张伟国 严德 陈彬 王堂青

1. 中海石油(中国)有限公司深圳分公司；2. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

中国南海东部惠州区块深层前古近系为火成岩地层，主要为闪长岩和花岗岩等罕见的复合型岩性基底，岩石抗压强度高、可钻性极差［1］。区域探井作业中机械钻速低、钻头进尺短、钻头磨损严重，惠州A井作业工期超100 d，作业费用超1亿元。此外，钻速低导致频繁起下钻更换钻头，延长了裸眼浸泡时间，增加了钻具疲劳、井壁失稳、卡钻等井下风险［2］。前期作业井中，尝试了国内外主流钻头，均未取得理想效果。如无法实现深层钻井提速技术的突破，则将大幅度延长勘探和开发建井周期，推迟油气上产时间，并增加井下风险和作业费用。此外，随着海域油气勘探逐步走向深层，将面临越来越多的火成岩地层钻井提速难题。开展了火成岩地层钻井提速技术研究，为区域钻井提速提效、井下作业安全和油气增储上产提供技术支持。

1 钻井提速难点

1.1 岩石抗压强度高导致地层可钻性差

惠州区块的火成岩地层主要为蚀变闪长岩、花岗岩和安山岩等，返出岩屑呈块状、性硬、部分坚硬。惠州A井是该区域一口探井，从3 585 m进入火成岩地层，完钻井深4 276 m。3 585～4 185 m岩性主要为蚀变闪长岩，4 185～4 230 m为辉绿岩，4 230～4 276 m为蚀变花岗岩。根据岩石力学计算结果，进入火成岩后，岩石抗压强度从68.9 MPa迅速升高到206.8 MPa以上，在137.9～310.3 MPa之间波动，峰值超过413.7 MPa。在辉绿岩段，抗压强度从310.3 MPa下降到206.8 MPa；辉绿岩以下蚀变花岗岩段抗压强度在206.8 MPa左右，岩石抗压强度处于极硬级别导致地层可钻性极差，研磨性能强。……