优选参数钻井(也称最优化钻井)是现代科学钻井的标志,是喷射钻井的继续和发展,是石油钻井技术从经验走向科学、从定性走向定量的具体体现,是最优化数学理论和钻井科学实验相结合的产物。优选参数钻井与经验钻井的区别主要在于,对影响钻井效率的各种可控参数,利用当代的计算机进行优选后,使钻井进入了以定量和优选为主要标志的科学钻井阶段。通过优选参数钻井的研究和试验,进一步探索了影响钻井速度、质量和成本的水力参数、机械参数和钻井液参数在钻井过程中是如何发挥作用的,以及它们之间有怎样的内在规律,实现了钻井参数的最佳配合,并达到高速、安全、优质、低耗钻井的目的。
优选参数钻井的主要特点是:建立定量反映钻井规律的数学模式,依靠钻井数据库的资料,应用计算机进行检索、统计、分析和计算,为钻井施工提供最优化的设计,并广泛采用钻井数据采集、传输和处理分析技术,实现适时优化钻井和远程遥控钻井。
1981年我国开始研究最优化钻井技术,首次提出了水力参数与机械参数相配合,在钻井过程中存在破岩、清岩的交互作用;根据地区的水力指数优选泵压和水力参数;综合钻井井眼净化、稳定和岩屑浓度三个约束条件,优选钻井液流变参数等新理论,该研究成果达到当代国际先进水平。
2012年,为提高库车山前大北—克深区块钻井速度,塔里木油田引入六家国内外钻头技术服务商,通过搭建石油开发国际竞技场,为山前开发提供更多解决方案。针对山前钻井重点和难点,六家钻头技术服务商针对大北—克深区块钻头提速技术提出了技术方案和攻关方向。为提高钻速和钻头寿命,改进意见主要以PDC钻头和孕镶钻头为主,部分服务商已经根据先进的设计理念对刀翼数量和形状、切削齿材料和布齿数量、水眼大小和数量等方面改进设计出针对库车山前井地层的个性化钻头。截至2014年6月,涡轮+孕镶钻头已在塔里木油田完成8口井的钻探,单井平均节约工期31天,机械钻速提高3倍,大幅减少了起下钻次数,实现1趟至2趟钻钻完目的层,标志着塔里木油田利用科技实现新井早投产、早上产的目标进入新阶段。
优选参数钻井技术的推广应用对我国钻井速度的提高和特殊工艺井技术的发展做出了重要贡献。