自激振荡式旋转冲击钻井工具在深井钻井中的应用

为进一步提高塔河工区深井、超深井的机械钻速,在该区块试验了旋冲钻井技术。TH10435H井和TH12272井深部井段使用旋冲短节配PDC钻头,取得了良好的提速效果。TH10435H井使用井段:1804~5141.57 m,总进尺3337.57m,纯钻时间165h,平均机械钻速同比提高16.1%;TH10272井使用井段:5172~6318m,总进1146m,总纯钻时间200.6h,机械钻速同比提高11.96%。TH10435H、T12272井应用结果验证了该技术在深井超深井的适用性,为塔河工区深部地层钻井提速探索了新的途径。     

川西地区高压天然气深井钻井完井技术

川西地区天然气储层埋藏深，纵向上普遍存在多个产层和异常高压气层，钻井过程中易出现井喷、井漏、井眼坍塌、卡钻等井下事故和复杂情况。针对复杂的地质条件，开展了技术攻关和现场试验，逐渐形成了包括深井井身结构设计、深井钻井液技术、储层保护技术、高压井控技术、深井长裸眼井段固井技术的深井配套钻井完并技术，并试验应用了包括螺杆钻具＋PDC钻头、深井PDC钻头、旋冲钻井技术、涡轮钻具等提高深井钻井速度的新技术、新工具。近年来，该地区高压天然气深井钻井速度、固井质量不断提高，井下事故及复杂情况不断减少，未出现井喷失控的重大事故，加快了该地区天然气勘探开发速度。     

深井大直径井段的钻井问题研究

随着深井数量的增加,深井上部大直径井段钻井速度慢的问题日益突出.在系统分析了大直径井段中普遍存在的钻井问题的基础上,指出当前深井大直径钻井技术的根本问题是钻井工具、钻头、钻井装备与大直径井眼的工艺要求不相适应.在软地层中主要表现为:沿途水力损失很大,水功率利用率极低,导致井底水功率很低,井底和钻头清洗不良,影响机械钻速.在致密地层和砾石层中主要表现为:钻压不足,导致机械破岩能量明显不足,同时大尺寸钻头结构设计不合理,破岩效率低.提出了解决深井大直径钻井问题的具体措施,对提高深井钻井速度具有一定的指导意义.     

合理优选PDC钻头是提高深井机械钻速的有效途径

提高深井机械钻速是一个复杂的综合性课题,它不仅受地质条件的影响,还要受地面设备、钻具、钻头选型、钻井液密度和钻井参数等多种因素的影响。在研究分析盐城1－2井、盐城2井、盐城4井等多口井使用PDC钻头极大提高机械钻速的基础上,认为合理优选PDC钻头是提高深井钻速的有效途径。     

优快钻井技术在中江中深井的应用

表层井漏、中深层井壁失稳、机械钻速低、钻井周期长是四川盆地西部中江中深井普遍存在的问题。通过优化井身结构、优选钻头类型、优化钻井参数以及防塌、堵漏等措施的研究和应用,形成了一套适合中江中深井的优快钻井技术。这些技术的采用较大幅度提高了中深井钻井速度,有效预防了复杂事故的发生。     

提高徐家围子深井钻井速度的优化钻井技术

针对松辽盆地徐家围子深部地层的特征，在分析该地区钻井技术难点的基础上，摸索出了一系列技术对策：对钻头结构进行了改进和优选、强化钻井参数，不断完善和提高钻头和钻井参数优选方案；积极开展该地区钻具失效预防，采取强化钻井参数措施和复合钻井技术，全面推广新型钻井液体系和欠平衡钻井配套技术的应用。为安全高效、快速优质地钻好深井，从优化井身结构、采用低压、负压技术、推广应用复合钻井技术等方面，寻找出了一套经济实用的提高深井机械钻速的措施。     

深井大直径井段的钻井问题研究

随着我国深井数量的增加,深井上部大直径井段钻井速度慢的问题日益突出。在系统分析了大直径井段中普遍存在的钻井问题的基础上,指出当前深井大直径钻井技术的根本问题,是钻具、钻头、钻井装备与大直径井眼的工艺要求不相适应。在软地层中主要表现为:沿程水力损失很大,水功率利用率极低,导致井底比水功率很低,井底和钻头清洗不良,影响机械钻速。在硬地层和砾石层中主要表现为:钻压不足,导致机械破岩能量明显不足,同时大尺寸钻头齿面结构设计不合理,破岩效率低。文中提出了解决深井大直径钻井问题的具体措施,对提高深井钻井速度具有一定的指导意义。     

井下动力钻具配合高效钻头提高钻井效率的实验研究

深井和超深井钻井中普遍存在着机械钻速低、钻头用量大等问题,这在很大程度上归咎于所采用的钻井方式上。由于“转盘钻＋牙轮钻头”限制了钻头转速的提高,影响了钻头单位时间内的切削次数,进而制约了钻速的提高,因此转换钻井方式,采用高转速的井下动力钻具配合高效钻头无疑是加快深井段钻速的主攻方向之一。据此,在青海油田冷科１井三个井段上进行了“螺杆钻具配合高效钻头”提高钻井效率的实验研究。第一次在３７２７ｍ～３７５１ｍ井段进行,进尺２４ｍ,平均机械钻速０８７ｍ／ｈ,比四开以后使用最好的牙轮钻头钻速提高２０８３％;第二次在３７５７ｍ～３８９９ｍ井段进行,进尺１４２ｍ,平均机械钻速１２７ｍ／ｈ,比四开以后使用最好的牙轮钻头钻速提高７５８３％,进尺提高近３倍;第三次在４２００ｍ～４３０５ｍ井段进行,进尺１０５ｍ,平均机械钻速０７４ｍ／ｈ,比同等条件下的牙轮钻头钻速提高６０８７％。实验结果表明：使用井下动力钻具配合高效钻头不仅能够提高深部井段中的机械钻速,而且还可以大幅度提高单只钻头的进尺,从而达到提高钻井效率的目的。     

深井钻井参数多目标可靠性优化

在多元随机钻井模式理论的基础上，提出了深井钻井参数多目标可靠性优化方法。松辽盆地北部地区深井钻井实践表明，利用可靠性优化方法可使机械钻速提高１倍左右。通过与实钻值对比分析，预测的钻头进尺、机械钻速和钻头寿命可靠度均在９５％以上，其中机械钻速平均相对误差为４．８％。     

川西深井提速的实践与认识

通过川西深井钻井提速的现状、存在问题分析,结合已开展的新工艺、新技术、新工具的应用效果,提出了川西深井钻井提速要发挥钻井设备、钻井参数优选、欠平衡技术和高效PDC钻头的应用等技术集成和加强组织管理来实现。实践表明,该钻井配套技术已使钻井周期和机械钻速两项指标与2006～2007年已钻井相比有了较大的提高。实钻表明,新型PDC钻头复合钻井及欠平衡钻井技术是川西深井提速的关键,科学的组织管理是川西深井井钻井提速的有力保障。     

塔河油田大尺寸井眼提高钻井速度初探

塔河油田的深井、超深井数量日益增多,上部大尺寸井眼机械钻速低的问题十分突出,而且已经影响到全井的钻井周期和钻井成本,甚至影响到油田勘探开发的速度.详细分析了影响深井钻井速度的主要因素,指出大尺寸钻头型号少、机械破岩能量不足、水力能量小、井壁失稳、钻井设备能力有限、钻井液维护处理难度大等是深井钻井机械钻速低的主要原因,并从优选钻头、应用大尺寸钻具、应用井下动力钻具、优选钻井液体系等方面给出了提高机械钻速的主要技术措施.     

元坝区块超深井钻井提速关键技术应用

元坝超深井提速受大尺寸井眼长、致密性硬地层多、同一裸眼井段压力体系多且差异大、深层地层高温、高压、高含硫等因素制约,机械钻速提高困难,钻井周期长。为此,对空气钻、个性化PDC钻头选型及井下工具、预弯曲钻具组合、钻井液体系等方面进行优化,形成了一套元坝区块超深井提速模板。现场应用表明,元坝701井通过空气钻和个性化PDC钻头实现陆相地层提速,在须家河组地层最高机械钻速达2.02 m/h。在易斜地层使用小度数螺杆的预弯曲钻具组合,相比常规钻具组合能更好释放钻压,在防斜和提速方面达到平衡。     

VTK垂直钻井技术在海拉尔油田的应用

海拉尔油田地层倾角大、地下断层多、自然造斜能力强,采用轻压吊打或弯螺杆纠斜方法,不能解决井斜等问题。为此,引进了贝克休斯的VTK垂直钻井系统,同时优选了与其相适应的钻头、钻具组合及钻井液体系。该技术现场应用15口井表明,在易斜地层,可以有效控制井斜、解放钻压,全面提高机械钻速。     

长庆气田水平井PDC钻头防泥包技术

为实现长庆气田水平井钻井提速的目的,在斜井段中试验了PDC钻头,但均不同程度地发生了钻头泥包的问题。经过广泛的调研分析,找到了导致PDC钻头泥包的主要因素--钻井液问题,另外还有地层、钻井参数、PDC钻头流场设计等影响因素。为此,从强化钻井液抑制性出发,研制出了双钾盐聚合物钻井液体系并在现场应用获得成功,较好地解决了PDC钻头泥包问题。其中GP12 6井实现了斜导眼水平井单只PDC钻头穿越5套地层,平均机械钻速达11.25 m/h,起下钻、电测和下套管等作业均安全顺利完成。     

基于比能理论的钻头工作状态监测方法

钻头工作状态是影响钻井机械钻速和钻井效率的重要因素之一,而钻头的地下工作环境具有高隐蔽性和不确定性,一旦出现异常,很难在第一时间被现场施工人员发现.文中分析了钻头工作状态的影响因素,利用Farrelly等人提出的比能法,通过多元线性回归模型计算钻头扭矩,得到钻进过程中钻头比能值监测的工程简化模型.比能监测值的异常变化,...     

国产垂直钻井系统在永川地区的首次探索试验

永川地区是中国石化深层页岩气勘探开发新阵地,整个陆相地层砂泥岩交互频繁,易井斜,通常采用“轻压吊打”保证井身质量。但陆相深部地层自流井组须家河组富含石英砂岩,需要释放钻压才能提高机械钻速,防斜与打快矛盾突出。为了解决上述难题,在YY5-1HF井首次引进了国产垂直钻井系统。现场应用表明,井斜控制在0.73°以内,机械钻速提高了158.85%,为区块低成本防斜打快找到了新的技术手段。     

冲旋钻井机械钻速仿真研究

结合三牙轮钻头有关的理论,建立了冲旋钻井钻头的真实数学模型、真实井底模型和钻头牙齿与井底岩石互作用模型,用计算机仿真方法预测出了冲旋钻井机械钻速.应用结果表明,该模型可靠,计算结果与实际机械钻速基本一致,这些仿真模型可用于冲旋钻头优化设计和钻井参数的优选.     

元坝124井超深井钻井关键技术

元坝地区地质因素复杂,存在陆相地层厚度大、砂泥岩互层频繁、可钻性差以及自流井组-须家河组地层超高压、压力窗口窄等特点,所钻井普遍存在溢流、井漏、垮塌等复杂和事故,机械钻速低,施工周期长。元坝124井是元坝地区的一口重点预探井,钻井过程中先后实践应用了气体钻井、控压钻井等多项新技术,创造了元坝区块钻井周期最短、机械钻速最高等多项记录。除了我国超深井自身气体钻井、控压钻井技术水平较以前有了大幅度提升外,下部陆相地层引进了Smith公司"孕镶金刚石钻头+涡轮钻具"技术、海相地层应用了"国民油井抗高温螺杆+贝克休斯高效PDC钻头"复合钻井,显著提高了机械钻速,有效缩短了该井钻井周期。该井平均机械钻速2.8m/h,钻井周期253.84d,是目前元坝地区钻井周期最短的一口。     

欠平衡钻井技术的应用

介绍了胜利油田在2口井上采用欠平衡钻井的情况,讲述了欠平衡钻井的技术特点和开展欠平衡钻井需要考虑的问题以及一些解决问题的方法,为以后欠平衡钻井技术的应用提供了一些实践经验。     

削减PDC钻头泥包提高机械钻速的技术途径

采用PDC钻头与水基钻井液配合方式钻进泥页岩地层时,如何防止钻头泥包成为提高钻速的一大技术难点。为此,首先介绍了国外水基钻井液和水基钻井液添加ROP增速剂的钻头提速室内模拟实验取得的成果;然后用典型实例分别评述了PDC钻头优化（结构、氮化处理）以及在泥岩段地层中应用水基钻井液添加ROP增速剂的提速效果。考虑到钻井液的费用和环保问题,认为加入ROP增速剂的水基钻井液配合抛光PDC钻头将是软泥岩地层提速的有效技术途径,其应用一定会有更广阔的前景。