液动锤在科钻一井先导孔钻井中的应用

以 KSC- 12 7型液动锤在科钻一井先导孔二开取心取进井段的应用为例 ,对液动锤的工作原理和破岩机理进行了分析 ,详细说明了液动锤在提高取心收获率和防止孔斜方面所起的关键作用 ,并对液动锤的发展前景进行了展望。

“科钻一井”钻探施工技术概览

文章介绍了中国第一个硬岩、深孔、连续取心钻探项目———中国大陆科学钻探工程科钻一井的钻探实施情况,涉及该井的钻探技术设计、钻孔结构和套管程序、进行取心钻进、扩孔钻进和纠斜钻进时采用的方法和技术。此外,还介绍了科钻一井的施工过程以及在钻进施工遇到的各种技术难题和采取的解决措施、获得的主要技术经济指标。总的来说,科钻一井施工采用了许多特殊和新型的钻探技术,施工获得了高效、优质和低成本的好效果。

科钻一井先导孔扩孔技术

科钻一井先导孔由 15 7mm扩孔至 311mm,由于是全井段 (2 0 0 0 m)扩孔 ,而且地层硬度及研磨性均很大 ,导致施工难度较大 ,作业时间较长。在分析该井地层岩性的基础上 ,从扩孔钻头的选择、钻具组合的优选以及钻井液技术三方面详细论述了先导孔的扩孔钻进情况 ,并给出了在扩孔钻井过程中采取的工程技术措施及应注意的事项。

科钻一井取心钻进技术研究

根据科学钻探对岩心的特殊要求,认为金刚石取心钻头是科学深钻取心钻进较理想的选择。推导了提钻取心和绳索取心两种钻进方法的时间和成本计算公式,进而建立了临界井深计算模型。以设计井深5000 m的科钻一井为例,对提钻取心和绳索取心进行了技术经济分析,认为科钻一井的首选为绳索取心钻进方法,但如能将回次长度提高到9 m左右,提钻取心钻进方法也不失为一种经济实用的选择。对科钻一井采用的井底马达驱动金刚石钻头冲击回转取心钻进方法的钻具组合、钻进参数和使用效果进行了详细介绍。

科钻一井侧钻作业设计与施工

科钻一井主孔取心钻进至井深3 665 m时发生扩孔器折断事故,由于井内掉块严重,导致多次打捞失败。在进行扩孔钻进前起出活动套管时又有大量套管扶正器扶正钢板落入井内．扩孔钻进时又有3个扩孔钻头的导向体落井,加上井眼局部严重扩径,落鱼打捞或处理难度非常大,决定侧钻绕障。由于水泥塞强度与地层岩石强度差别大,开新井眼困难,经慎重设计、精心施工,采取了合理选择侧钻点、正确设计造斜率和选配马达弯角以及采用小直径开窗、大直径扩孔、小钻井参数钻进等技术措施使得侧钻绕障一次成功,为主孔后续正常钻进奠定了良好基础。

科钻一井套管和钻进施工程序设计技术

套管程序和钻进施工程序设计遇到的主要问题是:1)1000m以深地层未知,地球物理方法用于结晶岩的效果差,推断的结果可信度低,进行套管程序设计缺乏依据;2)要求5000m全部取心钻进,选择合理的取心钻进施工程序成为难题。为此,在借鉴世界上主要硬岩深井取心钻进项目设计的先进思想和宝贵经验的基础上,制定了一种“灵活的双孔钻进”方案,其要点是:1)全井采用一种直径(小直径)取心钻进;2)预先不确定套管程序,钻进中视地层稳定情况扩孔下套管;3)按照双孔(先导孔+主孔)设计,钻完先导孔后再根据情况决定是扩孔钻主孔, 还是移井位钻主孔。在分析该井套管和钻进施工程序难点的基础上,介绍了采取的“超前孔裸眼钻进方法”,给出了 8种套管和钻进施工程序。

科钻一井钻探施工技术路线和钻探施工概述

简单介绍了中国大陆科学钻探工程科钻一井的钻探施工技术路线和钻探施工情况,提供了一些原始数据和科钻一井钻探施工完成的技术经济指标。

科钻一井钻探施工技术总论

介绍了中国第一个硬岩、深孔、连续取心钻探项目——中国大陆科学钻探工程科钻一井的钻探实施情况,涉及该井的钻探技术设计、钻孔结构和套管程序,进行取心钻进、扩孔钻进和纠斜钻进时采用的方法和技术。此外,还介绍了科钻一井的施工过程以及在钻进施工中遇到的各种技术难题和采取的解决措施、获得的主要技术经济指标。

“科钻一井”一开泥浆技术

“科钻一井”一开井段采用了钠膨润土 -高粘CMC泥浆体系 ,视漏失情况添加GD -Ⅲ随钻堵漏剂 ,满足了施工携带岩屑和堵漏防漏要求。介绍了该井一开井段的泥浆技术 ,并对泥浆成本进行了分析。

“科钻一井”主要技术方案实践与认识

介绍了“科钻一井”主要技术方案及目前施工进展 ,根据实际情况 ,对“科钻一井”

螺杆马达驱动的连续造斜器在科钻一井中的应用

介绍了螺杆马达驱动的连续造斜器的原理和结构,以及在中国大陆科学钻探工程试验钻孔和科钻一井的生产应用情况。

中国大陆科学钻探工程“科钻一井”钻探工程设计精要

论述了中国第一口大陆科学钻孔“科钻一井”的地学意义以及其选址、地学目标和科学意义 ;重点介绍了“科钻一井”钻探工程设计主要思路和设计要点 ,整个工程设计体现了可变性的思路。

科钻一井先导孔钻井液技术

科钻一井一开井段采用了钠膨润土 -高粘 CMC钻井液体系 ,二开取心井段采用了 L BM - H低固相钻井液体系 ,三开扩孔井段采用聚合物低固相钻井液体系 ,并配合其它处理剂 ,保证了 2 0 0 0 m先导孔钻井取心的安全。对该井先导孔各井段的钻井液维护处理技术措施进行了详细的介绍 ,并对钻井液成本进行了综合分析。

科钻一井扩孔器的研制及应用

科钻一井在取心钻进中为了尽量避免大段划眼(扩孔),在钻具组合中岩心筒的上、下部位各装一套扩孔器,为此,采用无压浸渍焊接工艺研制出φ157．3 mm碳化钨胎体式表镶φ3mm×5 mm人造聚晶金刚石扩孔器。科钻一井99只扩孔器的现场应用证明,该扩孔器使用寿命较长,满足了全井取心钻进的需要,是一种较好的取心钻具配件,也有助于提高和完善我国硬岩深井大直径取心钻进技术。

科钻一井钻井液用膨润土性能及分散机理

以科钻一井金刚石取心钻进所产生岩屑的颗粒分布为依据,结合钻井工艺对钻井液性能的要求,介绍了一种低固相、低黏度、低切力、低失水、高分散的膨润土泥浆材料——LBM-SD,并分析了LBM-SD膨润土的分散机理。LBM-SD是由优质钠基膨润土(NV-1)与小相对分子质量的三元共聚物按照一定比例,经过混炼挤压而成。小相对分子质量的三元共聚物为丙烯酸、丙烯酰胺和丙烯腈按照一定工艺聚合而成的共聚物,其分子链上含有大量的羧钠基、酰胺基和腈基。LBM-SD膨润土颗粒呈高分散状态,平均粒径小于3μm。与人工钠基膨润土相比,平均粒径降低了41.7%,平均质量比表面积提高了43.6%,E电位值增加了28.4%。

科钻一井主孔取心钻进钻井液技术

针对科钻一井主孔取心钻进的要求,研制开发了LBM-SD复合钻井液材料。室内试验表明,该材料具有较好的抗盐、抗钙镁和抗海水的能力,用其配制的钻井液具有低粘、低切、低滤失和低固相特点,而且与润滑剂GLUB具有良好的配伍性。采用以离心机为主的固相控制系统有效地清除了金刚石钻头钻进时产生的微细岩粉,保障了钻井液体系性能的长期稳定,而GLUB的应用,保证了井底钻具工作稳定,减少了钻具磨损,提高了岩心收获率及取心质量。

《中国大陆科学钻探工程科钻一井钻探工程技术》一书出版发行

中国大陆科学钻探工程中心王达、张伟、张晓西等著的《中国大陆科学钻探工程科钻一井钻探工程技术》一书于2007年2月由科学出版社出版发行。全书88万余字，由刘广志院士和李世忠教授撰写了序言，全面介绍了中国大陆科学钻探工程科钻一井的钻探施工理论与工程实践，汇集了科钻一井钻进过程中积累的各种数据、资料，展示了我国在科学钻探工程研究领域的最新技术和成果。

中国大陆科钻一井钻达5000m

中国地质调查局网消息，2004年12月21日14时16分，中国大陆科学钻探工程科钻一井钻进到井深5000m，这意味着这一国家重大科学工程项目的原定钻井工程目标已经达到。由于科钻一井的施工计划最近稍微进行了调整，调整后的完钻井深被定为5100m，因此目前钻井施工仍在进行。