西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (4): 1-18.DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2021.04.05.01

• 专家论坛 •    下一篇

深层页岩气水平井高效破岩提速技术发展现状

祝效华1,2, 李瑞1,2, 刘伟吉1,2, 李枝林3, 陆灯云3   

  1. 1. 西南石油大学机电工程学院, 四川 成都 610500;
    2. 石油天然气装备教育部重点实验室, 四川 成都 610500;
    3. 中国石油川庆钻探工程有限公司, 四川 成都 610051
  • 出版日期:2023-08-10 发布日期:2023-07-18
  • 通讯作者: 刘伟吉,E-mail:lwj2017_swpu@163.com
  • 作者简介:祝效华,1978年生,男,汉族,山东菏泽人,教授,博士研究生导师,主要从事油气井管柱力学、井下工具和岩石破碎学方面的理论与应用技术研究。E-mail:Zxhth113@163.com;李瑞,1998年生,男,汉族,四川成都人,硕士,主要从事岩石破碎方面的研究工作。E-mail:13165426107@163.com;刘伟吉,1989年生,男,汉族,四川成都人,副研究员,博士,主要从事高效破岩理论和方法、井下工具及力学方面的研究。E-mail:lwj2017_swpu@163.com;李枝林,1979年生,男,汉族,四川成都人,工程师,博士,主要从事欠平衡钻井、控压钻井技术研究。E-mail:PetroLZL@qq.com;陆灯云,1965年生,男,汉族,四川成都人,教授级高级工程师,博士,主要从事石油天然气井筒作业技术研究与技术管理。E-mail:ludy_sc@cnpc.com.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(52004229, 52034006);西南石油大学自然科学"揭榜挂帅"项目(2021JBGS02);中国石油 西南石油大学创新联合体科技合作项目(2020CX040301)

Development Status of High-efficiency Rock-breaking and Speed-increasing Technologies for Deep Shale Gas Horizontal Wells

ZHU Xiaohua1,2, LI Rui1,2, LIU Weiji1,2, LI Zhilin3, LU Dengyun3   

  1. 1. School of Mechatronic Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu, Sichuan 610500, China;
    2. MOE Key Laboratory of Oil and Gas Equipment, Chengdu, Sichuan 610500, China;
    3. Chuanqing Drilling Engineering Company Limited, CNPC, Chengdu, Sichuan 610051, China
  • Online:2023-08-10 Published:2023-07-18

摘要: 目前,中国已经基本形成了经济开采中浅层页岩气的工程技术体系,正向深层迈进(大于3 500m)。深层页岩气埋藏丰富,开发潜力巨大,但深部岩石高硬度、高塑性及高研磨性等导致的钻速慢、成本高的问题极为突出。为此,介绍了深层页岩气钻井中钻头高效破岩方法及影响因素,主要包含两个方面:1)分析总结了深层页岩气水平井减摩降扭提高钻头破岩动力的高效传送技术;2)分析总结了适用于深层页岩气的强攻击、长寿命钻头和钻齿新技术、提速工具辅助钻头强化破岩参数技术及提速工具-钻头一体化参数匹配提速技术,并简要阐述了几种非机械高效破岩新方法,以期为今后实现深层页岩气经济高效勘探开发提供参考。

关键词: 深层页岩气, 钻井提速, 水平井, 摩阻扭矩, 参数强化, 高效破岩

Abstract: At present, China has basically formed the economic exploitation of shallow shale gas engineering technology system, and is moving towards deep layer (more than 3 500 m) exploitation. Deep shale gas has great development potential with rich reserve. But the problems of slow drilling speed and high cost caused by high hardness, high plasticity and high abrasiveness of deep rock are very prominent. Therefore, the efficient rock breaking methods and influencing factors in deep shale gas drilling are introduced. We analyze and summarize the efficient transmission technology of reducing friction and torsion in deep shale gas horizontal wells to improve bit breaking power; and we analyze and summarize new technologies of bit and tooth with strong attacking power and longer service, technology of rock breaking parameter enhancement by using speed-raising tool to assist bit and speed-raising tool-bit parameter matching technology that is suitable for deep shale gas, and briefly describe several new non-mechanical and efficient rock breaking methods, aiming to providing a reference for future economic and efficient exploration and development of deep shale gas.

Key words: deep shale gas, ROP rising, horizontal well, drag and torque, parameter enhancement, efficient rock breaking

中图分类号: