m3；W為鉆壓，kN；N為轉(zhuǎn)速，r/min；D為鉆頭直徑，mm；R為鉆速，m/h。

對(duì)于深井而言，由于起下鉆時(shí)間較長(zhǎng)，因此鉆頭選型時(shí)需要同時(shí)考慮鉆速和進(jìn)尺，以減少起下鉆次數(shù)。為此，綜合考慮比能和進(jìn)尺，以鉆頭單位進(jìn)尺消耗的比能作為鉆頭的評(píng)判選擇依據(jù)，對(duì)須家河組地層使用鉆頭的比能進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)圖2。

從圖2可以看出，KPM1633DRT型混合式鉆頭的平均比能為146.28 MJ/m3，僅次于SVT547GK型牙輪鉆頭，遠(yuǎn)低于其他類型的鉆頭，基本能夠適應(yīng)須家河組極硬和砂泥巖互層的使用需求。

3) 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)性分析。在YB1-1H井和YB205-1井累計(jì)進(jìn)行了3井次的混合式鉆頭鉆井試驗(yàn)(見(jiàn)表1)，共用了3只混合式鉆頭，平均單只鉆頭進(jìn)尺76.43 m，平均機(jī)械鉆速0.76 m/h，與鄰井相應(yīng)層段平均鉆速(0.65 m/h)相比，提高了16.92%，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)期，具有一定的經(jīng)濟(jì)性。

3 應(yīng)用效果及評(píng)價(jià)

1) 評(píng)價(jià)方法選擇。應(yīng)用盈虧平衡理論，建立“進(jìn)口孕鑲金剛石鉆頭+高速渦輪”、“國(guó)產(chǎn)孕鑲金剛石鉆頭+高效特殊螺桿”和牙輪-PDC混合式鉆頭3種鉆井提速技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算公式，根據(jù)鉆機(jī)作業(yè)日費(fèi)和錄井、鉆井液等的費(fèi)用及鉆井技術(shù)服務(wù)費(fèi)，計(jì)算在陸相深部地層采用常規(guī)鉆井和3種提速鉆井技術(shù)的直接鉆井成本，并進(jìn)行對(duì)比分析。鉆井經(jīng)濟(jì)效益公式為：

x=[(yrd+yld+yfd)t+ybd]-ysd

(2)

(3)

式中：x為鉆井經(jīng)濟(jì)效益，元；yrd為鉆機(jī)日費(fèi)，元；yld為錄井服務(wù)日費(fèi)，元；yfd為鉆井液技術(shù)服務(wù)日費(fèi)，元；ybd為鉆頭費(fèi)用，元；ysd為鉆井技術(shù)服務(wù)費(fèi)，元；t為相對(duì)常規(guī)鉆井所節(jié)約的時(shí)間，d；L為進(jìn)尺，m；v為常規(guī)鉆井平均鉆速，m/h；η為純鉆時(shí)效，%；t1為鉆井提速技術(shù)應(yīng)用時(shí)間，d。

2) 效果評(píng)價(jià)分析。利用式(2)，按照元壩氣田已完鉆井在須家河組地層中常規(guī)鉆井單只牙輪鉆頭進(jìn)尺40.00 m、平均機(jī)械鉆速0.65 m/h、純鉆利用率40%的平均指標(biāo)，并根據(jù)3種提速鉆井技術(shù)的服務(wù)費(fèi)用、工具費(fèi)用等進(jìn)行經(jīng)濟(jì)定量評(píng)價(jià)，最終測(cè)算出所要達(dá)到的最低經(jīng)濟(jì)效益要求，結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知：“進(jìn)口孕鑲金剛石鉆頭+高速渦輪”需要達(dá)到的最低經(jīng)濟(jì)效益對(duì)鉆速和進(jìn)尺的要求最高，要求最低鉆速達(dá)到1.0 m/h，最小進(jìn)尺達(dá)到250.00 m才具有經(jīng)濟(jì)效益，隨著鉆速提高，對(duì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)尺的要求下降，經(jīng)濟(jì)效益隨之提高，但高速渦輪要求排量高，泵壓要達(dá)到28 MPa以上，鉆井泵很難在該條件下長(zhǎng)時(shí)間工作；而且由于自流井組和須家河組地層存在高壓氣層，鉆井液密度一般在2.0 kg/L以上，影響渦輪的工作效率，制約了渦輪鉆井的提速效果，且由于其技術(shù)服務(wù)費(fèi)用高，40%的井提速而未提效?！皣?guó)產(chǎn)孕鑲金剛石鉆頭+高效特殊螺桿”鉆具達(dá)到最低經(jīng)濟(jì)效益所需最低鉆速和最小進(jìn)尺分別為0.78 m/h和80.00 m，而且高效螺桿對(duì)排量、泵壓的要求沒(méi)有渦輪高，鉆井泵基本可以滿足長(zhǎng)時(shí)間工作的要求，所以螺桿的工作效率較高，使用風(fēng)險(xiǎn)小，且技術(shù)服務(wù)費(fèi)比渦輪低，具有明顯的提速提效效果。牙輪-PDC混合式鉆頭需要達(dá)到的最低經(jīng)濟(jì)效益對(duì)鉆速和進(jìn)尺的要求最低，分別為0.75 m/h和50.00 m，對(duì)排量沒(méi)有特殊要求，機(jī)泵條件容易滿足，使用風(fēng)險(xiǎn)最小，成本低，但提速效果相對(duì)較低。

3) 適用地層的提速技術(shù)推薦。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)之后，推薦3種鉆井提速技術(shù)的適應(yīng)條件為：對(duì)于元壩氣田自流井組、須家河組的高壓致密研磨性性地層，優(yōu)先推薦“國(guó)產(chǎn)孕鑲金剛石鉆頭+高效特殊螺桿”鉆井技術(shù)；對(duì)于石英、礫石含量高的珍珠沖組等強(qiáng)研磨性井段，在鉆機(jī)和鉆井泵條件較好的條件下推薦用“進(jìn)口孕鑲金剛石鉆頭+高速渦輪”鉆井技術(shù)；對(duì)于地層中極硬和砂泥巖互層較多、硬塑性地層，推薦采用牙輪-PDC 混合式鉆頭鉆井技術(shù)。

4 結(jié)論及建議

1) 采用孕鑲金剛石鉆頭配合高速渦輪或高效特殊螺桿鉆井能有效解決元壩氣田陸相深部致密地層鉆井的提速問(wèn)題。

2) “進(jìn)口孕鑲金剛石鉆頭+高速渦輪”鉆井技術(shù)適用于元壩氣田珍珠沖組礫石含量高的強(qiáng)研磨性地層，提速效果較好，但技術(shù)服務(wù)費(fèi)用高。因此，建議加快該類工具國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)度，提高其可靠性、延長(zhǎng)使用壽命，降低使用成本。

3) “國(guó)產(chǎn)孕鑲金剛石鉆頭+高效特殊螺桿”鉆井技術(shù)適用于元壩氣田自流井組、須家河組的高壓致密強(qiáng)研磨性地層，提速效果較好，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較好。建議加大推廣應(yīng)用力度，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化破巖工具的技術(shù)提升。

4) 混合式鉆頭兼具牙輪鉆頭和PDC鉆頭的優(yōu)勢(shì)，適用于自流井組、須家河組地層中極硬和砂泥巖互層較多的高壓致密地層，提速效果一般，但該混合鉆頭還處于初步應(yīng)用階段，有進(jìn)一步改進(jìn)和完善的空間。

5) 當(dāng)鉆井液密度達(dá)到2.2 kg/L以上時(shí)，井下動(dòng)力鉆具的應(yīng)用受到限制，需要進(jìn)一步深入研究適用于高壓、強(qiáng)研磨性、極硬地層的井下動(dòng)力鉆具。

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[編輯 劉文臣]

ROP Improvement Technology for High-Pressure Terrestrial Tight Abrasive Formations in the Yuanba Gas Field

Qiao Lingliang1, Hu Daliang2, Xiao Guoyi2

(1.SinopecSouthwestPetroleumBranch,Chengdu,Sichuan, 610041,China; 2.PetroleumEngineeringTechnologyResearchInstituteofSinopecSouthwestPetroleumBranch,Deyang,Sichuan, 618000,China)

Drilling footage and service life of cone bits were short and the comprehensive benefits were low in the Yuanba Gas Field,due to the fact that the Ziliujing and Xujiahe Formations in deep onshore regions are tight, hard and highly abrasive. Based on practical drilling situations, high-efficiency drill bits were selected through the analysis of the formations' drillability and rock breaking principles. Appropriate dynamic drilling tools were selected according to the matching principle of drill bits and drilling tools.Then, field tests were conducted on the following three drill bits and tools combinations, including imported impregnated diamond bits and high-speed turbines, impregnated diamond bits and screws, and cones and PDC. Drill bits were selected on the basis of specific energy for unit footage consumption, and the three combinations were economically evaluated using breakeven analysis. Based on field test results, adoption was recommended for the homemade impregnated diamond bit and high-speed screw drilling for high-pressure and highly abrasive tight formations, and the impregnated diamond bit and high-speed turbo drilling for Zhenzhuchong Formation with high gravel content, and the cone and PDC drilling for high-pressure tight formations with more interbeds of sandstones and mudstones. Studies showed that the application of homemade impregnated diamond drill bit and high-speed screw drilling gave the best economic benefit contributions, followed by cone and PDC drilling followed by the imported impregnated diamond drill bit and high-speed turbo drilling.

onshore strata; high-pressure tight formation; impregnated diamond drill bit; dynamic drilling tool; rate of penetration; Yuanba Gas Field

2015-01-09；改回日期：2015-08-24。

喬領(lǐng)良 (1963—)，男，陜西戶縣人，1987年畢業(yè)于成都地質(zhì)學(xué)院鉆探專業(yè)，高級(jí)工程師，主要從事石油天然氣鉆井工程技術(shù)、生產(chǎn)與監(jiān)督管理工作。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“低滲氣藏復(fù)雜地層高效鉆井關(guān)鍵技術(shù)”(編號(hào)：2011ZX05022-005)部分研究成果。

?鉆井完井?

10.11911/syztjs.201505008

TE242

A

1001-0890(2015)05-0044-05

聯(lián)系方式：18583378502，351843662@qq.com。