一种利用岩石强度刻划试验确定岩石PDC钻头可钻性级值的方法

基于微钻岩石可钻性试验与岩石强度刻划试验破岩机制一致性,通过开展试验获得两种试验岩石破碎比功的转化关系,结合岩石PDC钻头可钻性级值求取方法,建立利用刻划岩石破碎比功求取岩石PDC钻头可钻性级值模型,形成一种通过刻划岩心表面得到岩石PDC钻头可钻性级值剖面的方法。结果表明,该方法不但与微钻可钻性试验结果具有很好的一致性,还充分表征了矿物组分、胶结强度、微观结构等复杂因素变化对岩石PDC钻头可钻性级值的影响,且不破坏岩心的整体结构,提高了岩心的利用率,推广应用价值高。

×盆地深部地层岩石可钻性测井评价方法及应用

×盆地深部地层研磨性强,岩石可钻性差,机械钻速慢,钻井周期长,是钻井需要提速的主要地层。以岩石机械破碎特性实验为基础,建立利用测井资料计算砂泥岩、砂砾岩和火成岩岩石可钻性级值、硬度和塑性及研磨性方法,依据实验结果确定可钻性级值在7以下的地层,用PDC钻头钻进;可钻性级值在7以上的地层,用牙轮钻头钻进,形成一套深部地层岩石可钻性测井评价技术。利用该项技术确定了×盆地不同岩性岩石可钻性级值区域分布特征,并对新钻井进行钻前可钻性预测,为钻井过程中优选钻头提供技术指导。

岩石可钻性研究

为满足优质高速钻井的要求,需要对岩石可钻性做出更加精确的观测。本文对岩石力学参数和可钻性级值通过多元回归的方法得出了围压下岩石可钻性级值的相关模型,通过该模型,可以更准确的预测地层岩石可钻性。

基于可钻性的地层分层方法

根据测井资料可以得到整井每一个测点的岩石的可钻性级值。在实际的应用中是不可能逐一地去分析每一个点的岩石可钻性级值,只能是按岩石可钻性,对整井段进行分层,然后对每一个井段进行分析。数学上有一种按照样本的、彼此相近的程度进行分类的理论,称为模糊聚类。人们利用它的基本原理在岩土工程中进行了膨胀土的分类、砂土的地震液化判别等。利用多参数因子的模糊聚类分析,对测井资料实测得到的原始剖面中分布与性质相近的地层进行合理的模糊聚类合并。根据岩石可钻性级值采用模糊聚类的方法对井段进行分层,求出每一段的平均岩石可钻性级值、最高和最低的值,最终实现分层。该方法的实现将使钻井速度大幅度提高,钻井成本也会大大降低。

基于地震解释资料的水平井轨道优化设计方法

常规轨道优化设计方法多以最短进尺(轨道长度)作为最快机械钻速和最低成本的核心目标函数,未考虑地层地质条件空间分布情况及其对钻时的影响,难以达成实际的优化期望。为此,从勘探钻井一体化设计角度,综合利用地层可钻性地震解释资料与工程设计经验,以页岩气井复杂地层常用的5段式水平井模型为例,建立了岩石可钻性级值与机械钻速的关系;同时基于多种群遗传算法,以最短钻时为优化目标进行了井身轨迹优化设计。分析结果表明:采用考虑地层因素的最短钻时井身轨道优化方法,可得到日费制合同模式中相对最优轨道设计方案,从而有效降低钻井时间成本。所得结论可为水平井井身轨迹优化设计提供参考。

龙凤山气田中基性火山岩钻井提速提效技术

针对龙凤山气田下部火石岭组中基性火山岩储层钻井机械钻速慢、钻井周期长的难题,开展钻井提速提效技术研究。对金刚石复合片(PDC)钻头复合片侧倾角、钻头出露高度、钻压设定及测定方法等进行调整,形成优化的岩石可钻性级值评价方案;结合工区工程地质条件、岩石破碎机理和破岩钻头应用特点,对原有钻井技术的适应性进行评价,形成适用于火山岩储层的、钻头和螺杆性能适合各个井段的钻井提速提效技术。在以滑动钻进为主的井段,采用牙轮—PDC混合钻头,在以滚动钻进为主的井段,采用PDC钻头,并配套等应力螺杆进行钻井提速。技术应用后,单只钻头平均进尺提高35.11%,机械钻速提高25.35%。