山前构造钻头优选技术 - 图文

山前构造钻头优选技术

的岩石因不能长时间支撑钻压而趋向沿垂直层面发生破碎。在井眼上倾一侧的小斜台肩很容易被钻掉，而在井眼下倾一侧的层面上残留一个小斜台，它对钻头施加一个横向作用力，将其推向地层的上倾方向，从而引起井斜，这就是所谓地层的“小变向器”作用。这样，钻头每钻至一个倾斜层面都会出现这一现象，而且地层倾角越大，成层性越强，钻压越大，造成的井斜也就越大。

同时，由于断裂带内的岩石相对容易破碎，存在可钻性的差异，当钻头从软地层进入硬地层时，在一侧先遇到硬地层，钻头工作刃阻力大、吃入少、钻速慢；而另一侧还在软地层，钻头工作刃阻力小、吃入多、钻速快。因此，钻进将沿着地层上倾方向发展。当钻头从硬地层进入软地层时，开始由于一侧地层软，钻头工作刃阻力小、吃入多，钻速快；而另一侧还在硬地层，钻头工作刃阻力大、吃入少，钻速慢，井眼有向地层下倾方向倾斜的趋势。当钻头快要钻出硬地层时，由于类似前面所述的“小变向器”作用，迫使钻头仍回到地层上倾方向钻进，而且往往在界面处形成狗腿，甚至在较短的井段内，即达到较大的井斜角，此时井斜的方位一般与断裂面的方向一致。

（3）山前构造带地层倾角一般比较大，各向异性越强、倾角越大，越易发生井斜。地层的各向异性是指在用一沉积层内，地层在不同方向上强度的相对差异。一般在平行于层理的方向上岩石破碎比较困难，在垂直于层理的方向上岩石破碎比较容易。因而，钻头将保持沿着岩石容易破碎的方向前进。在水平地层，井眼不易发生井斜；而在垂直地层，由于垂直层面的强度小，所以井壁岩石易破碎，钻头稳定性差，钻进时易井斜，且方位不稳定。井斜的方位一般垂直于地层的走向，由于地层可钻性各向异性的原因，多沿上倾方向，但有时沿下倾方向。

（4）在剧烈的构造活动中留下可钻性差的大颗粒岩石，钻进过程中易发生跳钻现象，钻进参数不稳，从而发生井斜。此时的井斜方向一般也难以判断。

（5）在钻遇断层、地层不整合界面时也会使井眼倾斜，并常出现狗腿。在地质构造运动剧烈的破碎带钻进时，由于破碎带的岩石软硬交错，使钻头受力不均匀，工作不稳定，也易发生井斜。

（6）底部钻具弯曲对井斜的影响。除了上面所说的地质原因外，钻井工具与工艺本身有时也会引起井斜。钻井实践证明，采取轻压吊打，井斜很小。这是因为下部钻铤所受压力很小而处于直线稳定状态。当下部钻柱在较大钻压作用下发生弯曲时，是引起井斜的另一个重要原因。而且弯曲程度越严重，井斜也越严重。它对井斜的影响主要表现在两个方面：

1)下部钻柱弯曲使钻头相对于井眼轴线偏斜，其钻进的方向偏离原井眼方向，直

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西南石油大学成教学院四川石油学院教学站专科毕业设计（论文）

接导致井斜。

2)下部钻柱弯曲使钻压改变了作用方向，即不再沿井眼轴线方向施加给钻头，而是偏离了一个角度(钻头倾斜角)。从而使钻压产生一个引起井斜的横向偏斜力(称为增斜力)，导致井斜。

2.2 山前构造岩性特征分析

山前构造带地质复杂还表现在岩性变化[20]上，以库西地区为例，却勒区块与乌什区块地层岩性、主要矿物成分有较大的区别。 （1） 地层岩石主要岩性统计分析

库西地区的却勒区块主要是泥岩、砂岩、盐岩和膏泥岩四种，而乌什区块地层岩性主要是泥岩、砂岩和砾岩三种。这表明山前构造带的同一地区岩性变化也是较大的，见下表2.1。

表2.1 库西地区四口井地层主要岩性统计分析结果

序号123456岩性泥岩砂岩盐岩膏岩砾岩其它却1（%）却4（%）却6（%）乌参1（%）68.69.017.92.1—2.2

72.817.75.42.8—1.369.57.120.03.2—0.263.017.5——18.90.6 （2）地层岩石矿物成分鉴定分析

库西地区却勒和乌什区块的主要矿物成分相同，主要矿物（除砾岩外）含量依次是石英、粘土、斜长石和方解石四种。乌什区块矿物成分中还含有方沸石和黄铁矿。结果见下表2.2和表2.3所示。

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表2.2 却勒1井13种岩性矿物成分（%）鉴定结果表

岩性褐色泥岩白色盐岩褐色含膏泥岩褐灰粉砂岩褐色石膏质泥岩灰色泥质粉砂岩褐色粉砂质泥岩褐色灰质泥岩灰白色石膏岩褐色盐质泥岩灰色灰质粉砂岩灰色石膏质粉砂岩褐灰色细砂岩粘土23.5石英54.9斜长石方解石白云岩方沸石正长石15.06.30.3主要成分为NaCl,含少量石英、方解石、正长石11.44.717.126.120.327.730.922.824.774.172.966.845.555.854.051.248.653.792.41008.716.510.115.614.012.013.015.817.14.95.44.88.59.56.34.53.84.52.84.80.41.27.80.90.51.22.20.42.1 表2.3 乌参1井11种矿物成分（%）鉴定结果表

岩性褐色泥岩红褐色泥岩褐灰色粉砂质泥岩灰褐色泥岩灰色粉砂岩灰褐色泥质粉砂岩灰色系砂岩杂色角砾岩杂色砂砾岩杂色细（小）砾岩杂色含砾中砂岩粘土26.427.620.024.922.912.122.125.88.125.49.9石英斜长石方解石白云岩方沸石正长石黄铁矿59.949.858.348.143.859.753.542.350.245.664.010.211.612.612.411.212.114.114.632.017.814.23.56.06.85.76.314.03.81.97.05.25.46.50.22.16.25.42.36.00.40.20.30.42.62.92.03.715.82.21.9 9

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从给出的例子中，我们可以看出山前构造带岩性特征变化比较复杂，即使在同一地区、同一区块也存在一定差距，导致邻井资料借鉴性不强，这就给优选钻头带来很大困难。为了更好的优选钻头，我们需要对塔里木山前构造地区的岩性特征有一个总体的了解，从各种资料中判断各地层层位的岩性特征，并针对不同地区、同一层位，比较岩性差距，以便有利于优选钻头。

综合分析库西地区的主要岩性和矿物成分，会发现整个岩性以泥岩为主，其次含有大量砂岩和盐岩，部分井含大量砾岩。矿物成分还是以常见的石英、粘土、斜长石和方解石为主。

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