高20井区直螺杆防斜打快技术

高20井区位于松辽盆地北部中央坳陷区,西起泰康隆起带东侧、向东经龙虎泡—大安阶地,齐家—古龙凹陷至大庆长垣的西侧,横跨两个二级构造单元,地层倾角变化相对较缓,但受断层影响,局部变化较大,一般在5—10°之间。以往在钻进过程中钻遇断层,地层倾角突然增大,井斜增长很快时,被迫采取轻压吊打的方法纠斜,使机械钻速很低,而且降斜效果不明显。分析研究采用直螺杆复合钻进,井斜控制理想,机械钻速有了明显的提高。

预弯曲动力学防斜打快技术在塔里木盆地台前区应用研究

塔里木盆地直井段井斜不易控制,严重影响油气资源的经济高效开发。通过分析塔里木盆地台盆区井斜不易控制的地质原因,建立数学和数值计算模型优化设计预弯曲动力学防斜打快底部钻具组合和配套钻头,结合现场实际制定防斜打快施工方案。结果显示:志留系下部-桑塔木组等大倾角地层及裂缝广泛发育是直井易斜的主要地质原因;钻具组合弯角、弯角到下扶正器距离、弯角到上扶正器距离逐渐增大,降斜力先增大后减小最后趋于平稳,分别在0.9°~1.25°,0.5~0.7 m和4~6 m取得极值。PDC钻头造斜能力随保径长度和宽度的增加减弱,随保径倾角、内锥角、冠部旋转半径和高度的增大而增强。研究成果在塔里木盆地TK4-3X等井现场应用9口井,井斜控制良好,平均机械钻速较邻井同开次提高45.68%,实际钻井周期较设计周期累计节约周期105.64天,平均周期节约率21.43%。

防斜打快技术在库车前陆区的实践应用

库车山前地区主要地质特征为逆冲推覆构造,地层岩性变化大、夹层多,使用传统钻具组合,机械钻速偏低,防斜打快难度较大。引进试验垂直钻井系统后工具多次出现井下工作无信号、控斜效果差等问题,且综合日费昂贵。为了解决上述问题,在博孜34井采用高效聚晶金刚石复合片(PDC)钻头+大扭矩弯螺杆,与邻井博孜18井采用PDC钻头+旋转导向垂直钻井PowerV钻进方式相比,单只钻头进尺提高74%,平均机械钻速提高116%。配合随钻测斜(MWD)实时监控,在有效提高机械钻速、降低井斜的同时,大幅度降低了钻井成本,有力地推动了库车前陆区油气资源的高效勘探开发。

青海英中地区∅311.2mm井段防斜打快关键技术

青海油田英中地区二开∅311.2mm井段钻井,因地层倾角大、可钻性差,存在自然增斜严重、纠斜困难、机械钻速低等问题,导致二开钻井周期长、综合成本高,制约该区块经济高效开发。针对以上问题,分析了钟摆钻具组合防斜技术、单弯螺杆钻具组合纠斜技术、导眼与扩眼组合钻井技术、垂直钻井技术四种防斜打快钻井技术的原理及特点,并进行现场试验,从应用效果和经济性两方面对不同技术进行了评价。结果表明:英中地区∅311.2mm井段钻井,垂直钻井技术防斜打快效果最优,导眼与扩眼组合钻井技术防斜打快效果最差;50型钻机使用单弯螺杆钻具组合纠斜技术经济性好,70型钻机使用垂直钻井技术成本低。

偏轴钻具组合防斜打快的强度分析

针对偏轴防斜打快技术中所用的钻具组合的受力状态复杂,对整个钻柱系统的安全性有较大影响的问题,考虑安全、有效的钻井施工特别需要对偏轴接头及接头附近的钻铤强度进行分析,找出钻具组合的危险点,以便于校核钻具组合的强度和改进偏轴钻具组合的结构设计的实际。以下部钻柱为研究对象,将钻头以上部分分成多个梁单元,进行结构离散,建立力学模型,采用有限元分析方法,进行偏轴接头强度分析。研究表明,偏轴钻具防斜钻具组合的最大复合应力发生在偏轴接头与下部钻铤的结合部位,主要由弯曲载荷和轴向力产生。在应力最危险部位,应特别注意钻具的强度安全问题。

预弯曲动力学防斜打快钻具组合动力学模型

建立了预弯曲动力学防斜打快钻具组合的动力学模型,对其动力学特性进行的仿真研究。结果表明,这种模型可以较好地反映出钻具组合在井下的涡动轨迹、涡动速度和涡动方向,同时能近似地计算出这种钻具组合的动态相对防斜力大小。钻具组合的涡动使得钻头对下井壁的动态侧向冲击力明显大于对上井壁的动态冲击力,从而使钻头具有较大的动态防斜力。通过合理设计结构参数和施工参数,可以有效地改善预弯曲动力学防斜打快钻具组合的涡动特征,从而使这种钻具组合具有较好的防斜效果。预弯曲动力学防斜打快技术的使用钻压比钟摆极限钻压提高50%以上,相应地提高了机械钻速。

减速涡轮深部防斜打快技术

超深小井眼机械钻速低和井斜控制难度大等问题制约了西部地区深层油气藏的开发。在分析国内外防斜打快技术的研究及应用现状基础上,提出减速涡轮防斜打快技术,并研制小尺寸减速涡轮钻具。现场试验表明:减速涡轮复合钻井技术提速效果明显,与试验井TH12509上下邻井段转盘钻井相比,机械钻速提高90%～150%;与邻井同井段转盘钻井相比,机械钻速提高1.2～1.7倍,井斜角从入井时的2.66°(5.89 km)降至0.33°(6.225 km),为西部超深小井眼防斜打快提供了一种新的技术途径。

防斜打快技术在准噶尔盆地南缘地区的应用

准噶尔盆地南缘地区发育山前冲断带,属山前高陡构造。高陡构造在钻井过程中易造成井斜,钻井参数难以强化,影响整体机械钻速,因此开展该地区防斜打快技术的研究与应用具有重要意义。通过对南缘地区防斜打快技术的梳理,总结了该地区早期防斜打快技术使用的钟摆钻具组合和满眼钻具组合的特点及适用性,分析了当前南缘地区主要使用的三种防斜打快技术,即PDC钻头配合螺杆钻具、MWD加微弯螺杆复合钻进技术和PowerV垂钻系统。对南缘地区当前采取的三种防斜打快技术现场应用效果进行了分析研究,认为当前采用的防斜打快技术现场应用效果明显优于早期技术;当前三种防斜打快技术以PowerV垂钻系统防斜打快效果最好,其次为复合钻井技术,但是PowerV费用昂贵,技术受限;多种复合钻井技术研究和国产垂钻系统的试用推广是准噶尔盆地南缘地区防斜打快技术的发展方向。

青西推覆体地层防斜打快技术的研究与应用

玉门油田青西表层推覆体地层倾角大,井斜不易控制,地层岩性杂,不适宜PDC钻头。前期应用钟摆、塔式、倒装、偏轴等钻具结构防斜,只能通过轻压吊打来控制井斜;试验应用了Power-V垂直钻井技术,防斜打快效果好,但费用较高难以推广应用。通过分析研究,在2口井应用MWD复合导向技术,机速同比提高78%。该技术的成功应用,为推覆防斜打快找到了新的途径。

复合钻井防斜打快机理探讨

油气井的防斜打快问题是钻井工程中一直未能很好解决的经典性难题之一。分析了钻井参数与钻速的关系,揭示了复合钻井通过提高钻头转速,从而增加钻头破岩能量来提高机械钻速的机理;在分析井斜原因和钟摆钻具防斜打直原理的基础上,分析了直螺杆钻具和弯外壳螺杆钻具组合的防斜机理以及两者的联系与区别,指出在地层倾角较小时采用直螺杆钻具组合,地层倾角较大时采用弯外壳螺杆钻具组合,以达到防斜打快的目的。在LS001井的应用实例表明,复合钻井有较好防斜作用,机械钻速与常规转盘钻井相比有较大幅度的提高。

防斜打快技术的研究与发展

直井眼的防斜打快技术是目前国内外石油钻井急需的一项关键技术 .国内以钟摆防斜降斜技术和偏轴防斜技术为主 ,但无法解决这一难题 .国外的先进工具可以解决这一难题 ,但成本太高 .预弯曲动力学防斜打快技术通过控制钻具组合的有序变形 ,利用其动力学行为实现防斜打快目的 .本文认为 ,这项技术有望成为未来实用的防斜打快新技术 .

逆掩推覆体防斜打快钻具组合探索与认识

逆掩推覆体地层具有斜、硬、跳、磨、变等特点 ,常规的钟摆降斜钻具既不能使用大钻压加快钻井速度 ,又不能有效地控制井斜 ,在坚硬的地层中只能轻压吊打 ,严重制约了钻井速度 ,增加了钻探成本。为加快窿 9井在逆掩推覆体地层中的钻进速度、控制井斜 ,探索性地应用了多稳定器稳斜钻具和MWD +导向钻具、偏轴钻具和悬浮钻井 ,结果表明 ,3种钻具组合都能够达到解放钻压 ,提高机械钻速的目的 ,但控制井斜的效果不太理想。分析了井斜控制不理想的原因 ,提出了利用地层自然造斜规律 ,通过钻定向井来解决逆掩推覆体地层钻井速度慢的难题。

预弯曲动力学防斜打快技术初探

防斜打直技术应该朝着防斜打快方向发展 ,为此 ,提出了一种新型的防斜打快方法———预弯曲动力学防斜打快技术 ,并利用专用软件系统SABHA对带有单弯螺杆钻具的滑动导向钻具组合在小井斜井眼中复合钻井时的导向力进行了仿真计算。结果表明 ,这种导向力具有明显的降斜特征 ,并远远大于钟摆力。现场试验进一步证实了这种方法的有效性。文中给出了复合钻井导向力计算方法和现场试验的有关数据。

新型PDC钻头的防斜打快效果及评价

大庆油田海拉尔地区的地层倾角大、岩屑录井荧光级别低 ,亟待解决满足岩屑录井要求的防斜打直问题。为了能够在获得足够大的岩屑颗粒和提高机械钻速的基础上达到防斜打直的目的 ,制定了采用大切削齿B4 2 5型PDC钻头配以小钟摆钻具组合的现场试验方案。试验表明 :B4 2 5钻头与牙轮钻头所破碎的岩屑颗粒基本相当 ,能够满足地质岩屑录井的要求 ;与牙轮钻头相比 ,B4 2 5钻头显著地提高了机械钻速 ,降低了钻头费用 ,减少了起下钻次数 ;单只B4 2 5的进尺可达 10 0 0m以上 ,相当于 2～ 3只牙轮钻头的进尺 ;采用PDC钻头配以小钟摆钻具组合 ,可以较好地解决防斜打直问题。此外 ,针对试验中遇到的问题 ,通过改进井身结构和调整钻井参数 。

防斜打快技术现状与对策

随着油气田勘探开发工作的不断深入 ,所钻遇的地层构造越来越复杂 ,对地质中靶的要求也越来越高 ,特别是高陡构造的防斜打快问题更是钻井技术中的难点和重点。传统的满眼钻具组合和钟摆钻具组合只是以钻具侧向力作为井斜控制的理论依据 ,具有较大的局限性。发展中的偏心钻具、偏轴钻具、柔性钻具、反钟摆钻具、导向钻具等防斜技术 ,在有效地控制钻具侧向力的基础上 ,增强了钻柱的公转效应 ,削弱了钻头倾角的增斜作用 ,可以较好地控制井斜、提高机械钻速。但是 ,钻具组合的内在力学性质决定了它们仍然没有抵抗地层造斜力的功能 ,因此对于高陡构造和强造斜地层 ,其井斜控制效果仍难以得到充分的保证。要从根本上解决防斜打快问题 ,除了有效地控制钻具侧向力和钻头倾角之外 ,还必须具有足够的抵抗地层造斜力的能力。只有同时考虑这三方面的因素 ,并使之相互协调 。

防斜打快技术在胜利油田大373区块的应用

在介绍偏轴钻具的防斜原理、偏心距的计算方法、安放位置以及机械式无线随钻测斜仪的工作原理、技术参数的基础上,对带有偏轴防斜接头和机械式无线随钻测斜仪的小钟摆钻具组合防斜打快技术在胜利油田大373区块的应用情况进行了详细的技术分析。应用结果表明,该防斜打快技术在大373区块取得了良好的应用效果,提高了井身质量,加快了钻井速度。

却勒103井φ311mm井眼防斜打快技术

从却勒103井所在地区已钻井的资料统计分析,在φ311mm井眼钻进过程中,漏、缩、卡事故发生频繁。而地层倾角在30°～85°,地层各向异性,岩性软硬交错,自然造斜能力强,是导致钻井中易发生井斜,井眼质量难以保证,防斜与打快的矛盾十分突出,严重地制约了钻井速度。却勒103井φ311mm井眼钻进中,运用了防斜打快的技术手段,有效地解决了防斜和加大钻压之间的矛盾,大幅度地提高了钻井速度。为该地区快速钻井提供了一种经济实用的技术手段。

玛湖含砾难钻地层防斜打快技术研究及试验

新疆玛湖凹陷是新疆油田增储上产的重点地区,二叠系砂砾岩沉积地层制约了钻井提速,且部分区块地层倾角引起井斜。针对该地区二叠系的地层特点,研发了FX-YC-172DE新型防斜打快钻井工具和个性化的PDC钻头设计。该工具运用偏轴防斜原理预防井斜,并以一定的频率给钻头施加机械冲击力,并把连续的射流变为脉冲射流,从而提高钻头破岩效率,个性化的PDC钻头针对牙齿崩坏问题,采用新型锥形齿、优化钻头结构设计,从而形成玛湖二叠系难钻地层防斜打快的组合技术。该技术在新疆玛湖二叠系含砾地层进行了试验,进尺338 m,机械钻速2.67 m/h,见到了明显的提速成效,井斜控制在1°以内,为玛湖二叠系难钻地层的防斜、提速提供了有效的技术手段。

防斜打快技术在深井、中深井中的应用

随着勘探开发规模的扩大,胜利油田的勘探开发方向重点向深井、中深井转移、深井数量显著增多。在渤南、车西、大北等区块所施工的中深井、断层复杂、地层倾角大,特别易井斜。为了解决上述易斜区块地层的井斜问题,提高钻井速度,减少因井斜造成事故复杂情况,将钻井工艺研究院完成的中石化项目"复杂构造带深井优快钻井技术研究"中的防斜打快技术进行推广应用,形成一套适合胜利油区的防斜打快配套技术,为加快胜利油田的勘探开发做出贡献。

防斜打快技术在准噶尔盆地乌夏断裂带的应用

乌夏断裂带下部二叠系地层具有地层倾角大、坚硬、可钻性差等地质特点。针对该地区下部地层易井斜、钻速低的特点,施工过程中应用了大钻压、复合钻井、水力加压器等防斜打快技术,取得了显著的效果。