水力射流降低井底压差技术

降低井底压差,减小岩屑的压持效应,可以显著提高钻井的机械钻速。根据射流式水力降压技术的原理,结合环空射流泵、射流降压短节和射流泵钻头等射流降压工具的发展现状,提出一种新型的环形射流泵结构,采用混合网格数值计算的方法对影响其降压性能的关键因素进行分析。结果表明:井底流体的回流是导致射流泵钻头降压效果变差的主要原因,回流量与井壁间隙成正比,与反向喷嘴的轴向倾角成反比;密封钻头与井壁间的间隙是提高射流泵钻头性能的关键;新型涡流-射流混合降压钻头可降压0.45～0.88 MPa,是现有射流式射流泵钻头降压效果的3～4倍。

射流泵降低井底压差工具研究现状及性能分析

钻探实践表明,降低井底压差,减小岩屑的压持效应,并尽量实现井底的欠平衡条件,可以显著提高机械钻速。在介绍射流降压技术原理的基础上,综述了环空射流泵、射流降压短节和射流泵钻头等射流泵降压工具的结构特点、降压效果和研究应用现状,并分析了影响各种降压工具降压性能的关键因素。环空射流泵采用单独的动力液驱动射流泵动作,井筒环空压力可降低当量钻井液密度0.16～0.52kg/L;射流降压短节降压范围有限,当射流泵出口距离井底2m时,对井底环空几乎没有降压效果;井壁间隙是射流泵钻头降压能力的关键,当井壁间隙为1mm时,射流泵钻头可使井底压力降低1.86MPa;当井壁间隙增大到3mm以上时,射流泵钻头几乎没有降压效果。研究结果为射流泵降压工具的研发提供了理论指导。

一种环流射吸降压差钻头的研制与应用

目前降低井底压差的工具存在作业复杂、对井底降压效果有限等问题,而射流泵钻头则存在过度依赖井壁间隙的问题。针对以上问题,研制出了一种新型的环流射吸降压差钻头。该钻头采用一种变形设计的射流泵,并在射吸喷嘴外加装射吸套,利用钻头内部的射流泵组及反向喷射的射吸管,实现了涡流-射吸复合降压的效果,并将多个射流泵在钻头内并联共同作用,有效的实现降低井底压差,提高机械钻速。在实际生产应用中,结合邻井钻井效果对比,新型215.9 mm STS636LGRS射吸钻头在部分岩段中具有一定提速效果。

深水携表层钻井工艺技术

深水钻井通常采用喷射法下入表层导管和低压井口头。针对南海深水表层导管喷射钻井速度慢、时效低的问题,通过综合分析影响导管喷射钻井速度的因素,包括地层强度、导管外径、钻头大小、钻头伸出量、钻压、排量、导管上下活动次数和活动幅度等,找出了三个主要关键因素,分别是钻头伸出量、排量和导管上下活动幅度。在确保安全前提下,通过综合考虑钻具配长要求、平台泥浆泵排量和钻井能力情况,优化设计了钻头伸出量、喷射排量和导管上下活动幅度三个作业参数,形成了喷射钻井提速方法。深水作业实践表明,该方法不仅能大幅度提升导管喷射速度、降低作业费用,而且还能增加和保证导管的入泥深度,提高导管喷射成功率,同时,入泥深度的增加也提升了水下井口的稳定性,保障了水下井口作业安全性,为低油价环境下深水钻井降本增效提供了安全有效的方案。

半合管钻探工艺在滇东南建水普雄稀土矿床勘查中的应用

滇东南建水普雄稀土矿是一个超大型风化壳离子吸附型稀土矿床,矿体赋存于长岭岗碱性岩体的全风化层和半风化层中。不同于花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿,该矿品位高,厚度大,用一般的浅井和赣南钻等取样工程无法揭穿稀土矿体。本文介绍了建水普雄矿区用半合管钻探工艺和浅井工程在相邻位置的施工情况。根据相同的取样层位和样品长度,对比了矿体的品位变化情况,利用品位的相对误差和正负偏差进行了统计,结果表明,单一对应样品品位相对误差合格率为100%;品位<0.07%的正偏差样品占样品总数的78.57%,负偏差样品占样品总数的21.43%;品位≥0.07%的正偏差样品占样品总数的52.17%,负偏差样品占样品总数的47.83%,正负偏差在可控范围内;单工程平均品位相对误差合格率为100%。说明半合管钻探工艺能够有效地应用于风化壳离子吸附型稀土矿勘查,实现资源评价。