气体钻井关键点携岩机理的研究

气体钻井能够有效地提高机械钻速,但在关键点处携岩问题成为气体钻井发展主要问题之一。气体钻井过程中,由于在关键点处截面积突然增大,使得岩屑不易带出地面,严重影响携岩效率,导致卡钻等井下复杂情况发生。文章基于流体力学局部损失理论和岩屑扰动带高度基础上,对气体钻井过程中的关键点携岩基本规律和有关理论计算方法进行了研究。解释了气体钻井过程中影响关键点携岩能力的面积变化和流速等相关因素,为钻井设计和施工提供了相关的理论。     

虚拟强度指数优化钻井技术的发展与应用

随着勘探开发的不断深入,新的钻井技术难题不断出现,对钻井速度的要求也越来越高.钻探过程中影响钻井速度的因素很多,尤其是钻井参数的影响最明显,因此合理选用钻井参数非常重要.通过调研不同的钻井参数优化模型,优选出了较为完善的虚拟强度指数(VSI)法.利用相关软件,实时采集转盘转速、扭矩、钻压等钻井参数,计算出VSI曲线,然...     

青西地区防塌钻井液体系的研究与应用

通过室内X-衍射、钻屑回收率和膨胀率实验,得到青西地区地层黏土矿物分布规律,并建立了黏土矿物剖面。实验结果表明,地层黏土矿物呈M形分布,要求钻井液在上部地层应具备强抑制性,下部应具备封堵防塌能力,为不同井段钻井液性能的维护处理提供了科学依据。针对青西地层岩性特点和钻井液技术难点,结合使用的几种不同钻井液体系情况,开展了抑制剂、降滤失剂和高温稳定剂室内评价,优选出抑制性最强和封堵防塌能力最高的阳离子钻井液体系。其配方为4%膨润土+0.4%K-HPAN+0.6%SMC+0.4%HS-1+0.3%CHM+0.3%NW-1+2%SMP+2%PSC+4%SPNH。30余口井的现场试验结果表明,井下复杂和事故大幅度降低,钻井周期明显缩短,与使用前相比,复杂损失率由4.50%降为1.62%,平均机械钻速提高了26.88%,钻井周期缩短40.54%,且钻井液性能易于维护,操作简单,满足安全快速钻井的要求。     

国内外钻完井技术新进展

页岩气、致密油/页岩油、致密气、深水、极地等的勘探开发活动推动了全球钻完井活动持续回升,促进了水平井、工厂化作业等钻井技术,以及快速移动钻机、深水钻机、极地钻机等钻井装备的快速发展。国外近年来在高效起下钻机和高运移性钻机,复合钻头、微芯钻头及高效辅助破岩工具,井下实时大容量信息高速上传,实现造斜段和水平段一趟钻的高造斜率旋转导向技术,可折叠连续管,钻井远程传输与实时优化,连续循环系统,控压钻井,高温油基钻井液、新型水基钻井液和新型堵漏技术等方面取得显著进展。国内在万米钻机及配套装备、MWD/LWD/EMWD/近钻头地质导向系统、连续管技术与装备、控压钻井、垂直钻井、随钻温度压力测试等方面也实现重要突破,推动了钻井技术与装备不断进步。     

脉冲射流提速技术试验研究

研究采用螺杆+频率可调脉冲提速工具+PDC钻头的钻具组合,此钻具组合可以充分发挥螺杆旋转带动钻头高速破岩和脉冲射流高效清岩的效应,最终实现提高机械钻速、提高钻头进尺、缩短钻井周期的目的。同时分析了频率可调脉冲提速工具结构和脉冲射流提速机理。通过三个区块三口井现场试验结果表明,脉冲射流技
术提高复合钻井机械钻速33.14%~56.64%,缩短钻井周期32.17%~43.91%。频率可调脉冲提速工具结构简单、性能可靠、提速效果好,与螺杆+PDC钻头形成的钻具组合应用经济效益显著,具有较广泛的推广价值。     

中国石油深井、超深井和水平井钻完井技术进展与挑战

深层、超深层和非常规成为我国油气勘探开发的重要增储上产领域,“十三五”以来,工程技术围绕“五油三气”六大盆地勘探开发重点和高温高压、窄密度窗口等钻井提速难点,通过持续攻关,取得了一大批技术成果。深井、超深井、非常规水平井钻完井关键技术快速发展,形成了以非常用井身结构优化、安全高效优快钻井、抗高温钻井液、精细控压钻完井、膨胀管等为核心的关键技术,成功实施了一批标志性超深井的钻探作业。研制了大功率顶驱、一体化地质导向系统、绿色经济储层改造等装备工具,研发了耐高温高性能井筒工作液、高效防漏堵漏材料等核心助剂,加快了非常规油气资源的低成本、规模效益开发。深井钻深能力突破9000m,水平井水平段长度突破5000m,一趟钻进尺最长3700m,部分指标比肩北美,助推了塔里木富满、四川双鱼石、大庆古龙等大型油气田的发现与开发,为提高油气资源开发力度和效益提供有力的工程技术支撑。随着油气勘探开发不断推进,钻井面临的工程地质风险、新的挑战仍然不断出现,还需进一步开展地层压力精确预测、井身结构优化拓展、井眼轨迹控制、抗高温工作液体系、高效破岩与提速工具、地质工程一体化等攻关研究,以实现钻井关键技术与装备的不...     

铁改性花生壳生物质的制备及其对磺胺甲恶唑的光催化性能

光催化是去除水中污染物的有效方法,然而传统基于金属氧化物的光催化剂通常光催化活性有限且价格较高.针对这一问题,以废弃花生壳为原料,氯化铁为改性剂,利用简单的水热法制备了铁改性水热炭(Fe-HC);采用扫描电子显微镜、X射线衍射以及漫反射光谱等技术对光催化剂形貌、结构和光学性质进行了系统表征;以典型抗生素污染物磺胺甲恶唑(SMX)为目标污染物,使用氙灯模拟太阳光源,评价了Fe-HC的光催化性能.结果表明,在可见光照射下未改性水热炭在360 min内仅去除27.1％ 的SMX;而Fe-HC对SMX的去除率明显提高,360 min内可达到83.3％.Fe-HC具有更宽的光谱吸收范围,5次循环使用后对污染物的去除率为58.9％.     

基于VBA的钻井井场计算工具的开发

电子报表虽然不是新事物,但深入应用却有着广阔的空间,尤其在钻井井场计算工具的开发和钻井工程报表的自动生成方面。文中论述了三种Excel应用层次——单元格计算、内置宏计算和VBA二次开发,并辅以实例加以说明,展示了不同场合下的计算解决方案,试图为井队基层的信息化提供一种易于掌握、便于推广的方式。     

基于钻速模式的PDC钻头切削齿磨损监测新方法

为了对PDC钻头切削齿的磨损程度进行实时定量监测,优选了适合PDC钻头的钻速方程,通过分析切削齿切削轨迹长度、切削齿磨损体积及机械钻速之间的关系,建立了相对磨损系数的迭代模型,提出了随钻PDC钻头切削齿磨损监测新方法。以玉门油田、青海油田及西南油气田使用PDC钻头所钻井的测录井数据为基础,对模型进行了验证。分析结果表明:基于钻速模式的PDC钻头切削齿磨损监测新方法计算的相对磨损系数与起钻后实测的钻头磨损数据较为接近,计算值与实测值的平均相对误差为11.60%;新方法能够较准确地对PDC钻头切削齿的磨损程度进行检测,为及时调整钻井参数、复杂地质情况预警和更换钻头提供依据。所得结论可为随钻PDC钻头的磨损程度判断提供参考。     

微颗粒强化射流空化及破岩能力研究

深井、超深井钻井面临地层强度高、机械钻速慢等挑战，利用射流空化作用辅助破碎岩石为深井提速提供了新方向。为此，提出了利用微颗粒降低空化临界负压，提高空化强度的技术思路。采用高速摄影和水听器，证实了微颗粒对射流空化的强化作用，并通过冲蚀破岩试验探索了微颗粒直径、质量分数及喷距对空化射流破岩能力的影响规律。研究结果表明：微颗粒的存在可提供额外的空化核，同时降低了空化初生难度，可提高井底射流的空化强度；随着微颗粒质量分数的增加，空泡云趋于稳定，空化的周期性特征逐渐消失，微颗粒的磨蚀作用和空泡的冲蚀作用将在岩石表面共同形成辅助破岩效果；随着喷距增大，空化破坏作用先增加后减小，无因次喷距为100时空化射流冲蚀效果最佳；优化设计钻头水眼到井底岩石的距离，是保障空化射流辅助破岩效果的关键。研究结果可为提高深部难钻地层射流辅助破岩效率提供参考。