KT178型取心钻具在共和干热岩钻井中的应用

青海共和盆地干热岩资源富集于花岗岩地层,硬度高,研磨性强,部分层段裂隙发育,取心困难.针对干热岩地层和取心需求特点,研制了一套KT178型取心钻具,并配套设计了孕镶金刚石取心钻头.该钻具为单动双管取心钻具,可配套井底动力钻具使用,设计中注重对钻具外管、卡簧等关键部件的强度校核.在GH-01井和GH-02井中,经过两轮试...     

松散地层声波钻机配套取心钻具的研制

该文重点介绍了声波钻机配套取心钻具的结构特征、技术参数、技术创新及应用实例.分析与试验结果表明,钻具的结构合理,功能齐备,岩心采取率高,能较好地解决松散地层的取心难题.     

CSP75绳索取心钻具在煤田勘探中的应用

传统普通绳索取心钻具工艺主要适用于非煤固体地质钻探,在煤田勘探时会遇到各类问题,对这些问题进行总结分析,并设计针对性的CSP75绳索取心钻具。对CSP75绳索取心钻具进行分析介绍,并在科研一孔进行实践应用。实践表明,该钻具工艺具有钻孔偏斜小、钻进效率高、工程成本低、岩心采取率高、孔内事故少等优点,尤其在复杂地质条件下,应用效果良好。     

螺杆钻进工艺在青海共和干热岩GR1 钻井中的应用

为了提高干热岩钻井效率和减少井内事故,在青海共和盆地干热岩GR1井进行了螺杆钻进工艺的应用。根据现场高温井况下螺杆钻具的工作特性,改进优选了螺杆钻具的耐高温橡胶和转子定子的配合间隙,并在深孔高温(孔深3705 m,孔底温度236℃)中首次成功尝试,为进一步改进螺杆钻具在高温井况下的应用提供了经验。     

TSZ型塔式绳索取心钻具在复杂地层中的应用

本文通过TSZ型塔式绳索取心钻具在南岭NLSD-1孔中的应用实例,介绍了该钻具的结构特点,总结了其在取心钻进以及在扩孔施工中的优点,验证了该钻具作为一种新型钻具在复杂地层施工中的重要作用。     

FDS-P型绳索取心钻具研制及试验研究

针对复杂地层绳索取心钻进时易出现的内管总成打捞失败问题,开展了FDS-P型绳索取心钻具研制。基于内管总成打捞失败原因分析,完成了FDS-P型绳索取心钻具设计,通过室内试验,初步验证了钻具结构设计的合理性。为进一步验证钻具性能,在贵州页岩气井开展了野外生产试验,先后完成16个回次取心钻进,累计进尺39.03 m,岩心采取率达到98%以上,其中有6个回次发生堵心,内管打捞全部成功,内管到位及堵心均得到了及时提示。实际应用结果表明,FDS-P型绳索取心钻具结构设计合理,具有良好的到位及堵心报信提示作用,内管总成打捞可靠性得到显著提升,有效提高了易堵心地层钻进效率及岩心采取质量。     

侧钻绕障技术在干热岩HDR-1井中的应用

东南沿海深部干热岩科学钻探HDR-1井在3000 m以深发生卡钻事故,经过多种方法处理后,井内仍留有100多米“落鱼”。由于继续套铣打捞井内“落鱼”难度大、风险高、周期长,经多方论证,决定采用侧钻绕障技术绕过事故井段。经过对套管斜向器侧钻、裸眼水泥塞侧钻和裸眼斜向器侧钻3种方案进行对比,最终采用裸眼水泥塞侧钻方案。此次侧钻绕障的成功应用,在国内干热岩施工中尚属首次,克服了大深度、大直径、高温度、高硬度等技术难题,综合运用了随钻测量、复合动力钻进工艺、抗高温钻井液等先进技术,为我国干热岩科学钻探与深部地热资源勘探提供了新的技术支撑。     

扭力冲击器复合钻进工艺在干热岩钻井中的试验应用

扭力冲击器在石油、天然气行业钻井中得到广泛应用,具有提速增效的作用。而干热岩钻井工作环境不同于油气钻井,面临着高温、高压、硬岩、强研麿性以及深井、超深井等问题,因此对扭力冲击器进行了针对性设计,并进行试验应用。在扭力冲击器2次入井试验中,对硬-极硬岩地层进行了不同钻具组合下的钻进试验,确定了扭力冲击器对钻进效率的影响机理。结果表明：（1）扭力冲击器能够消除螺杆钻具因离心惯性力造成钻具的横向振动,验证了扭力冲击器与螺杆钻具组合应用的可行性。相比未使用扭力冲击器井段,机械钻速提高29.59%。（2）从碎岩机理和地层适配性上,相比PDC钻头,牙轮钻头在扭力冲击器+螺杆钻具+转盘复合钻进的方式下,有着较高的钻进优势。试验成果可为扭力冲击器与牙轮钻头匹配性研究和扭力冲击器与螺杆钻具的耦合性研究提供较好的技术基础。     

液动潜孔锤用于干热岩钻进的优化与试验

我国目前能源结构对化石燃料依赖度过高,在全球能源转型的大环境下,作为一种新型清洁能源,干热岩具有储量巨大、资源丰富、分布广泛等优势。针对干热岩勘探开发中高温硬岩钻进的技术难点,对YZX178型液动潜孔锤进行了结构优化,并在某干热岩井中进行了试验应用。试验结果证实了YZX178型液动潜孔锤用于干热岩等坚硬地层进行冲击回转钻进的可行性和高效性,获得了与螺杆钻具接近的机械钻速,且具有节能环保、安全性高、维护方便、节约成本、高温适应性强等优势,但仍需进一步解决其工作寿命与牙轮钻头相匹配的问题。     

测斜仪监测技术在共和盆地干热岩井压裂中的应用研究

地热是典型的非常规能源,我国具有丰富的地热资源,开发地热对缓解我国能源对外依存度不断增长的被动局面很有必要,开发利用前景广阔。测斜仪压裂监测技术可以监测裂缝发育形态,尤其在监测裂缝延伸方向,对指导井网布置、压裂工艺及施工规模方面具有重要的指导意义,目前在油气开发中获得了广泛的应用。青海共和盆地的X1井是国内干热岩首次压裂井,需要克服岩性致密坚硬、施工不确定因素多、施工排量小等监测难点问题,利用测斜仪压裂监测技术成功地监测地热井压裂改造过程,探索和丰富了地热井压裂监测方法,拓宽了测斜仪监测的应用范围,获取了X1井压裂裂缝的重要参数,为该区井网布置提供了基础数据,为测斜仪监测施工提供了重要的借鉴。     

干热岩耐高温钻井液的研究进展与发展趋势

在如今传统能源储量日益减少的趋势下,干热岩这类新型地热资源的开发显得尤为重要,而干热岩钻井由于其井下的超高温环境,对传统钻井液系统提出了非常严格的要求.传统钻井液在高温作用下滤失量大大增加,钻井液开始增稠,普通的辅助添加剂往往不能发挥出功效.常用的以"三磺材料"为核心的钻井液虽然具有令人满意的耐温效果,但因其含有大量有毒物质,污染程度十分严重,需要开发新的环保型耐高温钻井液体系.国外干热岩项目早于国内30余年,拥有很多重要的耐高温钻井液经验与技术;作为刚起步的国内干热岩研究,也有着青海"共和盆地恰不恰干热岩"这样十分重要的项目工程.本文首先介绍了当前干热岩钻井概况以及对钻井液的性能要求,并结合国内外学者对耐高温钻井液与环保钻井液的研究进展,了解其配方组分与设计思路,结合干热岩特点探讨干热岩耐高温钻井液发展趋势,旨在为干热岩钻井液技术研究提供支持.     

革新钻井液技术以促进干热岩产业化开发

我国干热岩资源丰富,利用系数高,可为电力提供稳定基础荷载,被认为是能够担负起能源革命重任的可再生清洁能源,其规模开发对我国实现“碳达峰和碳中和”具有重要意义。然而,经历近半个世纪,目前世界范围内仅有少量利用EGS技术开发的干热岩示范项目有微量发电,实现产业化目标尚有许多技术瓶颈。通过研究EGS开发过程和钻井液技术,笔者提出：EGS钻井过程中存在钻井液漏失。因此,钻井液组分自身、钻井液与岩屑或井壁岩石、钻井液与热储裂缝表面岩石,在高温高压下会发生各种理化反应,生成新的物质。这些新的物质可能会沉淀在井壁和裂缝表面,甚至可能与井壁或裂缝表面岩石固结成一体,降低裂缝的有效空间,甚至封堵裂缝,且难以清除,使热储导流能力极大降低,难以达到发电要求的流量。因此,革新钻井液技术理念,研究EGS高温高压环境下钻井液组分和岩屑与温压之间的相互关系及其对钻井液性能的影响,利用先进的计算机数据统计、分析和计算技术,对钻井液性能、钻井液在井筒的流动特性以及钻井液与热储岩石的配伍性进行精准预测和控制,避免或减少钻井液漏失以及钻井液在热储环境下与岩石的反应,消除钻井液对热储伤害,提高渗透率,可能是干热岩产业化的技术突破。     

海底硬岩钻探的现状与前景分析

海底硬岩是世界大洋钻探实现"莫霍钻"目标必然钻遇的地层。世界大洋钻探实施的航次中已多次钻遇海底硬岩,不仅采获了岩心样品,也在钻进施工中发现了诸多问题。本文搜集了近年来世界大洋钻探实施的309、312、335、360和384等有关海底硬岩钻探航次的资料,在对航次情况简要介绍的基础上,重点阐述了目前海底硬岩钻探在钻头、井壁稳定以及取心工具等方面遇到的挑战以及采取的应对措施,并对今后海底硬岩钻探的发展进行了展望。     

干热岩储层裂隙准确识别关键技术探讨

干热岩资源是一种储量巨大的可再生清洁能源,干热岩的开发需通过深井将高压水注入深部岩层,使其渗透进入岩层的缝隙并吸收地热能量。裂隙网络作为流体的运移通道,在干热岩热能的开采与利用方面至关重要。储层裂隙因其分布的高度非均质性、控制和影响因素的多样性等,研究工作存在难点。本文在采用物探技术和地震探测进行靶区圈定和钻孔定位、钻井过程中进行裂隙垂向精准定位、综合测井判断热储层位置以及热储质量评价、微地震判别压裂过程中的裂缝空间展布等方面,系统总结分析干热岩储层裂隙准确识别的关键技术,对提高干热岩的开采和利用效率具有指导意义。     

大同地区干热岩勘查高温高压自喷井综合治理工艺

在大同天镇干热岩勘查项目中,当钻进至1622 m时,井内突然涌出大量高温高压气水混合物,这在干热岩钻井工作中极其罕见。针对这一中东部地区深部地热资源的重大发现,山西地勘局组织专家分析研究井口涌出情况,通过反复实践,利用方箱开合闸板实现引流,并进一步运用“下钻—注浆—降温—减压—压井—安装采油树”综合治理工艺,成功地完成了这眼地热井的保井发电试验任务。本文分析了自喷井形成原因,系统地总结了整个治理工艺过程,为今后同类型地热资源勘查钻探工作提供宝贵的经验和技术支撑。     

干热岩长期开采过程中水岩作用的研究进展

干热岩资源是一种储量巨大的可再生清洁能源,我国的干热岩资源储量丰富,高效稳定开采干热岩是我国实现“双碳”战略目标的途径之一。干热岩开发主要是通过增强型地热系统完成。在干热岩开发时,岩石长期处于高温高压的水环境中,会出现岩石中不同矿物溶解/沉积的现象,造成裂缝堵塞或者管道结垢等问题。同时,在水与干热岩进行接触换热的过程中,水岩作用还会对岩石的力学性质产生影响,诱导岩石微孔隙生成、裂隙扩展,使岩石劣化损伤程度加剧,力学性能下降。本文分析了干热岩开发过程中高温高压条件下水岩作用引起的问题,阐述了水岩作用的机理,总结了当前水岩作用的实验方法以及数值模拟方法,最后对未来干热岩开发中水岩作用的研究方向进行了探讨,为今后干热岩长周期高效安全开发提供一些理论参考。