国内外尾管钻井技术新进展

尾管钻井能够有效解决窄钻井边界、缩颈、漏失和井壁不稳定等钻井问题,减少钻井时间和降低作业成本,特别适用于深水和衰竭油气藏钻井。介绍和分析了国外尾管钻井技术的发展现状,包括Weatherford公司的钻头可钻式尾管钻井系统、Tesco公司的重复悬挂可回收式钻井系统和Baker Hughes公司的旋转导向尾管钻井系统,阐述了这些尾管钻井系统的结构、工作原理、性能特点和现场应用情况,同时概述了我国尾管钻井技术的研究现状,探讨了尾管钻井技术在我国的发展方向和应用前景。     

竞争和专用软件的开发促进了钻头设计的进步

世界知名钻头设计公司之间的竞争和专用软件开发促进了钻头设计的进步.Security DBS公司的Direction by Design软件可提供先进的钻头评价和工程设计来优化特殊钻井系统的定向性能;XR扩眼器利用活化/反活化系统提供了同心和同时扩径,它是唯一能把领眼或通径扩大50%的工具,井下振动最小,可靠性高;SPARTA和IBitS软件分别用于地层性能分析和优化钻头选型与设计.IDEAS是Smith国际公司的专利钻头设计和模拟软件包,能准确模拟整个钻井系统,模拟每个单独的切削齿接触地层的所有方式;DBOS On-Time是Smith公司的实时钻井优化软件,在传统软件基础上增加了新的功能.另外,本文还介绍了Hughes Christensen、Varel、 Ulterra、Tri -Max和Particle公司的新技术产品.     

美国Baker Hughes公司推出新型金刚石与三牙轮合成钻头

正美国Baker Hughes公司推出Kymera XTreme金刚石与三牙轮合成钻头,以更高机械钻速与更耐磨性能,帮助作业者降低钻井成本。迄今世界各油田使用钻头,多数为金刚石钻头或三牙轮钻头,使用二者混合设计方式的钻头较少。该钻头利用多晶金刚石的强度     

随钻扩眼新工具

美国Hughes—Christensen公司研制的井下钻头—扩眼器工具(Ream While Drilling),亦称随钻扩眼装置(RWD)。经Amoco公司在两口井进行了试验并获得成功。 该总成(见图1)是由一个普通钻头和一个扩眼刀具     

尾管快速下入技术分析及进展

传统下尾管作业时,为防止产生过高的激动压力并平衡管内外压力,下尾管速度往往较慢且需周期性的灌浆作业,作业效率较低。为此,国外公司开发了快速下尾管技术,在原有自动灌浆浮箍的基础上,研制了由导流阀及短节组成的尾管快速下入系统。阐述了尾管快速下入系统的原理,分别介绍了Weatherford公司、Halliburton公司、Baker Hughes公司以及TIW公司的尾管快速下入系统,并比较了它们的优缺点。从给定条件下的应用结果来看,Weatherford公司的尾管快速下入系统表现最佳,其下放速度约为常规下放速度的166倍。研究内容可为尾管快速下入技术在国内的应用提供参考。     

硬地层破岩工具最新进展

钻井速度慢、钻头寿命短、钻井周期长及钻井成本高等问题是制约深部地层和复杂地质条件下油气资源勘探开发速度和效益的主要技术瓶颈。介绍了国内外在硬地层钻头和辅助破岩工具方面的最新产品和技术,包括国外Smith公司的狗骨形楔形齿牙轮钻头、孕镶金刚石钻头和采用特殊工艺制造的PDC钻头,Novatek International公司的锥形PDC钻头,Baker Hughes公司的混合钻头,Ulterra Drilling Technologies公司的扭转冲击器,Weatherford公司的环形保径稳定器,国内江汉石油钻头股份有限公司的新型牙轮钻头、中石化西南油气分公司工程技术研究院研制的异形加长齿PDC钻头,以及中国石油大学(华东)研制的脉冲振动工具及井下钻柱减振增压装置,同时分析了各产品的性能特点及硬地层破岩工具的未来发展趋势。     

膨胀悬挂直连型尾管小井眼二开次钻完井技术

φ177.8 mm套管内的小井眼窄间隙井钻遇高压层、易坍塌地层及漏失地层时,若采用常规技术手段和井身结构则难以下入技术套管封隔漏失层实施二开次钻井及完井作业,若采用膨胀套管充当技术套管,构建"临时井壁"封隔复杂层将面临成本高、周期长等问题。为此,提出了悬挂直连型尾管代替膨胀套管的封隔方案,利用膨胀悬挂器悬挂大直径尾管和提供尾管头密封的优势封堵复杂层,然后下入随钻扩眼钻头钻至目的层,实现二开次完井。对随钻扩眼钻头和大通径膨胀悬挂器进行了设计,对尾管尺寸进行了优选,对固井附件和固井工艺进行了设计和优化。3口井的试验结果表明,该技术实现了二开次套管完井作业,能成功封隔漏失层,满足钻井及完井要求。     

随钻扩眼钻具组合与钻井参数优化研究

鉴于国内现有随钻扩眼系统钻具组合与钻井参数优化研究缺乏,同时考虑领眼钻头及扩眼器几何结构、地层岩石强度及钻井参数等3种影响因素的计算模型少有报道,以及扩眼系统扭矩分配比计算方法缺失等现状,通过建立模型分析了领眼钻头钻压和扭矩分配比随钻具组合、钻柱转速及地层强度的变化规律,进行了钻前不同扩眼钻具组合对比与优选以及随转扩眼...     

应用新型钻扩眼系统显著降低复杂井的钻井成本

在过去近２０年里，随钻扩眼工具的发展主要经历了“管下扩眼器＋钻头”－双心ＰＤＣ钻头－新型随钻扩眼系统的历程。９０年代中期所开发的新型随钻扩眼系统采用了两件式设计，没有活动部件，不存在金属部件掉落井下的风险，克服了常规管下扩眼器的缺陷；同时，又最大限度地减少了双心ＰＤＣ钻头作业过程中易出现的问题（扩眼段井径不一致、易出现振动损坏、定向控制不可预测，等）。这种新型随钻扩眼系统已多次在一些复杂井的钻井获     

井下导向扩眼钻井系统

本文对由钻头和井下马达下部的扩眼器构成的井下导向系统，从设计、作业、性能及各种约束等方面进行了论述。并对上部井段同时进行钻井和扩眼时，如何实施定向控制，以及在北海油田的现场试验情况进行了介绍。     

井下电脉冲辅助破岩钻井技术

正干热岩等深部硬岩地层钻进时的钻头磨损大,机械钻速低,采用常规钻具钻进时钻速为1.0～2.0m/h,使用寿命约50～60h。为此,德国德累斯顿工业大学、BAUER机械有限公司、Thomas Werner工业公司、BITSZ电子工业有限公司和Baker Hughes INTEQ公司合作研发了井下电脉冲辅助破岩钻井技术(EIT),     

新型三牙轮金刚石钻头用于降低钻井成本

<正>美国Baker Hughes公司推出Kymera XTreme金刚石与三牙轮合成钻头。该钻头机械钻速高,耐磨性能好,能帮助作业者降低钻井成本。迄今世界各油田使用钻头多数为金刚石钻头或三牙轮钻头,使用二者混合设计方式的钻头较少。此钻头在设计上综合了多晶金刚石的强度以及三牙轮钻头的精巧工艺,改善了上一代混合设计钻头的性能,提高了钻头的穿透性,延长了其运行寿命。此钻头的特点是易于根据实际使用目的与现场条件,包括地层类型与井眼孔     

非常规套管及钻头尺寸系列设计

南中国海莺－琼盆地的地层温度和压力高，压力层系多，地层破裂压力与地层压力的差值小，常规API套管尺寸系列不能满足钻井要求。提出了一种可下入8层的非常规套管尺寸系列和相应的钻头尺寸系列，还对扩眼钻具、尾管和尾管回接进行了设计。现场应用获得成功。     

PDC扩眼钻头的研制与试验

为了提高深井、超深井上部大尺寸井眼的钻井速度,常采用小钻头先钻一个井眼后再下入扩眼钻头扩眼的办法,由于改进牙轮钻头的难度较大。而PDC钻头在钻进软到中硬地层时具有钻速高、寿命长的特点,为此,在对深井大尺寸井眼的钻井特点、先钻后扩的破岩机理进行研究的基础上,研制了新型PDC扩眼钻头——PD6352SF- 311．1×444．5扩眼钻头。该扩眼钻头在DB1井φ444．5 mm井眼的平均机械钻速为21．68 m／h,与邻井莱深1井和郝科1井相比,分别提高了5．2％和38．0％,而且钻头起出后新度达80％,还可继续使用,从而进一步降低了钻井成本。     

APS RSM旋转导向钻井系统

<正>美国APS公司研制开发的RSM旋转导向钻井系统包括旋转导向和动力钻井2部分。该系统综合了旋转导向系统的导向能力和动力钻具的技术优势,可用于垂直、增斜和稳斜钻进。APS RSM旋转导向钻井系统具有以下技术特点:1)集成了动力钻具的功能;2)旋转导向工具的所有部件都随钻具一起转动;3)兼容各种型号的动力钻具;4)定向测定传感器距离钻头仅1.2m;5)旋转导向工具     

导向钻井系统在井眼轨道控制中的应用

由随钻测量系统、导向马达系统和优质高效钻头构成的导向钻井系统的开发和应用,实现了大斜度井井眼轨道控制过程中定向、增斜、稳斜、调整井斜和方位等的连续作业, 并随钻监测, 随时调整钻井参数和钻井方式。从数学和力学的角度, 对导向钻具组合进行变形分析, 进一步求出结构参数、工艺参数以及井身参数对钻头侧向力和工具造斜能力的影响, 从而实现导向钻具的优化设计。分析和探讨了导向钻具组合在实际应用中须注意的１０ 项要点。     

可膨胀扩眼钻头

美国Gauge公司开发成功一种可膨胀扩眼钻头，它可用于深水钻井。其可靠的球控机构可打刮刀的刃口，保证其在流体循环下使用，并可在刀刃变钝后中止循环。这一设计消除了早先的钻压、液流和底部钻具压力触发的不可靠性。其先进的领眼钻头设计，可在钻具组合中与可膨胀扩眼钻头同步，用户可同时钻进和扩眼，也可扩大早先领眼钻头所钻的井眼。     

配有“油藏数据包”的新一代钻井事故专家诊断系统

<正>当前钻井人员常用的钻井事故诊断软件多数不包括油藏模型与数据。美国Baker Hughes公司新推出配有"油藏数据包"的钻井事故专家诊断系统。该系统全面考虑钻井地层与目标区域油藏数据等多方面因素,能提出可行的钻井轨迹方案,保障钻井过程安全、高效。此系统还考虑力学模型与油藏模型,按照潜在的钻井事故区域,充分利用油气藏储层数据     

休斯新型扩眼钻头大幅提升井眼质量

美国休斯克里斯坦森公司新近推出一种能够用于钻水泥塞的新型随钻扩眼钻头(RWD2)，这种钻头可大大提高其本身的可靠性以及所钻井眼的质量。     

简讯

新型MXL三牙轮钻头美国休斯·克里斯坦森公司的新型MXL长寿命马达钻井钻头,在墨西哥湾和其他高成本钻井环境中大幅度提高了钻井的经济效益。这种钻头在密封可靠性、切削结构耐用性以及可配置水力系统方面的大幅度改进,使其井下工作时间更长,使钻井作业商更有信心将其用于较长的定向井段。该钻头的新型牙轮在使用水基钻井液时能够很好地防止钻头和井底泥包,具有理想的可操纵特性,并能够应用于多种扩眼设备。所有这些特征都使得这种钻头成为钻井高端应用中最适宜的一种钻井工具。在钻头水力结构方面,MXL钻头拥有几种不同的水力结构使之可…