乌夏断裂带二叠系岩石力学特性与钻头优选

准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带二叠系地层埋藏深度较大,岩性较复杂,岩石研磨性强、可钻性差。为解决在该地层机械钻速低、进尺短及钻头使用寿命短等诸多问题,根据已完钻井的钻井及测井资料,结合室内微钻头可钻性实验,对二叠系地层岩石力学特性进行了分析评价,确立了将单轴抗压强度、内聚力、内摩擦角和可钻性级值作为牙轮和PDC钻头选型的基础参数和选用标准,形成了适合于乌夏断裂带二叠系地层的钻头优选技术。     

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。     

高研磨性火山岩地层岩石可钻性计算

火山岩地层研磨性强,钻井过程中钻头磨损严重,钻头磨损变钝将会导致机械钻速的显著降低;通用钻速方程计算地层岩石可钻性级值的方法,没有考虑钻头磨损对机械钻速的影响,计算所得的地层可钻性级值偏高。通过建立高研磨性地层机械钻速与牙齿磨损量之间的关系模型,对通用钻速方程进行了修正。计算结果表明:钻头使用较长时间时,考虑钻头磨损和不考虑钻头磨损计算所得的可钻性级值存在较大差别,在高研磨性火山岩地层中,考虑钻头磨损所计算出的地层可钻性级值更为真实准确。     

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。      

钻头优选新方法及其应用

针对大港油田X区块地层特点、钻头选型的难题，利用现场测井资料及岩心实验结果建立了该区块岩石可钻性与声波时差、岩石可钻性与地层密度的单因素计算模型及岩石可钻性与多元测井参数计算模型，并利用多元测井参数与岩石可钻性的关系模型，对单一测井参数计算得到的岩石可钻性级值的误差进行了修正，建立了该区块横向地层岩石可钻性剖面及整个区块岩石可钻性纵向剖面，找出了该区块地层岩石横向及纵向可钻性变化规律，根据计算结果优选出适合于该区块的钻头类型，解决了钻井速度慢、钻井周期长的问题。     

川西须家河深层岩石力学性质及可钻性研究

川西须家河深层岩性致密,石英含量高,研磨性强,硬度高,可钻性差,钻井机械钻速普遍很低,严重制约了川西地区深层油气勘探开发事业的发展。文章通过大量的室内试验研究,获得了岩石抗压强度、研磨性、硬度等岩石力学性质和可钻性参数,并通过对岩石的可钻性级值与测井资料之间的相关性分析,拟合出适用于这一层位的PDC钻头可钻性分析预测函数。并通过对岩石力学性质剖面曲线的分析研究,总结出了川西须家河深部地层对PDC钻头工作性能的几点要求,为深入开展PDC钻头个性化设计提供了重要的理论依据和指导思想。     

松南气田深部地层可钻性级值研究

松南气田深部地层岩石可钻性差给钻井工程带来很大难度。为提高钻井速度,降低钻井周期,此次研究在分析现有典型岩石可钻性级值确定方法不足之处的基础上,选择钻速方程法来研究松南气田地层可钻性级值,建立了该地区纵向地层岩石可钻性剖面,以此为依据优选的钻头经现场应用取得良好的效果。通过计算出的地层可钻性,推荐了松南气田泉头组和登娄库组的钻头类型。实钻结果表明,推荐的钻头较前期使用钻头的平均机械钻速提高30％以上。     

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。     

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.     

英买力地区岩石抗钻特性岩性预测和地层可钻性剖面研究

测井资料、地震资料和录井资料一样,蕴含着大量的地层信息,通过对其进行分析和处理,可以提取地层岩石的岩性、相关岩石力学特性以及其它一些对钻井工程有用的信息。为此,利用综合资料法（包括地震、测井、钻井和实验室资料等）进行地层抗钻特性评价、岩性预测和地层可钻性剖面的研究,得出地层的抗压强度、抗剪强度、硬度、研磨性、牙轮和PDC钻头的可钻性级值等力学参数,运用神经网络法进行地层岩性预测,同时利用Matlab强大的数学计算功能,利用几口已钻井的资料分地层拟合出可钻性剖面图。将研究成果应用于英买力地区的钻井设计和施工取得了良好的效果。     

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。     

利用测井资料评价岩石可钻性研究

岩石可钻性是优选钻头，制定生产定额以及降低钻井成本的基础。因此，可靠、快速、低成本地预测岩石可钻性显得尤其重要。文章在分析对比现有岩石可钻性预测方法的基础上，探讨了岩石可钻性与测井参数间的关系，开展了利用测井资料和实钻井录井资料相结合预测岩石可钻性的方法研究。结果表明，利用测井资料及其导出资料和实钻井录井资料结合计算岩石的可钻性，进而开展钻头选型的方法，可以克服室内微钻头实验法中由于岩心数量有限且实验用岩心为完整岩块，不能代表整个岩体性质的缺陷，实现快速实时地在矿场实现地层的可钻性预测。研究也表明，现有的仅仅依靠声波时差曲线进行地层可钻性预测的方法，不能惟一地确定地层的可钻性。因此，必须综合应用多种资料，除声波测井资料外，一般还应该包含反映地层岩性的岩石物理参数。文章以L工区为例，研究了岩石物理参数对地层可钻性的影响和作用。     

砂砾岩地层钻头合理选型研究及应用

莫里青地区所钻遇地层含砾岩层多,下部地层的岩石成岩性好,胶结致密,研磨性强,可钻性差,机械钻速较低,为提高该地区钻头的进尺和钻速,开展了钻头类型优化研究。利用测井资料和钻头使用资料相结合的方法,首先对该地区的测井资料进行处理分析,得出地层的抗压强度、抗剪强度、研磨性及可钻性等力学参数,然后根据已使用钻头情况,建立钻头数据库。利用钻头类型与地层之间的匹配关系模型,结合地质、测井和钻井资料进行钻头合理选型,得出了钻头优选结果,并进行了现场应用,取得了较好的效果。     

空气/氮气钻井技术在徐深28井的成功实践

大庆油田深部地层成岩性好、研磨性强、岩石可钻性级值高、硬度高，致使常规钻井机械钻速低、钻头磨损严重、钻进周期长，为此在徐深 28 井开展了气体钻井试验。通过地质分析，选择了适当井段并进行了井身结构设计，通过采取使用满眼钻具组合、优选钻头、优化钻井参数、确定注气排量一系列技术措施，在保证井身质量的同时，实现了防斜打快的目的。现场试验表明:在产层应用纯氮气钻井为今后大庆深井产层进行纯氮气钻井提供了科学依据；通过应用空气钻井所需最小排量的确定方法和气举过程等相关技术，进一步完善了的大庆气体钻井技术，加快了徐家围子地区深井的勘探开发速度。     

库车坳陷山前构造超深井岩石可钻性研究

根据地层岩石可钻性级值预测钻井速度、制订钻井计划是科学钻井的一项重要内容。精确地预测地层可钻性是实现超深井优质高效钻井的重要基础之一,对提高钻井速度、降低钻井成本具有十分重要的意义。应用数理统计的方法,依据库车坳陷山前构造已完钻井的钻井、录井、测井资料,以及室内微钻头可钻性实验数据统计分析,建立了库车坳陷山前构造超深井横向、纵向地层岩石可钻性剖面,较精确地预测了地层可钻性级值,满足了现场钻井工作的需要。并编制了设计计算软件,现场应用表明预测值与实测值误差为5%～8%,具有广泛的推广应用价值,对于不同地区、不同构造,应对地层岩石可钻性剖面进行修正,以获得最佳的技术经济效益。     

东营凹陷中央隆起带北部深层钻井技术难点与对策

东营凹陷中央隆起带北部深层钻井存在地层倾角大、地层岩石可钻性差、钻头选型困难、盐膏层发育、地层压力系统复杂、地层温度高等技术难点,导致机械钻速低、钻井周期长。为此,胜利油田提出了以下技术对策:开展地层岩石可钻性研究,优选钻头;利用“PDC钻头＋螺杆钻具”进行复合钻进;进行旋冲钻井技术、井底涡轮增压钻具配合超高压射流钻头钻井试验;推广应用气体钻井技术;优选钻井液体系。现场应用和试验结果表明,所提出的技术对策可行、有效,并在应用和试验过程中形成了东营北带深部地层钻井提速配套技术。      

胜科1井钻头选型与应用效果分析

完钻井深7 026 m的胜科1井是我国东部油区目前最深科学探索井,在施工中除因复杂多变的地层孔隙压力致使其井身结构复杂、施工难度增大外,上部厚盐膏层、软泥岩和深部地层在高温、高压条件下可钻性变差等,极大制约了钻井速度的提高。为提高钻井速度,利用室内试验和测井资料建立了地层可钻性剖面和地层可钻性预测剖面,应用钻头技术效益指数最高的经验钻头选型方法对钻井资料进行了统计分析,根据地层可钻性剖面和统计分析结果推荐了与胜科1井地层相适应的钻头初步选型方案,给出了该井三开后的钻头选型推荐方案和建议。对钻头选型方案实施过程进行了跟踪并对所选钻头的使用效果进行了分析。分析结果表明,虽然钻井速度得到了提高,但没有达到预期的目标,应进一步进行深部地层岩石工程力学特性和钻头选型的研究。     

西湖凹陷中央洼陷区下部地层岩石力学特征与可钻性实验研究

东海西湖凹陷中央洼陷区下部地层(玉泉组及以下地层)钻进速度低,严重影响了建井周期,因此认识该地区下部地层岩石力学特征是解决钻头优选、井壁稳定评价、钻井优化等关键问题的基础。开展了东海西湖凹陷中央洼陷区下部地层岩石力学特征与可钻性实验,并根据岩石强度、可钻性与声波时差的关系建立了井底围压条件下岩石强度与可钻性剖面。实验结果表明,该地区井深大于3 000 m的地层岩石单轴抗压强度50~80 MPa,无围压条件下岩石可钻性级值5.7~6.5。模型计算结果表明,无围压条件下该地区井深小于2 500 m的地层岩石可钻性级值小于4,井深3 600 m时岩石可钻性级值达到6以上;井底围压条件下该地区井深大于3 600 m的地层岩石可钻性级值达到8~10。上述结果对于认识东海西湖凹陷中央洼陷区下部地层难以钻进的原因以及解决钻头选型和深井钻速提升等问题具有指导意义。     

东海深部地层岩石可钻性预测方法研究

东海深部地层中部分井PDC钻头与地层性质匹配性不足,导致机械钻速低、钻头磨损严重等问题发生。以室内岩心微钻实验数据为依据,首先建立了测井参数预测岩石可钻性的非线性多元回归模型,同时利用多种人工神经网络方法对岩石可钻性进行了预测,结果表明非线性多元回归模型预测岩石可钻性与常规BP神经网络、级联BP神经网络、径向基RBF神经网络、BP-RBF双级联神经网络模型预测结果均具有较高可信度,但BP-RBF双级联神经网络模型预测效果最好,更适合于东海深部地层岩石可钻性预测。本文研究结果可为东海深部地层岩石可钻性预测及钻头选型提供借鉴。     

东海深部地层岩石可钻性预测方法研究北大核心CSCD

东海深部地层中部分井PDC钻头与地层性质匹配性不足,导致机械钻速低、钻头磨损严重等问题发生。以室内岩心微钻实验数据为依据,首先建立了测井参数预测岩石可钻性的非线性多元回归模型,同时利用多种人工神经网络方法对岩石可钻性进行了预测,结果表明非线性多元回归模型预测岩石可钻性与常规BP神经网络、级联BP神经网络、径向基RBF神经网络、BP-RBF双级联神经网络模型预测结果均具有较高可信度,但BP-RBF双级联神经网络模型预测效果最好,更适合于东海深部地层岩石可钻性预测。本文研究结果可为东海深部地层岩石可钻性预测及钻头选型提供借鉴。