徐家围子断陷是松辽盆地北部规模较大的断陷,徐家围子地区深层天然气储层类型比较丰富,在深层不同层位存在致密砂岩、砂砾岩、火山岩、花岗岩及变质岩风化壳等五大类储层。断陷区边部砂岩、砂砾岩是有利储层,断陷区内部火山岩是最重要的储层。目前,深层气藏是大庆油田主要勘探目标之一。从2000年至今,应用欠平衡钻井技术勘探开发深层火山岩裂缝气藏取得突破性进展,多口井获工业气流。但是,登娄库组以下砾岩由于埋深大、成岩作用强和普遍含有凝灰质等原因,物性整体较差,气藏连通性也较差,大部分储层为低丰度储层,孔隙度低于下限6%、密度超过2.50g/cm3,直井目的层的裸露面积相对有限。近年来,中曲率半径水平井在大庆油田的外围特低丰度油田的薄差油层已经推广应用,中、浅层水平井钻井技术已经相当成熟,并取得了良好的开发效果。在储层保护上,目前已经对砂岩孔隙性储气层、砂岩和火山岩裂缝性储气层损害机理和保护对策开展了研究,但还没有对砾岩储气层保护开展研究工作。但是,由于大庆油田深层存在地温梯度高、地层硬、岩石可钻性级值高、造斜难、钻具选型难和局部地层易剥落等特点及难点,作为提高单井产量和采收率有效技术之一的水平井技术在深层一直没有开展。因此,有必要开展砾岩储气层的损害和保护研究、深层砾岩水平井钻井工艺技术研究,为深层砾岩气藏的有效开发提供一个新的技术手段,提高大庆油田深层水平井的钻井技术水平。本文从科研及现场需求角度出发,通过对相关理论的研究,并且结合了现场实验,完成了如下技术成果:1.给出了钻井过程中钻井液对砾岩储气层的损害程度和损害规律,弄清了砾岩储气层的主要损害方式,在此基础上提出了钻井过程中对砾岩储气层的保护对策。2.形成了变曲率多圆弧双增剖面法井眼轨道优化技术;3.建立深层水平井钻柱摩阻/扭矩模型力学模型和分析方法;4.形成了一套适合于大庆油田深层砾岩气藏水平井钻井工艺技术。本研究通过现场试验2 口井—升深平1井、徐深1-平1井。试气预测产量水平井相当于直井的3.5倍,即施工一口水平井相当于钻3.5 口直井的产量。水平井钻井成本约14734万元/米,是直井5870万元/米的2.51倍,即施工一口水平井相当于钻2.5 口直井的钻井成本。所以,依据实验成果来看,钻一口水平井就可以少钻一口直井,施工升深平1井、徐深1-平1井两口水平井,即少钻两口 4000米深直井,结余钻井成本4696万元。项目投入766万元,产出4696万元,创经济效益3930万元。投入产出比为1:5.13。本研究内容完成后,可形成一套适合大庆深层砾岩层水平井钻井工艺技术,大庆深层水平井钻井工艺技术将得到全面提高。