东胜气田致密含砾砂岩地层钻头选型

东胜气田整体岩性致密坚硬,研磨性强,钻头磨损严重,机械钻速低。为此,根据声波时差与地层岩石力学特性参数关系及岩石可钻性与声波时差的相关性,建立了东胜气田岩石可钻性级值计算模型,确定了岩石可钻性规律,并结合钻头磨损情况,进行钻头选型及设计优化,同时对优化后的钻头进行了现场应用。研究结果表明,东胜气田地层可钻性级值4~8,属中-硬地层,地层研磨性强;优化后的钻头可使全井机械钻速提高84%以上,单井使用钻头减少9只,节约成本63万元,收到了较好的效果。     

苏里格气田PDC钻头的优选与应用

针对苏里格气田目的层深、地层老、可钻性差,常规钻井钻速慢、牙轮钻头很难提高钻速等实际问题,对苏里格气田的岩石可钻性和钻头选型进行了研究,建立了 岩石可钻性剖面图和钻头选型剖面图;优选了适合苏里格气田钻井的PDC钻头;通过现场试验,大幅度提高了苏里格气田的钻井速度,取得了显著的效果。     

可钻性研究在谢风桥油田的应用

针对谢风桥油田机械钻速慢、钻井成本高等问题,对现场采集的岩心进行了可钻性、单轴抗压强度、声学等室内实验,建立地层岩石可钻性和声波时差的关系模型,并根据已经掌握的测井资料对模型进行了修正,建立了适用于预测该油田的地层岩石可钻性级值的计算模型,确定了谢枫桥油田的地层可钻性规律,绘制出了地层深度与地层岩石可钻性级值关系剖面图,推荐出了和该油田相应地层配伍的钻头。在SKB8-9井钻进时使用了推荐的钻头,机械钻速明显提高。     

×盆地深部地层岩石可钻性测井评价方法及应用

×盆地深部地层研磨性强,岩石可钻性差,机械钻速慢,钻井周期长,是钻井需要提速的主要地层。以岩石机械破碎特性实验为基础,建立利用测井资料计算砂泥岩、砂砾岩和火成岩岩石可钻性级值、硬度和塑性及研磨性方法,依据实验结果确定可钻性级值在7以下的地层,用PDC钻头钻进;可钻性级值在7以上的地层,用牙轮钻头钻进,形成一套深部地层岩石可钻性测井评价技术。利用该项技术确定了×盆地不同岩性岩石可钻性级值区域分布特征,并对新钻井进行钻前可钻性预测,为钻井过程中优选钻头提供技术指导。     

鄂尔多斯盆地北部工区测井优选钻头技术与应用

利用已完钻测井资料和地质资料对工区地层强度特性进行评价,建立地层声波时差和岩石可钻性的定量关系,估算各层段的岩石可钻性级值,并对地层岩石可钻性进行分级与对比。根据可钻性级值和地层硬度、抗压强度等岩石力学参数及钻井工程情况,利用钻头优选方法,选择适应研究工区的钻头型号,对不同层位使用的钻头型号进行可行性分析和评价。通过几口井实际钻头选型的试验研究和应用,达到了提高机械钻速及钻头进尺,缩短钻井周期,降低钻井成本的目的。     

四川气田GM区块钻头优选评价

针对四川气田GM区块T3x地层特点及钻头选型的难题,利用岩心硬度、可钻性实验数据及声波测井资料建立了T3x地层岩石硬度、可钻性预测模型及剖面。纵向上,T3x地层自上而下岩石可钻性级值、硬度参数随埋深增加呈增大趋势;从岩性分析来看,砂岩岩石可钻性级值、硬度普遍较泥岩高。在明确了区块岩石硬度、可钻性特征基础上,结合各类钻头特性及现场应用情况,推荐钻头优选原则:T3x5-T3x3段推荐选用PDC钻头为主,T3x4底部砾石层至T3x3段可选用牙轮钻头作备用方案,T3x2段推荐选用RSI1615型PDC钻头、K507孕镶金刚石钻头、HJT537GK牙轮钻头。     

黄桥区块地层可钻性评价及钻头选型研究

黄桥区块是华东局在下扬子地区重点勘探开发区块。区块中、古生界地层可钻性差,平均机械钻速2.95~3.37 m/h。为了提高钻井速度,开展了黄桥区块地层可钻性评价及钻头选型研究。应用钻速方程反求法,结合实际钻井数据进行统计分析和计算,建立了黄桥区块地层可钻性级值剖面;根据地层的可钻性级值分布范围及岩性特点,开展了钻头选型研究,在已钻井钻头使用情况统计分析的基础上,推荐了有利于提高黄桥区块机械钻速的钻头型号。     

元坝地区钻头优选技术应用研究

针对元坝地区深部地层钻速慢、钻头磨损严重的问题,根据声波时差与地层岩石可钻性之间的相关性,建立了岩石可钻性的计算模型,并结合已钻井的测井数据,对元坝地区的钻头类型进行了优选研究,分析了地层岩性的可钻性级值,提出了适用于不同地层的钻头类型推荐方案.现场应用结果统计分析表明,所选钻头类型能够很好地适应于元坝地区深部地层,对于提高机械钻速和有效进尺发挥了重要作用,进一步缩短了钻井周期.该技术为元坝地区钻头类型的优选提供了重要的技术支持和参考方案.     

松南气田登娄库组地层提速用PDC钻头研究

在深井和超深井高硬度高研磨地层中钻进,会遇到钻速过低、钻头使用时间短、施工周期长、成本巨大等情况,直接制约了钻井施工劳动生产率的提高。松南气田钻井技术这几年有了较大发展,但提速潜力依然巨大。该次研究之前,在松南气田青2段-登娄库组高硬度高研磨地层已经使用了多种PDC钻头,效果并不明显,钻井效率低下。因此针对松南气田登楼库组地层的特点,以岩石特性分析为基础,在冠部外形、刀翼形式、布齿等方面进行分析研究,设计出了适合该地层特点的PDC钻头,并在腰平10井现场试验中达到了预期目标。     

区域三维空间岩石可钻性预测方法研究与应用

在已钻井资料较少的情况下,合理、高效、低成本地预测岩石可钻性在地层空间的分布对钻井工作十分重要。分析了单一测井、录井及地震资料预测方法的不足,提出了预测三维空间岩石可钻性的新方法,即利用测井约束地震反演技术对三维地震数据进行反演,生成全频带高分辨率的岩石纵波速度体,通过室内微钻头岩心可钻性试验,建立了考虑岩石声波时差与密度属性的可钻性预测模型,并据此开发了三维岩石可钻性预测软件。在吐哈盆地某区块两口井进行的实例分析表明,可钻性平均误差约10%,研究区块牙轮钻头对应的岩石可钻性级值约2.8~6.3,PDC钻头对应的岩石可钻性级值约2.0~5.0;软件三维显示结果表明,局部地层存在异常高可钻性级值带,与钻井资料显示该地层存在砾岩层结论相符。该区块PDC钻头的三维空间地层岩石可钻性整体优于牙轮钻头对应的可钻性。研究表明:建立的岩石可钻性预测模型同时考虑了岩石声波与密度属性,能合理预测岩石可钻性,反映不同类型钻头的可钻性差异;新方法能较真实地反映出岩石可钻性的三维空间分布情况,可为制定钻井提速方案提供参考。      

合川气田快速钻井的难点与对策

合川气田位于川中古隆平缓构造区的威远至龙女寺构造群。针对该气田地层夹层多、地层易漏、浅层油气显示活跃、须家河组地层可钻性差等影响钻井提速的因素,分析了第2次开钻和第3次开钻井身结构的破岩效率,提出了优化井身结构和钻头选型、采用旋转防喷器欠平衡钻进、使用井下动力钻具等提高机械钻速的措施。     

PDC钻头布齿参数与地层适应性的试验研究

根据地层性质合理选择或设计PDC钻头可以显著提高钻井效率。为指导PDC钻头合理选型及个性化设计,选取21只试验钻头,在6种不同可钻性级别的岩石上进行钻进试验,研究了在钻进不同可钻性级别的岩石中切削齿尺寸、后倾角、布齿密度的合理取值问题。结果表明:(1)当岩石可钻性级别小于Ⅲ时,破岩效率随切削齿尺寸的增大而增大;(2)当岩石可钻性级别大于Ⅲ时,16 mm切削齿的破岩效率最高;(3)切削齿尺寸对破岩效率产生不同影响规律的岩石可钻性级值分界点为3.11;(4)在6种不同可钻性级别的岩石中,随切削齿后倾角增大,破岩效率均呈线性规律降低,但随着岩石可钻性级别的增大,后倾角对破岩效率的影响程度降低;(5)在不同可钻性级别的岩石中,随着布齿密度增大,破岩效率均呈幂函数规律降低。该研究成果为按岩石可钻性级别合理选择PDC钻头提供了依据。     

牙轮钻头的岩屑破碎机理及可钻性的分形法

为满足优质高速钻井的要求,需要对岩石可钻性做出快捷、精确的判断。利用分形几何理论,研究了钻井过程中牙轮钻头的破岩机理以及岩屑的等破碎概率问题;依据Bond裂纹学说,提出了一种以井底返出的岩屑为对象的岩石可钻性测试方法,并建立了岩石可钻性极值和岩屑分形维数的关系模型。室内实验表明:微钻头岩石可钻性级值与破碎岩屑分形维数存在明显的相关性,由此制定了一个基于岩屑粒度分布分形维数表示的岩石可钻性预测指标。经现场检验,分形法确定岩石可钻性级值具有较高的精度。这表明钻井过程中上返岩屑的分形维数能反映岩石可钻性程度,可以用分形维数衡量岩石可钻性大小。     

新型钻井提速技术在南海东部古近系地层应用

针对南海东部海域恩平组、文昌组等深部古近系地层压实程度大、岩石抗压强度高,并且含硬夹层较多,地层可钻性差难题,为解决钻井作业过程中出现钻头吃入困难、机械钻速低、钻头磨损严重、起下钻频率高等一系列问题,提高对钻井效率和钻井成本控制。该文以南海东部某区块为例,通过总结以往常规钻头使用效果,并综合地层可钻性开展分析,优选出一套复合冲击器配合专用PDC钻头组合的新型钻井提速技术,并在深部古近系难钻地层进行现场应用和验证。结果表明,该钻井提速技术与邻井同垂深、同层位对比,机械钻速显著提高,钻井效率大幅提高。该钻井提速技术的成功应用可为后续类似难钻地层的提速提效提供技术参考。     

腰英台地区深井钻井提速技术

腰英台地区深井地层具有岩石可钻性差、井壁稳定性差、井底温度高等特点,因此钻速较慢,钻井周期较长。为加快该地区的勘探开发进度,降低钻井成本,在该地区进行了深井钻井提速技术研究。通过针对不同地层的多种PDC和牙轮钻头优选、井底动力钻具和复合钻井试验、新型射流式冲击钻井工具试验及深井抗高温防塌钻井液研究应用等方面的攻关研究,最终形成了一套适合腰英台深井的钻井提速技术。经过现场3口井的应用,取得了显著的提速效果,平均机械钻速提高13.7%,平均钻井周期缩短27.1%。新型钻井液体系的应用有效降低了钻井复杂时效,提高了井身质量,为钻井提速创造了有利条件。建议在该地区继续进行新工具新工艺的现场试验,最终形成一套完善的深井钻井提速技术。     

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针对复杂地区深井及超深井钻井基础参数难以求取的特点，近年来国内外钻井工程学者利用测井资料中蕴藏着大量的地层信息，对测井资料在钻井工程中的应用进行了深入的研究和推广。文章介绍了利用测井资料计算地层岩石力学特性参数、预测地层压力、计算地层岩石可钻性、提取钻井基础数据、进行钻头选型和预测钻井速度的原理、方法、现场应用和计算机应用软件的开发情况。并根据现场应用中反馈的信息，指出了研究就用中所存在的问题，同时展望了测井资料在钻井工程应用的发展趋势。     

马朗凹陷玄武岩层特性与钻头选型

马朗凹陷二叠系以下的火成岩以玄武岩为主,地层耐研磨性强、可钻性差,钻井过程中钻速低。对取自现场的岩心进行可钻性试验,建立了岩石可钻性模型,计算了牙轮钻头与PDC钻头可钻性级值,并结合钻头的结构特点进行了钻头优选。结果表明,对于该地区二叠系以下低钻速的玄武岩地层,选用推荐的钻头与其他钻头相比,机械钻速提高了50%以上,缩短了钻井周期,达到了优质快速钻井的目的,对玄武岩地层钻头选型具有重要的指导意义。     

温度压力对岩石可钻性和破岩效率影响实验

破岩效率低是深层超深层钻井面临的主要难题之一,受深部地层温度、压力影响,深层超深层钻头破岩效率与浅层钻井有较大差异。基于高温高压钻井模拟装置,测试分析了温度、压力对岩石等效可钻性级值的影响,通过温度20、150、300 ℃,围压25、50 MPa环境下钻头破岩实验,开展了破岩效率影响因素敏感性分析。实验结果显示:在温度、压力单因素作用下,花岗岩等效可钻性级值随温度升高而降低,随压力增加而升高;温度、压力耦合作用下,压力因素对花岗岩等效可钻性级值的影响大于温度因素,花岗岩等效可钻性级值升高1~2级。在20~300 ℃,钻头破岩效率均随温度的升高而增加,高钻压(800 N)下破岩效率对温度敏感性升高,高转速(50 r/min)下破岩效率对温度敏感性降低;在0~50 MPa围压范围,钻头破岩效率均随围压的升高而降低;在温度150 ℃、围压50 MPa环境下,破岩效率与钻压、转速正相关,且与转速近似呈线性关系,钻压、转速对破岩效率的敏感性大于温度、围压对破岩效率的敏感性。综合以上分析可知,高温高压地层钻井时,基于岩石可钻性级值优选或设计钻头时,应考虑温度、压力的影响,同时通过强化钻井参数,可经济有效地提升钻头破岩效率。     

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四川地区二叠多年来一直是最难钻进的地层，其机１ｍ／ｈ左右，国产各型钻头及进口钻头均被使用过，但效果不佳。本文对二叠岩性作了大量力学性质测定，得知了二叠系岩石的可钻性级值，硬度和塑性系数的类别，以及在围下二叠系岩石的破坏强度等。为研究二叠系岩石破碎有了最基本、最可靠的岩石力学参数，文章对近１０年四川地区二叠系已使用过的钻头进行了剖析，二叠系钻速慢也有钻头使用不当等原因，文章通过变各种齿形、齿矩、移轴