气体钻井钻具失效原因与预防措施

气体钻井技术已被世界公认为是缩短钻井时间、降低钻井成本、解放油气层的一种实用技术,但是随之出现的钻具失效问题成为广大钻井工作者面临的一道技术难题。针对气体钻井钻具失效问题进行了国内外文献检索和现场情况调研,特别对川东北和伊朗南部地区TABNAK气田气体钻井钻具失效情况进行了深入调查。结合相关理论和现场经验对现场资料进行分析,找出了气体钻井钻具失效的主要特点及原因,并提出了避免井下钻具失效的合理技术措施。     

气体钻井过程中的钻具失效研究

近年来,气体钻井技术在国内得到了迅速发展,取得了阶段性的研究成果,各大油田纷纷在符合气体钻井作业的地层开展气体钻井作业,取得了显著成效,机械钻速是同区块泥浆钻井的2～4倍.随着气体钻井数量的增加,钻具失效问题日益突出,已影响到气体钻井的安全和推广应用.结合气体钻井工艺特点,对气体钻井钻具失效的特点进行了分析,为制定预防措施奠定了基础.     

渭河水平定向钻穿越钻杆疲劳断裂分析

渭河水平定向钻穿越工程是西气东输二线的重点工程,在穿越过程中进行第六级扩孔时出现钻杆断裂情况,导致穿越失败。从失效钻杆的断口形式、化学成分和力学性能方面分析属于疲劳断裂破坏。文章从疲劳破坏的机理出发,按照疲劳理论的新进展即应力幅验算方法,采用通用有限元分析软件计算钻杆工作时的最大和最小应力等,得出钻杆与扩孔器连接处受交变应力的影响易产生疲劳破坏的结论,并根据疲劳计算方法得出允许应力循环次数,该数值与工程实际相符。利用有限元软件和应力幅值可预测定向钻钻杆的使用寿命,对油气管道水平定向钻施工具有一定的实际意义。     

随钻震击器筒体连接螺纹失效分析及改进

某钻井队在新疆准格尔盆地区块进行钻井作业过程中,连续发生2起203 mm(8英寸)随钻震击器筒体相同部位的连接螺纹断裂事故。对零件材质及断口进行了宏观分析,排除了材质和加工原因;对失效连接螺纹进行了强度校核及改进。改进后的随钻震击器已成功震击解卡多次,完全满足该地层岩性钻井的需要。     

基于三维地震解释技术的古潜山钻探目标优选

随着我国油气田勘探开发的不断深入,所面对的勘探开发对象越来越复杂,需要寻找的圈闭越来越小、越来越隐蔽,对地震资料的成像精度、分辨能力要求也越来越高。潜山储集层作为油气聚集和埋藏的重要场所之一,往往具有丰富的地质储量,但其地质构造情况复杂、裂缝发育,具有很强的非均质性,从而导致潜山油气勘探难度较高。以华北某油田潜山及潜山内幕为研究对象,在三维地震资料基础之上,通过开展精细三维地震解释、地震属性分析和地震波吸收系数分析等工作,深入研究了该区潜山及内幕的构造、裂缝发育情况、吸收系数等。研究认为,古潜山裂缝发育、储集性能良好,钻探有利区域应为中高构造部位,并通过进一步研究论证,分别就潜山面及潜山内幕提出了两口滚动开发井井位。     

深水钻井平台动力定位失效风险分析与控制

本文根据动力定位系统的组成,从动力系统、动力定位控制系统与人因三方面对平台动力定位失效风险进行定性分析,建立钻井平台动力定位失效事件树,并基于屏障理论给出了防止钻井平台动力定位失效的三重屏障措施。研究表明,钻井平台动力定位失效原因主要来源于设备失效与人因失效两方面,在提高设备可靠性的基础上,防止动力定位失效后造成严重后果的关键在于提高人的可靠性,防止人因失效的发生。     

气体钻井钻柱失效因素分析与对策研究

文章通过对2005～2021年期间川庆气体钻井所发生的76次断钻具故障的统计分析,认为气体钻井中钻具失效的主要原因在于钻具疲劳、钻具振动、化学腐蚀以及高速冲蚀破坏等几个方面。其中,采用空气锤钻进时,在冲击力作用下钻具的瞬时中和点上移,疲劳点不一定集中于近钻头的?228.6 mm钻铤;高频段的钻具振动对钻具产生的破坏影响较小,而低频段的钻具振动会引发低阶钻柱共振,进而引起钻具振动失效;在地层产水条件下实施气体钻井时,钻具易发生溶解氧腐蚀和二氧化碳弱酸性腐蚀,造成钻具的点蚀破坏;井底岩屑伴随高速气体呈间歇性的高速撞击钻柱形成冲蚀破坏,是造成钻具磨损失效的主因。基于上述原因分析,从优化钻具组合、完善雾化基液缓蚀工艺和气体注入参数等方面提出了具体的对策,为减少后期气体钻井过程中钻具失效机率做参考。     

深井钻具失效分析与预防

为了弄清深井钻井中频繁发生的钻具失效事故的原因和机理,减少深井钻井钻具失效的发生率,依据现场操作过程中出现的实际情况,首先从理论的角度总结了深井钻具失效的基本类型和主要特点;从钻具的自身条件和外部影响两个方面分析了深井钻具失效的8个影响因素及其作用机理,最后从优化钻具内部组织性能和外部使用方法出发,提出5条预防深井钻具失效的措施,指导现场施工.     

空气钻井钻柱疲劳断裂计算分析

在现场调研空气钻井钻柱断裂现象的基础上,利用目前断裂力学较成熟的理论和试验数据对钻柱疲劳失效进行了分析计算。简述疲劳裂纹的特点及形成,对裂纹扩展速率的影响因素,即,应力变化量、裂纹长度、温度、过载峰进行分析,并对钻杆裂纹不扩展的临界转速及临界钻压进行计算,得出一些防止钻柱过早疲劳失效的参考结论。建议现场技术人员应高度重视钻具的使用和管理,坚持钻具定期探伤,同时尽可能使用优质钻杆和钻铤。