硬地层同轨道锥形齿PDC钻头研究与应用

中深部硬地层含砂砾岩,硬度大、研磨性高、机械钻速慢、冲击力大,常规PDC钻头易磨损、进尺少、机械钻速低,综合效益差。为了突破PDC钻头的局限性,提高其在硬地层中的适用性,对锥形PDC齿的切削破岩机理和规律进行数值模拟,通过与PDC复合片进行对比研究,揭示锥形齿破岩规律,并设计研制了一种同轨布齿锥形齿PDC钻头。同轨道锥形齿PDC钻头以复合片作为主切削齿,锥形PDC齿作为二级切削齿,在复合片和锥形齿的共同作用下,钻头具有犁削和切削的双重破岩效果,使得钻头在中深部硬地层中的抗冲击性能和破岩效率大大提高。现场应用结果表明,与牙轮钻头相比,该钻头机械钻速提高了104.2%,单只钻头进尺提高了89.2%;与常规PDC钻头相比,机械钻速提高了104.4%,单只钻头进尺提高了184.8%。     

关于录井技术现状及发展的思考

分析了国内外石油技术服务中录井在定位、需求和目标上的差异,阐述了目前国内录井技术发展现状,以及在发展中所面临的"国际化"和"特色化"的两难选择、所面临的与钻井技术发展"适应性"和"必要性"的挑战、存在的基于岩心的技术多元化发展的局限性等难题。探讨了录井技术的发展方向和相应的发展对策:①录井技术服务坚持"两个面向",即应兼顾地质评价和工程服务两方面需求。②录井技术拥有4个分支,即采集、处理、解释和信息技术。③录井研究要突出两个重点,即综合录井仪和资料处理解释;紧紧围绕综合录井仪研究提升录井装备水平和服务能力,大力研发以岩屑为样本的岩性分析新技术和钻井液油气检测新技术,努力将随钻近钻头测量技术引入录井行业;基于精细定量化需求,加快处理解释系统建设。④发展夯实两个基础,即地质综合研究和基础实验建设;要下决心创建录井专业的基础实验室,加强地质录井综合研究,加快录井学科建设。     

樊154区块非常规水平井PDC钻头研制及应用

樊154区块是胜利油田非常规致密砂岩油藏最先开发的试验区块。该区块上部井段硬夹层较多,PDC钻头切削齿容易崩齿损坏;牙轮钻头机械钻速慢,定向段软硬交错,牙轮钻头受使用时间限制,进尺低;PDC钻头定向增斜率低,定向时工具面不稳,水平段致密砂岩研磨性较强,长度很长,为确保完井管柱顺利下入,轨迹控制要求高,导致钻井速度较慢。结合地层特点、井身结构设计要求,并以樊154-平1井钻头使用情况分析了钻头提速难点,然后从冠部轮廓、切削结构、水力结构、稳定性等方面改进、研制了适合不同井段的PDC钻头,包括P4362MC-241.3、P5362MJ-241.3和PK5235MJH-152.4等型号。经过现场应用,并配合相应的技术措施,取得了明显的提速效果,节约了钻井成本,为今后同类型区域非常规水平井的钻头选型及研发积累了宝贵的经验。     

科技提速是钻井工程节能降耗的关键

介绍大港油田钻井工程作业应用高效能PDC钻头,推广综合配套优快钻井技术,缩短钻井周期,节能降耗,实现又好又快发展.     

封闭旋转型油井底流场能量变化的数值研究

PDC水力参数的不同综合表现为井底流场能量的变化。井底流场具有清岩和冷却切削齿的作用,同时又要保证射流不对钻头表面造成过多的磨损。针对实际PDC钻头建立了不同的流场计算模型,比较分析了流场能量的变化规律。图5参5     

影响元坝气田超深井钻井提速的工程地质因素及技术对策

元坝气田工程地质特征异常复杂,钻井难度大,存在井漏、井涌、卡钻、井塌、高含硫化氢、高压水层等工程地质复杂问题,钻井效率低,周期长,建井成本高.从油气藏的基本地质特征、岩石力学性质、井壁稳定性等方面,分析认为,储层埋藏超深,钻遇地层岩性复杂、储层特征多样、油气立体成藏、油气水分布复杂、各油气藏特征差异大,岩石致密、强度大、可钻性差,异常高压-超高压、纵向多压力系统、井壁力学稳定性差、安全钻井液密度窗口窄,是钻井提速的工程地质影响因素.结合工程地质特征,提出了优化井身结构设计,优选空气钻井、泡沫钻井、液体欠平衡钻井、“螺杆+PDC钻头”和“涡轮+孕镶金刚石钻头”复合钻井、旋转导向钻井等钻井技术,以及优选高效钻头,优选钻井液体系等钻井提速技术对策,能够满足元坝气田海相超深井安全、快速钻井的需要.     

综合录井技术在川西水平井钻井中的导向作用

根据所钻目标层的综合录井参数的表现特征．结合区域地质资料和MWD数据分析,能起到地质导向的作用,并且具有简单易行、成本低廉的优势。在川西地区碎屑岩地层中,砂岩与泥岩、致密砂岩与疏松砂岩可以通过肉眼岩屑鉴定或钻时变化进行识别。准确识别目的层后．根据砂体含气性判别参数变化,通过地质综合分析可以现场初步评价储层,指导水平井钻井在优质储段穿行。在钻遇目的层前的钻井过程中,靶点的随钻预测和确认尤为重要,钻头上、下倾钻进状态的判断主要是确定当前钻进方向与所钻目的层的空间关系,钻头位置分析可以结合目标层地质模型与随钻测斜数据进行分析。以LSIH井为例,介绍了综合录井技术在水平井钻井中的导向作用,结果表明：综合录井技术能及时发现实钻砂体与设计砂体的差异,实现现场靶点的调整,为钻头钻出砂体后重新找到砂体以及减少钻头钻出砂体的几率发挥了重要作用。可应用于非均质性不强、储层发育稳定的水平井施工。     

南堡凹陷轻烃录井参数分析与应用

南堡凹陷构造复杂,断块多,地层变化大,主要目的层为明化镇组、馆陶组、沙河街组。储集层岩性以细砂岩、含砾不等粒砂岩为主,原油油质轻,容易挥发,岩屑不易识别油气显示。随着钻井工艺的提高,钻井液中常常混入一些高荧光的添加剂,常规岩屑荧光录井与气测录井技术更无法识别油气显示。为了更及时准确的发现油气显示,进行随钻录井解释评价,该区块许多重点探井、评价井都采用轻烃录井分析技术服务。通过对南堡凹陷大量的轻烃录井数据分析研究,建立了南堡凹陷轻烃交汇解释图版、轻烃相对含量三角解释图版,从而对储层的油、气、水解释评价,效果显著,为石油勘探开发提供了可靠的理论依据。     

川西新场须二段新10-1H水平井安全快速钻井技术

川西新场构造须二段气藏储层埋深较大,范围一般为4600～5200m,孔隙度和渗透率较低,孔隙度范围在1%～4%之间,渗透率普遍低于0.06×10-3μm2。由于须二段气藏获得高产、稳产的储层类型主要为致密的裂缝-孔隙型,因此水平井是开发此类气藏的有效技术。以川西新场构造第一口水平井——新10-1H水平井为例,分析了该构造须二段水平井安全快速钻井的难点,并提出相应技术对策:直井段一开井段采用塔式钻具组合,二开井段采用钻头和直螺杆配合塔式钻具,并根据实时测量数据,采取小钻压吊打等措施,确保井眼的防斜打直;通过动力钻具与MWD配合控制井眼轨迹,并根据MWD实时测量数据分析井下情况,合理调整井眼轨迹,确保井眼轨迹的精确控制;根据地层岩性特点,优选牙轮钻头和PDC钻头,是提高钻速的关键;水平段钻进施工时,采用复合金属离子聚磺防漏水包油钻井液体系,能够有效润滑、防卡,降低摩阻至250kN以下,保障钻进的顺利进行。     

XRF元素录井技术在四川地区的地质应用研究

XRF元素录井技术是建立在x射线荧光光谱分析理论基础上，并结合岩石地球化学理论的一种创新技术。XRF元素录井岩性解释方法通过对元素含量、元素比值、定量岩性含量曲线随井深的变化特征与变化趋势进行分析，从而得到最终的解释结果：陆相地层的岩性识别主要根据Si、Fe的变化来判断砂岩、泥岩，海相地层主要根据Ca、Mg、S的变化来判断灰岩、白云岩、石膏岩，Ba、Ti的变化可以判断岩屑中的泥浆材料含量。该方法对样品要求低，能够很好地识别各种细碎岩性，建立地层剖面，划分地层界线。此外，XRF元素录井还可以用于判断沉积环境：Sr含量相对高、低分别指示海、陆沉积环境：在储层评价方面：陆相储层Si含量变大，说明储层质量变好，而Al、Fe、Ti等3种元素含量变大，预示着储层质量变差；海相储层S含量与溶孔发育程度具有正相关性。以上研究成果在川西4口井、川东北6口井现场应用后．岩屑剖面符合率达到90％。     

辽河油区东部凹陷火成岩深探井快速钻井技术及应用

辽河油区东部凹陷火成岩油藏开发始于1971年,1998年以来先后发现黄沙坨、欧利坨等火成岩油气藏,现今已经成为东部凹陷勘探开发主要目的层。辽河油区东部凹陷火成岩油气藏的岩石物性、埋藏深度、含油气情况和地温变化等性质变化较大,在钻井施工中存在局部油藏压力高、井控风险大,井漏、井塌以及机械钻速低、钻头行进尺寸小等难点。通过对地层岩石物性的研究,确定了地层岩性特征、孔隙度和渗透率的取值范围、地层岩石硬度范围和可钻性级别以及适合的钻头型号,为钻井液选型和性能优化、钻头选型优化,以及工程事故和复杂情况的预防技术措施提供了依据。据此形成的辽河油区东部凹陷火成岩深探井快速钻井技术模板,应用于新施工井中,中完井深明显比老井深250~500m,钻井周期和建井周期都大大缩短。     

高温传感器的高温组装

美国的Sporian Misrosystem公司在微电子机械系统（MEMS）组装技术领域一直占据领先地位，近年又凭借聚合物衍生陶瓷（PDC）进入恶劣环境用传感器市场。PDC材料的感应、镀层和组装性能可适应燃气轮机的应用。     

美国Barnett页岩气开发中应用的钻井工程技术分析与启示

美国Barnett页岩气开发十分成功,有较多经验可供参考。井身结构设计要满足多次压裂的增产方式和长达30～50a生产周期的要求;丛式井成为降低开发成本、增大对储层控制能力的有效技术;水平井技术是页岩气开发的关键技术,水平井的成本一般是垂直井的1～1.5倍,而产量是垂直井的3倍左右;水平段钻进中,常使用油基钻井液和PDC钻头,在保持水平井眼稳定性的同时,提高机械钻速;低密度、高强度固井完井技术,能为后期储层改造和开发做好准备;随钻伽马测井曲线,可用于较准确地识别页岩储层,若水平井技术结合geo VISION随钻成像服务和RAB钻头附近地层电阻率仪器等LWD技术,可以更为合理的控制井眼轨迹。提出国内钻井工程技术集成与发展的建议:实现地面上集成、集中的"小间距丛式井组"(井工厂),做到"组少井多";实现储层中水平井眼轨道空间分布,合理开发"地下立体井网",做到"少井高产和高采收率";追求"钻井速度高、井眼质量好、钻井成本低"的钻井模式;开展长水平段水平井或水平分支井钻井技术的整体研究:研究满足后期开发和压裂需求的完井方式,在成本允许的条件下采用泡沫水泥固井技术,研制特殊套管、封隔器、分支工具等材料和新型井下工具。     

浅析深孔加工技术

着重介绍深孔加工技术,比较四种钻孔方式,特别介绍单管钻在生产中的应用,介绍国产钻头和进口钻头的优缺点,对深孔加工具有指导意义。     

新型井下工具在元坝1井的应用

由于元坝1井的陆相地层与海相地层的地质情况复杂,钻井难度大,开展了新型井下工具如BakerHughes大功率螺杆钻具、液压双向减震器、高速涡轮＋孕镶PDC钻头、特殊钻井工具“旁通阀”的应用研究。应用效果表明,采用新工具．钻井周期比总公司要求的340d提前了60．83d,建井周期比钻井工程承包合同规定的546．04d提前了204．64d,全井平均机械钻速比原计划的1．8m／h提高了11．1％,全井最大井斜2．94°,井身质量优质,达到设计要求。     

钻头-钻柱系统振动特性分析

针对钻柱振动引起的钻具失效问题,综合考虑钻柱弹性变形及钻柱与井筒的碰撞摩擦相互作用,研究了钻头与下部钻柱的振动特性。根据哈密顿原理和有限单元法,建立了全井钻柱纵、横、扭耦合振动动力学模型;将钻头、钻柱、井筒视为一个完整的系统,以川渝地区某中深井实钻操作参数、下部钻具组合(BHA)和井筒参数作为基本输入数据,采用非线性仿真技术,研究了不同井段钻柱以及钻头的振动规律,分析了钻头处的动态钻压、扭矩及转速波动情况。结果表明,钻头处振动剧烈,跳动幅度较大,因此有必要研究振动控制工具和方法,以减少振动对钻头的伤害,改善钻头的工作环境并提高钻进效率。形成的钻头-钻柱-井筒系统非线性仿真技术,为下部钻具组合优化、钻井操作参数优选、钻具失效预防乃至钻头优化设计,提供了可行的分析手段,为研究振动控制策略提供了基础技术支持。     

火山岩储集层岩性识别的研究及应用

火山岩的岩性复杂,难以识别;矿物成分复杂,岩石骨架参数难以确定;储集空间一般为孔隙和裂缝的双重介质。在对辽河油田火山岩储层测井数据资料的研究基础上,探讨了火山岩储层的特征。结合多种测井方法,以地层元素测井(ECS)技术为主要手段,对火山岩进行了岩性识别研究,建立了一套火山岩储集层的岩性识别方法。     

地震反演技术在乌南油田的应用

由于储层岩性复杂、厚度小、岩性较细等诸多因素,致使乌南油田下油砂山组(N21)砂、泥岩波阻抗没有明显差异,某些井区分布范围相互重叠,甚至泥岩波阻抗高于砂岩波阻抗。利用特征曲线重构反演(自然电位)技术,使测井资料与地震反演结果有机地结合起来,可以较清晰地看出砂、泥岩的岩性界线,反演剖面的分辨率高于波阻抗剖面。     

破碎地层金刚石绳索取芯的钻进经验

以新疆"火烧"地层地质特征的钻探为例,分析在破碎地层的钻探技术难点,提出以小口径金刚石绳索取芯方式对"火烧"地层进行钻探时钻头的合理选择与惰性材料堵漏技术,总结破碎地层的成功钻探经验。     

谈管螺纹攻丝前钻孔(钻头)直径的确定

本文根据我公司制定《管螺纹攻丝前钻孔(钻头)直径》企业标准的实际工作经验,归纳探讨了我国4种常用管螺纹攻丝前钻孔(钻头)直径及铰孔尺寸之确定的思路、注意事项、计算过程,并将靠取标准钻头直径后的数值予以公布。