超深水平井钻井水力参数优选

基于传热学理论和井筒流动特性,通过建立超深水平井的井筒物理模型和温度场模型,考虑螺杆钻具的工作特性,以钻头和螺杆钻具组合的最大水力能量作为优选目标,建立了水力参数优选模型,分析了温度、压力对最小携岩排量的影响,并计算了最优排量和其他水力参数。结果表明:与不考虑温度、压力影响时相比,考虑温度、压力影响时的最小携岩排量增加了1倍;最小携岩排量随着钻井液密度和塑性黏度的降低而增大,塑性黏度是其主要影响因素;不同时刻的最小携岩排量存在一临界点,在临界点上、下井段确定最小携岩排量时,应采用不同时刻对应的最小携岩排量。因此,在超深水平井复合钻井时,应充分考虑温度、压力对水力参数优选的影响,以保证井眼清洁,提高钻井效率。

基于泥包最小化的PDC钻头水力参数优选

PDC钻头在泥页岩地层中钻进时,如果水力参数选择不当,极易形成泥包,严重影响钻井效率。现有水力参数优选标准并不适用于PDC钻头,且对特殊工况(如钻头泥包)没有针对性。为此,在对PDC钻头泥包机理及井底水力性能对其影响规律分析的基础上,推导了井底岩屑输运率公式,建立了基于泥包最小化(井底岩屑输运率最大化)的PDC钻头水力参数优选标准,给出了水力参数优选步骤,并进行了实例应用分析。研究发现:输运岩屑的能量主要来源于井底漫流水功率;无论是原始泥包还是二次泥包,提高井底岩屑输运效率,都能够预防或减少PDC钻头泥包现象。

钻头在各种地层的水力参数优选

随着钻井技术的不断发展,对钻井技术服务提出了更高的要求,基于准确地层评估的钻头水力参数优选在现场技术服务中扮演者越来越重要的角色。本文论述了钻头水力参数优选的必要性,对基于地层差异的钻头水力参数优选进行了分析,并从而实践应用角度对其参数优选进一步说明,意在为钻头水力参数实际选择提供借鉴与支持,促进钻井工程的进一步优化。

小井眼钻井环空清洁控制技术研究与应用

小井眼钻井是目前开发复杂油藏降本增效的重要手段,其中水力参数设计及井眼清洁是小井眼钻井技术的关键难点之一。在小井眼水力参数优化方法及环空中岩屑运移机理研究基础上,结合小井眼的特点考虑了地层亏空及地面设备限制来满足井眼清洁的因素,采用数值模拟方法揭示了小井眼环空内岩屑运移的本质规律,建立了适合于小井眼环空岩屑成床监测技术和岩屑清楚技术。该技术能够实时监测环空中岩屑运移状态,预测岩屑床形成的时间,判定实施井眼清洁作业的标准,结合现场水力携岩及机械破床方法达到井眼清洁控制的目的。

侧钻水平井井眼清洁控制技术研究与应用

侧钻水平井技术是一种小井眼钻井技术，其环空内的岩屑运移特性与常规水平井相比有较大差异，井眼清洁控制是侧钻水平井面临的一个重大技术难题。如何在老井地层亏空，受地面设备限制的条件下，满足井眼清洁的要求，清除斜井段与水平段的岩屑沉积床，避免井下复杂情况的发生，已成为侧钻水平井施工中亟待解决的问题。该文针对侧钻水平井的工程特性，通过分析影响井眼清洁的主要因素，采用数值模拟的方法揭示了侧钻水平井环空岩屑运移的本质规律，建立了适合于侧钻水平井的井眼清洁监测技术，该技术可以监测环空中岩屑堆积情况、预测岩屑成床时间，指导现场携岩及岩屑床清除作业，结合水力优化、机械破床方法最终可以达到井眼清洁控制的目的。