钻头选型优化在海洋Z-3井提速中的应用

钻井效率的提升对于海洋油田的经济性和开发效率具有决定性影响。本研究聚焦于渤海油田北部的海洋Z-3井,该井的完钻深度超过4000m,钻遇地层从第四系平原组延伸至太古界。Z-3井在钻探过程中,特别是在钻进三开12.25寸井段时,遇到了复杂的地质条件和狭窄的作业压力窗口。针对这些挑战,本研究通过优化钻头选型,显著提高了机械钻速,有效地应对了复杂地层条件。文章详细分析了Z-3井在新近系明化镇组、馆陶组以及古近系东营组和沙河街组等关键地层的钻头选型策略。优化措施包括选择适合复杂地质的高性能钻头,并调整钻井参数以适应地层特性。本研究的成果不仅提高了Z-3井的钻井效率,也为类似复杂海洋油田井的钻头选型提供了宝贵的参考。

钻头选型方法综述

钻头的合理选型对提高钻进速度、降低钻井综合成本起着重要作用。对近年来国内外钻头选型的主要方法进行了比较全面的总结与评述。目前,钻头选型方法大致可概括为3种:一是钻头使用效果评价法;二是岩石力学参数法;三是综合法。钻头使用效果评价法把反映钻头使用效果的一个或多个指标作为钻头选型的依据;岩石力学参数法根据待钻地层的某一个或几个岩石力学参数,结合钻头厂家的使用说明进行钻头选型;综合法把钻头使用效果和地层岩石力学性质结合起来进行选型。详细介绍了各种选型方法的基本原理,并分析其不足之处。最后指出PDC钻头合理选型方法研究是今后钻头选型领域研究的重点。

地层抗钻能力相似性评价及钻头选型新方法

综合考虑地层岩石抗钻特性、钻头工作条件、钻头使用效果及钻头经济效益,利用灰色关联分析理论对地层抗钻能力相似性进行评价,筛选出具有参考价值的备选钻头,然后通过构造绝对理想解、改变相对距离度量方法和引入熵权建立钻头综合性能评价新模型,进而计算备选钻头与理想钻头的贴近度并确定合理的钻头选型。研究表明,通过绝对理想解的构造、相对距离度量方法的改进及熵权的引入可以克服逼近理想解排序法(TOPSIS)无法绝对排序、存在逆序现象及权重设定不合理的固有缺陷,且计算简便、易于理解,对采用动态变化钻头数据库进行钻头选型具有很好的适应性;现场应用证明,采用钻头选型新方法优选出的钻头,在实际钻进中平均机械钻速大幅提高,钻头磨损率较低,与钻遇地层具有良好的配伍性,可作为油田优选高效、长寿及具有较好经济性钻头的技术手段。

川东北地区地层特征研究与钻头选型

为勘探开发我国川东北地区油气资源,介绍了结合该地区地层及钻井难度研究该地区地层特征及应用岩石可钻性选择钻头类型的最新研究成果,在国内首次提出了 IADC 编码与地层可钻性的对应关系及用 IADC 编码选择钻头类型的实例.

流花油田地层岩石力学参数评价及钻头选型技术

钻头的合理选型对提高钻进速度、降低钻井成本起着重要作用。应用改进的经济效益指数法对流花LH11-1区块的钻头使用效果进行了评价,结合地层岩石力学参数评价结果优选出了与流花LH11-1区块地层相适应的钻头型号。改进的经济效益指数法考虑了钻头磨损的影响,从而使评价结果更加客观合理。由于没有搜集到按垂深进行地层划分的数据,提出了按照地层岩石力学性质进行地层分层的新方法,该地层分层方法首先将地层的多种岩石力学性质进行聚类分析,然后根据层内离差平方和最小,层间离差平方和最大的原理进行地层划分,此种地层划分方法对于钻头优选、钻进参数优化以及合理制定钻进措施等具有重要意义。现场应用结果表明,文中给出的钻头选型结果和地层分层方法是合理的,能够在大位移井中应用。

基于模式识别的钻头选型新方法

针对目前钻井过程中因钻头选型不合理、钻头与所钻地层不匹配,导致钻头使用效果差的问题,建立了一种基于模式识别的钻头选型新方法。利用模式识别理论,对已钻井地层及使用的钻头进行聚类分析,建立了地层-钻头标准模式,然后利用K-NN算法对待钻地层进行识别归类,通过地层-钻头标准模式即可选出最佳钻头。该方法在青海油田东坪、牛东区块的2口井中进行了钻头选型现场试验,给出了钻头优选方案,实钻数据表明,与未使用推荐钻头的邻井相比,2口井的钻速和进尺都有了很大提高,提速效果明显。研究结果表明,基于模式识别的钻头选型新方法既考虑了地层多种抗钻特性参数,又考虑了钻头使用效果,钻头优选方案更合理,可以更好地实现钻井提速提效的目的。

基于地层与岩性特征分析的钻头选型轮廓化概念设计

川东北地区地层岩石坚硬、钻井速度极低,有针对性地进行钻头类型优选研究是提高该地区钻井速度的一项重要工作。应用地学研究与钻头选型研究相结合的方法,对该地区各地质层段的地层产状与岩性特征进行了分析,获取了钻头选型对提高钻井速度影响的认知,提出了基于地层产状与岩性特征的各地质层段钻头选型及其钻井方式的轮廓化概念设计。该项研究已得到了生产与科研单位相关人员的认可,成果已推广应用。作为范例,其研究理念及其方法将推动地学研究与钻井工艺研究相结合工作的进一步开展。

钻头选型通用方法研究

提出了一种既考虑地层的多种岩石力学特性又考虑钻头经济效益的具有通用性的钻头选型方法。该方法在待钻地层岩石力学性质评价的基础上,首先应用模糊优选理论建立了地层岩石力学性质相似层位的模糊优选模型,用其进行相似层位的优选,然后应用经济效益指数法对相似层位的钻头性能进行评价,最后给出合理的钻头选型结果。该通用钻头选型方法不受区域限制,克服了常规的依据地质分层或钻井经验进行层位相似判断的不足,不仅适用于PDC钻头选型,也适用于牙轮钻头选型。应用该方法对某新探区进行了钻头选型。现场试验结果表明,该方法是合理、有效的。

利用测井数据求取岩石力学参数与钻头选型

钻头的合理选型对提高钻进速度、降低钻井综合成本起着重要作用。利用岩石力学参数结合钻头厂家的使用说明进行钻头选型的方法是当今比较常用也比较合理的一种方法。但是岩石力学参数一般是通过岩芯实验的测定取得的,这项工作耗资大、过程复杂而且取得的数据点不连续。由于地层测井资料中蕴藏的地层特性信息含量十分丰富而且数据点连续,基于测井资料的这个特点,就可以建立地层岩石力学参数连续剖面,从而指导研究区块的钻头选型。

钻头选型方法的现状及发展趋势

随着钻进地层复杂性的发展,钻头的合理选型对提高钻进速度、有效减少井下事故、降低钻井综合成本起着十分重要的作用。对近年来国内外几种常用的钻头选型方法进行了调研分析,对钻头使用效果评价法、岩石力学参数法、综合法等3大类钻头选型方法分别列举了当前比较有代表性的几种选型方法,阐述了其基本原理和主要实现方法。分析了各类钻头选型方法的适用情况、优缺点、要解决的关键问题,总结分析了今后钻头选型领域的发展趋势,归纳出了当前普遍使用钻头选型的一般思路。

高寒地区岩石可钻性分析及金刚石钻头选型

以高寒地区铁矿钻探施工项目为背景,采用压入硬度测试、摆球硬度测试、研磨性测试、微钻实验法和碎岩比功法等手段对矿区代表性岩石进行了可钻性分析。结果表明:新疆西昆仑塔县高寒地区地层岩性为中硬及以上的岩层,研磨性中等级以上。大部分岩心在金刚石胎体硬度为中软至中硬时,钻进效果较好。并在此基础上优选出的钻头在高寒地区适应性强,提高了钻头寿命和时效,可为同类地区的钻探施工提供参考。

川西深井钻头选型的测井参数灰色关联研究

川西深井地层岩性致密,砂泥岩互层发育,局部含砾岩层,岩性在纵向上和横向上差异很大,同一构造相同地层在不同井之间机械钻速不同,特别是须家河、小塘子组地层,石英含量高,岩石硬度大,研磨性强,严重制约了川西深层气藏的勘探开发。文章从测井资料中提取地层抗钻参数,采用灰色关联分析方法,结合实钻资料,优选适合川西深井砂泥岩地层的钻头类型。应用表明,该法计算简单,实用性强,有助于现场综合优快地提高机械钻速。

钻头选型新思路

在同时考虑钻头成本和机械钻速对每米钻井成本影响的情况下,随着机械钻速的增加,每米钻井成本依然大幅度降低;但是随着钻头成本的增加,每米钻井成本的分布成散落状。由成本变化量分布可以看出,机械钻速远远大于钻头成本对每米钻井成本的影响。在大港油田上部平原、明化地层尽量选择破岩能力强的钻头,例如在钻上部平原、明化组时就可以选择PDC钻头进行钻进,尽管钻头价格有所提高,但机械钻速明显提高,钻井成本下降。

南海西江大位移井钻头选型技术研究

优选出与钻进地层相适应的钻头 ,无论对安全钻井还是对钻井总成本的控制都具有重要的意义。应用效益指数法对研究区块钻头进行初选 ,然后结合地层岩石力学参数评价结果优选出与地层相适应的钻头。编制了地层抗钻特性评价及钻头选型软件。利用该软件对西江 2 4 - 1油田测井资料进行处理 ,优选出了西江大位移井各层段钻头型号。研究结果表明 ,该方法简单有效 ,适合现场应用。

川东北岩石工程特性剖面建立与钻头选型探讨

简要介绍了为提高我国川东北地区钻井速度、高速开发油气资源 ,用试验方法建立的岩石工程力学剖面 。

基于向量旋转的主成分法在钻头选型中的应用

主成分分析法主要是利用降维的思想,在损失较少信息的前提下把多个指标转化为几个综合指标的多元统计方法。通过对常规主成分评价方法求解过程的分析,得出该方法不能直接用于钻头优选分析。在此基础上给出一种基于向量旋转的主成分钻头评价方法,该方法即能克服常规主成分钻头评价法的不足,又保持了主成分评价方法的内在优点。通过现场实际计算分析,表明改进后的方法能用于油田钻头优选。

泉子街地区地层可钻性分析及钻头选型

泉子街地区页岩气参数井钻进过程中存在地层可钻性差、研磨性较强,钻进速度慢,单只钻头(牙轮、PDC)进尺少且报废率高等问题。本文通过对泉子街区块岩石可钻性进行分析、评价,可以为该区页岩气勘查钻井施工钻头选型和钻井工程设计优化提供依据,从而达到提高该区钻井施工效率、降低钻井成本、缩短项目工作周期的目的。

莫西庄地区钻头选型及应用

莫西庄地区已钻井钻头选型不合理,机械钻速偏低。通过利用地层抗钻特性评价及钻头选型软件对已钻井资料进行处理,并结合钻头效益指数法进行钻头评价,优选出适合该地区的钻头类型。通过现场应用,机械钻速显著提高,获得了较好的经济效益。

分形理论在钻头选型中的应用

在介绍分形基本理论的基础上,指出该理论可以用来描述具有自相似特征的沉积地层的序列。根据常规的测井资料数据,给出了一种使用多变量计算关联维数的方法。同时建立了地层关联维数和钻头工作效益标度之间的统计关系,根据这种统计得出的关系式,论文最后给出了使用关联维数进行钻头优选的新方法。通过实例结算表明,该方法切实可行。

基于测井资料的钻头选型灰色关联分析

钻头选型是钻井设计与施工中非常重要的环节，长期以来国内外学者在如何选择钻头方面做了大量的工作，概括起来有两种方法：一是利用测井资料求取与钻头选型相关的岩石力学参数进行钻头选型；二是分析评价已钻井的钻头资料进行钻头选型。这两种方法中，前者适用于探井或钻井资料不齐全的井，后者适用于已有大量钻井资料的井。本文从上述两方面入手，结合川东北地区复杂岩性地层的实钻情况，采用基于测井资料的灰色关联分析法进行钻头选型，为提高川东北地区深井机械钻速提供了重要的技术支撑。