小间隙套管程序使用的底部钻具组合

减小分层套管柱之间的间隙能有效降低钻井成本。在海上深井钻井作业中 ,为维持表层套管和防喷器足够的额定压力 ,需要使用小间隙套管程序。小间隙套管程序采用的井底钻具组合主要有随钻扩眼器和可膨胀稳定器。详细介绍了新型随钻扩眼器和可膨胀稳定器的结构特点 ,并重点阐述了随钻扩眼器上反向喷嘴的功能。最后用实例说明了随钻扩眼器及可膨胀稳定器在墨西哥湾的应用情况 ,指出这种井底钻具组合的成功应用将促进小间隙套管程序的推广使用     

套管下扩眼器

美国Andergauge公司开发的一种独特的套管下扩眼器(商品名为Anderreamer),利用机械-液压联合驱动的切削块,在套管下面钻过大尺寸的井眼。一旦钻到套管鞋痕迹及随后的过大尺寸井段,切削块在起出井眼前就收缩起来。切削块是利用液压来扩展,可配上扩展稳定器,将该稳定器装在旋转总成上或转向马达上方,以控制井眼倾斜度。钻工可根据地层选择最佳钻头。扩眼器可一次钻过套管鞋及随后的过大尺寸井眼,还可边钻边扩眼,或扩大原先已钻井段的井眼。 切削块可为任何固定切削元件提供固定座。楔形榫切削块-心轴接头保证收缩可靠,减小井底钻具组合部件的应力和振动。由于同心平衡切削动作,未出现螺旋状的井眼。侧向力减小则增加了可转向能力。作业人员在美国得克萨斯州中部进行扩眼作业时遇到一些问题,便改用这种独特的216～235mm扩眼器,在310m深处从表层套管内钻进,然后继续钻251mm直井,一直钻到1654m的总深度,终于钻成一口尺寸均匀的标准井眼。 柳 君译自Hart＇s E&P 2000,73(4):82     

新型随钻液压扩眼器的研制

鉴于目前国内外随钻扩眼器存在的问题,以及不能满足海洋钻井技术要求的状况,研制了一种安全性和可靠性较高的新型随钻液压扩眼器。该液压扩眼器通过投球、憋压实现刀翼的收放。扩眼器直径为215.9mm,扩眼后井眼直径为254mm,误差小于5%,刀翼伸出力为15.533kN,刀翼的缩回力为55.477kN。现场应用表明,使用Φ215.9mm扩眼器扩眼后,井眼扩大率为20%～25%,能满足海洋石油钻探的要求。新型随钻液压扩眼器采用投球、憋压推动活塞高效运行的方法,使扩眼器刀翼伸出和收回的动作准确无误。     

华北油田小井眼侧钻井井身结构优化研究

针对华北油田Ф139.7 mm套管开窗侧钻井井身结构有进一步优化的空间、套管外环空间隙小、油井寿命短等技术难题,优化了全裸眼段扩眼和油层段扩眼两种井身结构。介绍了双心钻头和张开式扩眼工具的结构原理、适用性及现场应用情况。同时根据华北油田套管开窗侧钻井的特点,优选了液压张开式扩眼工具进行钻后扩眼,并推荐了最佳钻具组合。     

液压扩眼器喷嘴及扩眼方式优选方法

随钻扩眼中扩眼器喷嘴尺寸、钻头喷嘴尺寸及扩眼方式的选择对扩眼作业的成败有非常重要的影响,不合适的喷嘴尺寸会导致水马力不足、扩眼器刀翼不能有效张开、返屑不好等种种问题,不合理的扩眼方式会导致作业难度增加,甚至失败。本文探讨了不同扩眼方式的优缺点并对扩眼器喷嘴尺寸、钻头喷嘴尺寸的选择依据及计算方法做了介绍。     

可回收套管钻井关键技术及其应用

我国还没有关于深部钻井和大井段钻井的可回收套管钻井系统的相关应用和研究。为此,从套管钻井钻机、套管驱动系统、钻锁工具、井底钻具组合、导向钻头和井下扩眼器、固井装备等方面分析了套管钻井系统的结构特点及性能要求。同时指出可回收套管钻井技术与旋转导向和随钻测量技术结合可形成导向套管钻井技术,该技术可以很容易地进行定向控制,还可以减少甚至消除与滑动钻井相关的容积式液压马达的局限性问题。最后指出可回收套管钻井技术可以有效应对盐膏层和井漏等复杂情况,将在提高浅层油气藏开发效益,降低中深井钻井成本方面发挥巨大优势。     

油气钻井扩眼工具研究现状及发展趋势

随着技术的不断发展完善,扩眼作业已成为解决复杂深井阻卡、改良套管程序、提高固井质量以及降低钻井成本的重要手段。结合扩眼技术的分类和特点,着重论述了国内外扩眼工具的发展历程和目前处于主导地位的双心钻头、臂式和块式扩眼器的典型结构形式,给出了提高国内扩眼器技术水平的建议。国外公司在扩眼工具领域进行了长时间的研发,形成了较为系统的理论和系列化工具,而国内在此领域起步晚,需从计算机辅助设计、应用领域拓展和数据库建设等方面进行完善,逐步缩小与国外的技术差距。     

将我们带入21世纪的前沿钻井技术

能降低钻井成本的套管钻井用套管钻井可以降低钻井成本。以取消使用钻杆与节省花在无计划钻井作业上的时间（如侧钻、扩眼与反扩眼等）为目的，套管钻井技术可对如何钻进当前的油气井带来重大的影响。套管钻井是一个高风险、高回报率的研究与开发项目，ＡＲＣＯ公司的研究...     

Rhino XS8000型扩眼器在渝东南首次运用的认识

Rhino XS8000型扩眼器是斯伦贝谢Rhino XS系列扩眼器中的一款液压驱动的伸出式扩眼器,在川渝地区尚无使用的先例。包201-H1是一口位于忠县一丰都区块大耳山背斜核部的开发井,在韩家店组钻进时,由于地层破碎承压堵漏失败,决定通过增加一层?193.68 mm套管的方式封隔漏层,且斜井段狗腿度大于5°/30 m的井段长达137 m,套管接箍外径为206 mm,无法直接下入斜井段,决定选用Rhino XS8000型扩眼器将?215.9 mm井眼扩大至?241.3 mm。在扩眼施工过程中,通过对钻井液性能以及钻井参数优化等手段,最终完成扩眼工作并顺利下入套管,并取得了良好的固井质量。     

液压扩眼器设计及井下试验验证

为了降低小井眼钻井作业风险,提高固井质量,对152.4 mm井眼液压扩眼器结构原理和力学性能进行了研究,并制作了样机。152.4 mm井眼液压扩眼器主要由上接头、螺旋扶正套、环形剃刀组件、固定套、摩擦环及下接头等组成。对样机的压耗、刀翼张开、刀翼自动收回及强制收回等功能进行了验证,同时对扩眼效果进行了预评估。验证结果表明,该液压扩眼器的压耗约为1.38 MPa,小于计算的最大压耗1.96 MPa,满足现场作业需求;液压扩眼器能够实现正扩眼、倒扩眼和随钻扩眼作业,正扩眼和倒扩眼井径均达到190.5 mm以上,井径较规则,扩眼效果较好;在随钻扩眼中,刀翼张开最大扭矩达到14 kN·m。     

乐东221气田A14H井表层定向及扩眼钻井技术

为解决南海莺歌海盆地乐东 22-1 气田表层松软地层定向造斜扩眼钻进困难、邻井相碰及易产生新井眼等钻井工程技术难题,提出了一种先钻小尺寸领眼,再用新型三级固定翼扩眼器定向扩眼,然后下入套管的海洋表层钻井技术.结合随钻测量仪和电子陀螺测斜仪钻进乐东 22-1 气田A14H井表层时,先用φ250.8 mm钻具定向造斜、钻小领眼,再用φ254.1 mm×φ349.3 mm×φ444.5 mm新型扩眼器将领眼定向扩眼至φ444.5 mm,下入φ339.7 mm表层套管并固井.现场应用表明,该技术解决了丛式井表层防碰难题,保障了疏松地层的造斜钻进效果,防止了钻井中扩眼钻具对领眼井造斜效果的不利影响,对后续类似井的钻井具有一定的借鉴价值.      

随钻扩眼工具的研制与应用

随钻扩眼技术是近年来兴起的一项钻井新技术,其原理是采用随钻扩眼工具在套管下边钻边扩,最终实现井眼尺寸比领眼钻头尺寸大,以达到提高完井质量及解决复杂事故的目的。胜利油田钻井院研制开发了随钻扩眼工具JK215-237,介绍了随钻扩眼工具的结构及特点,详细叙述了该工具在垦628井现场试验情况,试验结果表明,JK215-237随钻扩眼工具结构合理,能够实现套管下边钻边扩,扩眼的结果能够提高完井质量,该工具的研制与应用对随钻扩眼技术的应用以及随钻扩眼工具的研制具有重要的指导意义。     

表层套管钻井技术在红山嘴油田的应用

为了降低钻井成本、减少井下事故,实现油气储量经济有效的开采,克拉玛依油田开展了表层套管钻井技术的试验研究,针对油田地质特点,立足于工艺及工具设备的自主研发,进行了套管钻井工艺及工具配套技术的研究,研制出套管悬挂器及随钻扩眼器,并在新疆准噶尔盆地红山嘴油田进行了4口井的现场试验,取得了较好的效果,平均机械钻速相对于常规钻井提高了92.2%。证明套管钻井技术经过完善后,可望达到降低钻井成本、提高效益的目的,具有广阔的发展前景。     

塔里木深井长裸眼扩眼技术

塔里木油田地质情况复杂,为了安全钻达目的层,对于一些复杂井要进行非常规套管程序设计,必须要有相应的配套钻井工艺技术。在?215.9mm井眼采用扩眼技术就是为了使?193.7mm无接箍套管能够顺利下入设计井深,塔参-1井使用水力扩眼器在?215.9mm井眼扩眼后,成功将?193.7mm无接箍套管下至6963.24m,段长1651.24m;在秋参-1井使用偏心钻头扩眼,成功将?193.7mm无接箍套管下至6271m,段长2800m,2种扩眼方式均取得了较好的扩眼效果,着重介绍了这2种扩眼方式的施工特点和技术要点。     

科钻一井侧钻作业设计与施工

科钻一井主孔取心钻进至井深3665m时发生扩孔器折断事故，由于井内掉块严重，导致多次打捞失败。在进行扩孔钻进前起出活动套管时又有大量套管扶正器扶正钢板落入井内，扩孔钻进时又有3个扩孔钻头的导向体落井，加上井眼局部严重扩径，落鱼打捞或处理难度非常大，决定侧钻绕障。由于水泥塞强度与地层岩石强度差别大，开新井眼困难，经慎重设计、精心施工，采取了合理选择侧钻点、正确设计造斜率和选配马达弯角以及采用小直径开窗、大直径扩孔、小钻井参数钻进等技术措施使得侧钻绕障一次成功，为主孔后续正常钻进奠定了良好基础。     

RWD随钻扩眼钻进的破岩机理研究

RWD随钻扩眼使钻井和扩眼过程一次完成，并满足大部分特定井身轨迹严格控制的要求，具有工具结构简单，无活动部件，扩眼尺寸稳定规则的特点，是解决复杂深井阻卡、非常规井身结构应用和提高固井质量的有效手段。随钻扩眼过程中，扩眼器与所扩地层之间的岩石力学耦合作用对随钻扩眼钻进破岩效果和扩眼器、钻柱的优化设计等至关重要。为此，建立了弹塑性有限元力学分析模型，运用莫尔－库仑强度准则，用数值分析的原理和方法模拟了随钻扩眼时扩眼器破岩的力学机理。并对井眼围岩变形和应力分析及强度进行了研究，为研究随钻扩眼的破岩规律和对扩眼器进行改进提供了一种方法和研究的基础。     

偏心扩眼器在中石油尼日尔项目首次应用

中石油尼日尔项目是西非“一带一路”建设的重点地区，Sokor泥岩地层、低速泥岩地层泥页岩发育，蒙脱石含量为11.24％，易水化膨胀导致井壁稳定性差（以缩径为主）、套管遇阻严重、电测工具下放不畅、事故复杂处理时间长，截止2020年底，遇阻遇卡共计73口井（占 29.4％），平均单井损失时间67.5 ｈ，严重影响钻井周期。针对尼日尔项目缩径难题，优选微扩眼器形成随钻扩眼钻具组合，分别在尼日尔Gololo, Dibeilla 和Koulele三个区块的4 口定向井进行偏心扩眼器随钻扩眼技术先导性试验。现场试验效果表明，试验井测井作业时在定向段没有遇阻遇卡点，偏心扩眼器可有效提高井眼扩大率 （平均井径扩大率由6.13 ％ ～10.43％ 提 高 至 12.35％ ～14.82％），同时可以破坏定向井段微狗腿和微台阶，从而减小测井及完井下套管作业阻卡风险。     

大庆油田套损井打通道加固技术

介绍了大庆油田近几年在套损井打通道加固技术方面取得的技术进步，在磨铣打通道技术上主要对钻铣工具的结构进行了优化设计及合理及合金刀块的优选组合，提高了磨铣效率，缩短了施工周期；在爆炸打通道技术中设计了安全隔爆装置，提高了施工的安全性，使爆炸扩径技术得到完善；Φ106mm密封加固技术的研制成功，取代了Φ100mm密封加固技术，为套损井修复后的完井工艺提供有效的技术支持，提出了大庆油田目前在套损井打通道加固方面存在的难题，结合国外在套损井打通道加固方面技术的新发展，对现有技术的局限性进行了分析，提出了今后技术攻关的方向。     

随钻扩眼钻压分配的双因素计算方法

随钻扩眼过程中扩眼器与领眼钻头的钻压分配关系对扩眼钻进工作状态具有重要影响。传统计算方法仅考虑扩眼器与领眼钻头的几何结构因素,精度不高,难以合理指导工具设计。为此,在充分考虑岩石特性、钻具切削结构双参数的基础上,提出一种计算随钻扩眼钻压分配关系的双因素法,以分析各因素对钻压分配的影响规律。理论计算表明,扩眼钻压比与扩眼器钻遇岩层强度成正比,与扩眼刀翼锐度成反比。这一结果与文献的试验结果基本一致,可用于指导随钻扩眼装置的设计和应用。     

侧钻井钻后扩眼技术

开窗侧钻定向井已成为复活停产井和报废井,降低老油田开发成本的有效手段,但由于环空间隙小,造成下套管困难、固井质量差等难题,制约了套管开窗侧钻井进一步大面积应用。开发了侧钻井扩眼技术,通过采取水力驱动式钻后扩眼工具使侧钻井段井眼扩大,改善了井眼状况,提高了侧钻井完井质量,在胜利、中原等现场应用几十口井,效果明显,对提高侧钻井完井质量,解决侧钻井应用推广慢的问题具有一定的借鉴意义。