分形理论及修正钻速方程预测石膏夹层岩石可钻性

鲁迈拉油田由于缺少钻井取芯、室内岩石力学分析等数据,钻头优选方面没有科学依靠数据,主要依靠施工和设计人员的经验。因此,通过上返岩屑分形理论与修正钻速方程预测石膏夹层岩石可钻性,其结果相似度极高,相关系数高达96%以上,说明预测结果符合实际,均可以用于该区域可钻性预测。根据岩石可钻性预测,在9口井中优选KM533X复合钻头,平均机械钻速为6.67m/h比单只PDC钻头机械钻速提高29.90%,比3A钻头机械钻速提高31.92%。

岩石可钻性与分形性关系研究

通过钻井中破碎岩石的能耗分析,应用分形性岩石力学理论,并利用不同种类岩石的可钻性与其在钻井过程中钻头破碎岩屑的粒度分布,建立了钻井中钻头不同可钻性岩石破碎的分形模型,并详细分析了影响钻进的因素。该模型显示出,同一种类、同一种可钻性的岩石,在钻压、转速等钻井参数一定的条件下,破碎出来的岩屑的粒度分布成比例的变化。该模型的建立不仅可以用来优选钻头和钻井参数,并且可以在钻井过程中识别地层的岩性,是一种较为有效的随钻测量方法。该模型的优点在于,测量数据较为精准,并且测量过程中不要求停钻,起下钻和下放工具。此外钻井过程中产生的钻屑等固体废弃物的处理也愈发受到重视。

基于有限元法的套管钻井套管稳定器设计

套管钻井技术作为一项新的钻井技术,在国内外已得到了广泛现场应用。套管钻井中套管稳定器与钻具稳定器作用类似,可以起到扶正套管柱、减小接箍磨损、减小井斜等作用,国内目前还没有关于套管钻井专用稳定器的针对性研究与现场使用。通过分析钻柱稳定器和国外套管钻井稳定器的外形特点,设计套管钻井套管稳定器的整体结构,从与钻井关系密切的结构强度、钻井液流场和岩屑上返三方面入手,利用有限元软件对不同尺寸套管钻井稳定器进行仿真模拟。对稳定器仿真结果进行多因素分析与优化,得到套管钻井套管稳定器的最优结构尺寸:本体部位尺寸及扣型与Φ178 mm套管相同;螺旋棱外径240 mm,竖直高度400 mm,螺旋棱宽度50 mm,三条螺旋棱360°周向闭合,螺旋棱根部倒圆角半径为30 mm;上下引导段高度均为100 mm。