一、提高鉆速問題
盡管井有各種各樣的類型,但所有的井在鉆進過程中都將遇到相同的技術問題,我們稱之為基本技術問題。概括起來有五個方面。
提高鉆速的本質,是高效破巖,快速形成井眼。鉆速提高,就意味著鉆井周期縮短,鉆井成本跟著下降。所以,如何不斷地提高鉆速,這是鉆井技術發(fā)展的永恒主題之一。
高效破巖的首要條件是要有與地層巖石相匹配的高效鉆頭。其次,要給鉆頭供給足夠的用于破巖的能量,以及合理的鉆進參數。第三,要有高效的清洗井底和攜帶巖屑技術,及時地把鉆碎的巖屑沖離井底并運送到地面上來。從鉆井技術誕生以來,人們就是沿著這個思路,不斷地進行研究和革新,使鉆速不斷提高。
二、井壁穩(wěn)定問題
井壁上的巖石,在井眼鉆出之前是在周圍巖石的高壓作用下,處在靜力平衡狀態(tài)。在井眼鉆出之后,井壁巖石的一側失去了原來巖石的壓力支撐,另一側貝}J仍保持著原來的壓力。于是,井壁巖石處在不穩(wěn)定狀態(tài)。
井壁巖石不穩(wěn)定的首要因素是地層巖石的特性。脆性的或膠結不好的巖石,將發(fā)生掉塊坍塌,使井眼擴大,形成“大肚子”。塑性地層在地層壓力作用下,將向井眼內流動,使井眼縮小,形成“細脖子”。
導致井壁不穩(wěn)定的第二個因素,是鉆柱和鉆頭在井眼內的運動。鉆柱的旋轉,將對井壁產生劇烈的碰撞和切向摩擦;起下鉆和劃眼過程中鉆頭和鉆柱的軸向運動,將對井壁巖石產生軸向摩擦和刮擦。
第三個因素是鉆井液中的水與井壁巖石相互作用,會使一些井壁巖石(例如泥頁巖)水化膨脹,或者造成井眼縮小,或者因水化而強度降低,導致井壁坍塌。塑性地層產生縮徑,造成井壁不穩(wěn)定。此外,地層被鉆開后,鉆井液的濾液進入地層,引起地層孔隙壓力增高,巖石強度降低,加劇了井壁不穩(wěn)定性,另一方面一些地層遇鉆井液發(fā)生水化膨脹
高效破巖的首要條件是要有與地層巖石相匹配的高效鉆頭。其次,要給鉆頭供給足夠的用于破巖的能量,以及合理的鉆進參數。第三,要有高效的清洗井底和攜帶巖屑技術,及時地把鉆碎的巖屑沖離井底并運送到地面上來。從鉆井技術誕生以來,人們就是沿著這個思路,不斷地進行研究和革新,使鉆速不斷提高。