南川页岩气田岩石抗钻特性参数分布规律研究及应用

油气藏评价与开发 ›› 2019, Vol. 9 ›› Issue (5): 84-88.

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南川页岩气田岩石抗钻特性参数分布规律研究及应用

朱亮^1,^2,³,楼一珊^1,^2,³,沈建中⁴,贺庆⁴,秦杜⁴

^1. 长江大学油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏技术研究室,湖北武汉 430100
^2. 长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室,湖北武汉 430100
^3. 长江大学石油工程学院,湖北武汉 430100
^4. 中国石化华东油气分公司石油工程技术研究院,江苏南京 210031

收稿日期:2019-08-02 发布日期:2019-10-26 出版日期:2019-10-26
作者简介:朱亮（1980 —）,男,硕士,副教授,从事岩石力学与钻完井工程技术方面的教学与研究工作。通讯地址：湖北省武汉市蔡甸区大学路111号,邮政编码：430100。E-mail： zhuliang123@yangztzeu.edu.cn
基金资助:
“十三五”国家科技重大专项“彭水地区岩石抗钻特征参数分析研究”(2016ZX05061-009)

Distribution rule of formation anti-drillability parameters in shale gas block of Nanchuan and its application

ZHU Liang^1,^2,³,LOU Yishan^1,^2,³,SHEN Jianzhong⁴,HE Qing⁴,QIN Du⁴

^1. Leak Resistance and Sealing Technology Research Department, National Engineering Laboratory of Petroleum Drilling Technology, Yangtze University, Wuhan, Hubei 430100, China
^2. Key Laboratory of Drilling and Production Engineering for Oil and Gas, Yangtze University, Wuhan, Hubei 430100, China
^3. School of Petroleum Engineering, Yangtze University, Wuhan, Hubei 430100, China
^4. Research Institute of Petroleum Engineering, Sinopec East China Oil and Gas Company, Nanjing, Jiangsu 210031, China

Received:2019-08-02 Online:2019-10-26 Published:2019-10-26

摘要/Abstract

摘要：

岩石抗钻特性参数是制定钻井方案,实施优快钻井的重要基础参数。通过岩石抗钻特性参数测试建立了岩石抗压强度、岩石可钻性级值、岩石硬度等岩石抗钻特性参数的计算模型,再结合测井数据和地质数据,绘制了南川页岩气井各地层岩石抗钻特性参数随井深变化的剖面图,分析了南川地区各地层岩石抗钻特性参数的分布规律,并据此进行了钻头选型。研究表明,南川页岩气区块梁山组以上地层各特征参数波动较大,说明地层非均质性明显;下部地层变化较为平缓,但从龙马溪组底部开始有逐渐抬升的趋势。依据地层岩石抗钻特性参数,在设计钻头时应选择具有较好耐磨性、5 ~ 6刀翼、13 ~ 16 mm的高布齿密度的钻头,现场应用表明,所推荐的钻头使用效果良好,机械钻速明显提高。

关键词: 抗钻特性参数, 分布规律, 钻头选型, 页岩气, 南川

Abstract:

Rock anti-drillability parameters are important basic parameters for making drilling plan and implementing optimal drilling. In this paper, the computational models of formation anti-drillability parameters such as rock compressive strength, rock drillability level value and rock hardness are established through the rock mechanics testing. After that, combined with the logging data and geological data, the profiles of rock anti-drillability parameters varied with the well depth of different strata for shale gas in Nanchuan are also built up. Based on the analysis of its distribution rule, the bits are selected. The study shows that the characteristic parameters of the strata above Liangshan Formation in the shale gas block of Nanchuan fluctuate greatly, which indicates that the stratigraphic heterogeneity is obvious; the lower strata change more gently, but there is a gradual upward trend from the bottom of Longmaxi Formation. According to rock anti-drillability parameters, bits with good wear resistance, 5 ~ 6 blades, and 13 ~ 16 mm cutting teeth with high density should be selected in bit design. The field application shows that the recommended bit has a good effect and the drilling speed is obviously improved.

Key words: parameter of anti-drillability characteristics, distribution rule, bit selection, shale gas, Nanchuan

中图分类号:

TE242

朱亮,楼一珊,沈建中等. 南川页岩气田岩石抗钻特性参数分布规律研究及应用[J]. 油气藏评价与开发, 2019, 9(5): 84-88.

Liang ZHU,Yishan LOU,Jianzhong SHEN, et al. Distribution rule of formation anti-drillability parameters in shale gas block of Nanchuan and its application[J]. Reservoir Evaluation and Development, 2019, 9(5): 84-88.

图/表 8

表1

表2

图1

图2

图3

图4

图5

表3

参考文献 18

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序号	深度/m	层位	直径/mm	长度/mm	质量/g	密度/（g·cm^-3）	抗压强度/MPa
1	2 708.85	龙马溪组	25.00	54.52	72.018	2.691	37.90
2	3 401.91	龙马溪组	24.92	39.96	52.233	2.663	54.00
3	3 437.70	龙马溪组	24.96	56.24	73.635	2.667	37.25
4	3 798.67	龙马溪组	25.02	44.94	58.138	2.635	19.73
5	3 798.67	龙马溪组	25.00	49.52	63.359	2.606	18.56

序号	井深/m	层位	声波时差/（μs·m^-1）	硬度/MPa	可钻性级值
1	3 326.68	龙马溪组	234.28	574.27	5.79
2	3 401.91	龙马溪组	230.41	661.66	6.16
3	3 437.70	龙马溪组	217.26	936.31	6.55
4	3 462.68	龙马溪组	226.48	836.43	6.16
5	3 798.67	龙马溪组	210.07	917.58	6.53
6	3 836.73	龙马溪组	230.12	764.65	5.86
7	2 632.55	龙马溪组	238.65	555.54	5.61

地层	单轴抗压强度/ MPa	岩石可钻性级值	岩石硬度/ MPa
飞仙关组	21.23 ~ 31.39	5.68 ~ 6.30	1 314.73 ~ 1 842.53
长兴组	28.29 ~ 34.89	6.10 ~ 6.45	1 675.23 ~ 2 005.31
龙潭组	17.48 ~ 44.71	5.25 ~ 6.80	1 058.96 ~ 2 419.39
茅口组	36.96 ~ 50.28	6.41 ~ 6.93	2 021.18 ~ 2 598.48
栖霞组	35.75 ~ 47.69	6.44 ~ 6.89	2 009.35 ~ 2 446.16
梁山组	25.62 ~ 36.73	5.73 ~ 6.35	1 361.52 ~ 1 883.64
韩家店组	16.38 ~ 24.53	5.23 ~ 5.82	950.50 ~ 1 384.71
小河坝组	19.59 ~ 26.66	5.64 ~ 6.35	1 108.91 ~ 1 452.40
龙马溪组	20.20 ~ 24.87	5.48 ~ 5.98	1 114.78 ~ 1 546.40

南川页岩气田岩石抗钻特性参数分布规律研究及应用

Distribution rule of formation anti-drillability parameters in shale gas block of Nanchuan and its application

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