鄂尔多斯盆地南缘地层抗钻特性及钻头优选

发布时间：2020-07-23 02:23

【摘要】：鄂尔多斯盆地作为中国第二大盆地,拥有中国最大产量的油气田,具有极其重要的战略意义。鄂尔多斯盆地地质条件复杂,地层砾岩、软硬交错、多岩屑地层,其储层的非均质性、致密性、低渗透性所导致钻进过程中机械效率低,并且容易发生卡钻等井下复杂事故,使得油气的开采面临巨大的障碍,如何能够实现高效快速钻进是我们迫切需要解决的问题。为此针对鄂尔多斯盆地南缘地区的地层特征和钻井过程中可能出现的难点,本文提出了通过井史资料建立钻头数据库分析各个层系的钻头的适用性,并且基于现场的钻井难点对现有的PDC钻头进行改进,使得改进后的钻头配合冲击振动钻具钻井等工况下的安全钻进,降低钻头磨损和提高钻头的使用寿命,进而提高钻头的机械钻速和工作效率,实现高效破岩。论文的主要研究内容和研究成果如下:1、针对鄂尔多斯盆地南缘地区的地质特点,通过采集岩心进行抗钻特性实验(岩石硬度与塑性系数的测定、岩石可钻性的测定、岩石研磨性的测定、岩石动态力学参数的测定)的测定,根据实验数据获取本地区的地质数据。2、通过基础测井数据的收集和计算、泥质含量的计算以及横波的声波时差计算对测井数据进行预处理,建立地层抗钻特性参数与测井资料的解释模型;并通过对渭北进行参数抽样测定,并借助现有的钻井资料(包括测井资料、录井资料、井史资料和岩心资料等),研究了硬度、塑性系数、可钻性及研磨性等抗钻特性参数沿横向与纵向的分布规律。3、针对鄂尔多斯盆地复杂的地质条件:地层中分布砾岩、软硬交错、多岩屑地层,提出PDC钻头的个性化设计,改进后的PDC钻头具有抗冲击、抗锥铣、高效清屑的特性。实现了在砾岩、软硬交错、多岩屑地层配合冲击振动钻具完成安全钻进,降低钻头磨损并提高钻头的使用寿命。4、通过对井史资料进行分析、整理,建立了钻头的数据库,可以清晰准确的描述不同层位的岩性,并对设计井所在地区已使用的钻头资料进行详细的分析、评价,作为钻头的选型的比较标准以及合理选择和使用好钻头的重要依据。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE921.1;TE21
【图文】：

技术路线图,技术路线,钻头,比能

主要研究内容及技术路线研究内容抗钻特性作为准确评价地层岩石力学特征的参数，钻头选型的基础。基于地参数和测井资料反演全井段的抗钻特性剖面，同时采用机械比能模型对该地进行优选，分析评价优选结果，形成最终的钻头优选方案；并通过地层岩性的特性进行改进。主要内容有如下几个方面：（1）通过岩石研磨性、可钻性、声波时差获取数据并准确建立地层抗钻特性（2）通过分析该地区的地层岩性特征，提出 PDC 钻头的个性化设计，以获速和较高抗冲击能力的 PDC 钻头；（3）根据井史资料建立地层牙轮钻头和 PDC 钻头使用数据库；（4）通过修正机械比能模型对钻头的地层适应性进行评价和优选。技术路线针对本文的设计要求，绘制了如下的技术路线，如图 1-1 所示：

鄂尔多斯盆地,三叠系,二叠系,沉积岩层

东北石油大学硕士研究生学位论文第二章岩石抗钻特性参数的测定尔多斯盆地南缘地层岩性主要分布有砂岩、泥岩等岩性，其中本篇论文所研究罗系、二叠系、三叠系：含有大段深灰、灰黑色泥岩与灰色砂岩互层，夹有煤层层状砂砾岩。通过对样品岩心进行硬度、塑性系数、可钻性（微 PDC、微牙轮）以及动静态声波时差测试，从而获取岩心的物理力学参数。为建立抗钻特性剖学基础。鄂尔多斯南缘区域地质概况尔多斯盆地在地质学上又称陕甘宁盆地，作为中国的第二大盆地，其面积可平方千米，四周分别被阴山、黄龙山、贺兰山等所环绕。

塑性系数,硬度,渭北,载荷曲线

硬度及塑性系数实验

【参考文献】