川南深层页岩气井大尺寸井眼一趟钻PDC钻头优化设计研究与应用

Ø406.4 mm大尺寸井眼钻井中通常采用大钻压、高转速等钻井参数,在高强度、高研磨性地层中钻进时,PDC钻头相较于在小尺寸井眼中振动更剧烈,切削齿更易崩损,单只钻头进尺及机械钻速受到影响。文章以川南Y202井区深层页岩气井的Ø406.4 mm钻头在自流井及须家河等高强度、高研磨性地层钻井为例,通过分析地层岩石力学特征及邻井钻头的使用情况,优选切削齿齿形、高耐磨切削齿材料、钻头刀翼数量,优化冠型剖面、钻头动态力平衡性能等,开展了大尺寸井眼PDC钻头优化设计研究。所设计的Ø406.4 mm大尺寸井眼PDC钻头X616K在配合大扭矩螺杆的情况下,成功实现该井区Y212井及Y215井两口井的大尺寸井眼一趟钻完成钻井作业,较邻井节约起下1~3趟钻的起下钻作业,缩短钻井周期2~3 d,提速效果显著。文章研究成果可为其他区块的大尺寸井眼PDC钻头优化设计提供参考。

冀东油田深部难钻地层PDC钻头优化设计

冀东油田深部地层岩性复杂,具有硬度高、研磨性强,极不均质等特点,导致PDC钻头的平均进尺和使用寿命均较短,严重制约着钻井效率。文章针对此问题,开展该地区岩石的XRD实验,获取了岩石矿物组分,结合地展硬度、塑性系数和PDC钻头的可钻性测试结果,建立了深部地层抗钻特性剖面;建立岩石破碎条件下的地层—PDC钻头系统力学模型,分析单齿复合片破岩时的受力状态:随着后倾角的增大,轴向力先增大后平稳,侧向力则出现拐点。综合室内抗钻特性测试和数值模拟结果得到最优后倾角为15°、最优喷嘴组合为两个直径16 mm的中心喷嘴+5个直径14 mm的外围喷嘴时钻头有利于破碎致密泥岩、硬夹层,机械钻速提高明显,这对冀东油田持续提速降本具有重要意义。

PDC钻头在靖中北水平气井与靖南气探井中的应用与优化

近年来PDC在长庆油田钻井中取得了广泛的应用,PDC钻头机械钻速高,不掉牙轮等特点使其在应用中大有代替牙轮钻头的趋势,就靖中北气井水平井与靖南气探井中PDC钻头的使用做出对比,探讨其在使用中的参数优化。

针对海上油田底砾岩用PDC钻头的改进与提效

针对PDC钻头的研究与改进,探究出一套适用于JZ9-3油田针对馆陶组厚层底砾岩的抗研磨性高、服役寿命长的高效钻头。实践表明,这种改进型的PDC钻头能够高效地钻穿该区块厚层砥砺岩并大幅提高钻井效率,极大地缩短了海上油田单井建井周期,显著提高了油气开发经济效益,具有良好的推广应用价值。

不同地层钻头的优化设计与应用

在钻孔灌注桩施工中,转盘式钻机钻头的设计是提高工效的重要因素。根据多年现场施工经验,通过对钻头结构关键部位的优化设计,使钻头在不同地层中有更广泛的适应性,同时具有较高工效,达到保证质量、降低成本和加快施工进度的目的。

近钻头扭转冲击器破岩机理及应用

PDC钻头是超深井硬地层主要的破岩工具。由于黏滑振动引发的PDC钻头过早失效是造成超深井钻井成本增加的一个重要因素。本文针对PDC钻头的黏滑振动效应,理论分析了黏滑振动机理,建立了PDC钻头黏滑振动系统的力学模型,并用高频低幅扭转冲击器及优化钻头结构的方式来消除钻头的黏滑振动。研究结果表明:PDC钻头长度越长,能量衰减越快,扭转冲击能量传递效率越低;PDC钻头截面积越大,长度越小,高频扭转冲击器冲击系统能量传递效率越高。新疆塔里木盆地XK3井试验表明,扭转冲击工具与常规钻具相比机械钻速提高1倍以上,能够有效消除PDC钻头的黏滑振动效应,减轻钻柱扭转振荡,降低钻井成本。

大直径冲击反循环钻头研究现状综述

针对大直径冲击反循环钻头寿命短、体积大不易试验、需进一步优化等各方面的问题,总结了现阶段的研究现状及各种解决方法,并对大直径钻头的优化设计提出了一定的建议,对其未来技术发展做了展望。为大直径冲击反循环钻头的进一步研究与发展提供参考。

鄂尔多斯盆地南梁油田西区PDC钻头切削齿磨损分析及应用研究

统计、对比分析了两邻井同一井段PDC钻头使用情况,切削齿磨损情况以及磨损原因,认为弯螺杆复合钻进诱发的井底涡动是导致切削齿磨损不均、微小金刚石颗粒崩落、磨损面拉断裂纹发育的根本原因,严重影响了钻头寿命,并从提高该区块定向井两趟钻比例、单只钻头进尺的角度给出了钻头优化、制造和使用等方面的建议。研究表明,通过外锥后排辅助齿抵抗冲击应力、控制吃入深度是减少磨损的有效方法。

弱胶结砂砾岩地层钻头研制及提速工具配套研究

针对弱胶结砂砾岩地层钻井过程中面临的PDC钻头崩齿、碎齿严重,钻头先期损坏使得单只进尺少,钻井成本高等技术难题,从弱胶结砂砾岩地层岩石力学特性分析、锥齿PDC钻头研制及提速工具配套等方面着手,研究形成了适合弱胶结砂砾岩地层钻井提速的锥齿微心PDC钻头;并通过选用恒扭矩工具配合该型钻头在胜利油田利567区块进行现场应用,取得了良好的效果,大大延长了钻头的使用寿命,起到了提高机械钻速和降低钻井成本的目的。

深井钻井技术优化研究与应用

深井超深井钻井是一项复杂的系统工程,需要有科学的理论、先进的技术、可靠的装备、高素质的人才队伍和科学的管理手段,深井钻井存在钻井难度大、钻井周期长、钻井成本高等问题,影响各大油田勘探开发效益。本文以L油田为例,对深井钻井技术进行优化研究,包括建立区域施工模板、引进及优化设计钻头、开展氮气钻井现场试验、优化钻具尺寸及水眼内径、推广安全钻井技术等,现场应用取得较好效果,可为同行提供借鉴经验。

高压射流钻进工艺试验

在钻井过程中受松散覆盖层、强富水含水层、裂隙发育等多种复杂地质条件影响,常规钻井钻进效率较低、井壁稳定性较差,为提高钻进效率,结合国家重点研发计划项目重点对高压射流钻进工艺进行了研究,高速射流的水力能量迅速破坏土体结构,同时冲刷钻头,有效净化孔底环境,避免岩屑重复破碎。试验重点研究泵排量、喷嘴尺寸等对孔底压力和机械钻速的影响,通过工程试验发现合适的喷嘴直径配置是提高机械钻速的关键因素,利用高压射流钻进工艺可以提高钻进机械钻速,有效解决复杂地层快速钻进技术难题。

东海X区块钻井提速研究与应用

东海X区块地层可钻性较差,导致机械钻速低、钻头进尺短、井眼浸泡时间长、钻具遇阻遇卡,钻井效率低下,在对区内历史井地层特性、岩石抗压强度及钻头使用情况等分析的基础上,开展了钻井提速研究。结果表明,钻头优化、使用复合冲击器、井身结构优化的配套系统性提速方案可提高钻井效率、缩短钻井周期、降低复杂情况、加快油气勘探进程。其中,根据复合冲击器的工作原理和寿命优化井眼轨迹,对钻头设计时使用中等抛物线、加强肩部布齿密度,可解决区内钻头磨损严重、单个钻头进尺少需3~4趟钻完成一个井段作业、深部地层平均机械钻速低于10 m/h等一系列难题。该提速方案现场应用,减少了卡钻、井眼垮塌等井下复杂情况,实现了各开次井眼一趟钻工程,缩短钻井周期6~8 d,并在该区块创下了单只钻头进尺和机械钻速等多项新记录,钻井效率明显提高,为东海油气勘探提速增效探索了一条可行的技术路线。

桐柏老湾金矿上上河矿区金刚石钻进“打滑”地层所遇问题及对策

通过桐柏老湾金矿上上河矿区"打滑"地层的施工,介绍了试验性生产及室内金刚石钻头的优化选择试验,总结了钻进"打滑"地层所遇到的问题以及所采取的相应的技术措施。

长北双分支水平井钻井技术突破与应用

长北储层不连续、非均质、厚度薄,同时泥岩夹层显著增加,且时常伴有碳质泥岩、煤层等夹层。加上外部汇率、人民币持续走高、油价高企等不可控因素给钻井作业带来了前所未有的挑战。为此,在保证现有钻井作业水平和安全"零事故目标"的前提下,如何降低钻井作业成本和提高钻井作业业绩,进行了大量的研究。通过对井眼轨迹控制、钻头和钻井液等配套技术的优化和改进,结合精益化管理等措施,实现了长北钻井新技术发展与成本控制双重目标。

难加工材料高速深孔钻的设计与试验

对钻头进行整体的受力分析,建立钻头受力的力学模型;提出减小导向块摩擦力来提高切削速度的观点;通过试验的方法,得到切削钛合金材料钻头齿宽与切削力的函数关系式,对高速错齿深孔钻头齿宽和位置进行了重新设计,完成了内排屑错齿高速深孔钻的设计。新的设计方法为高速深孔钻头的设计提供了参考。

大直径冲击反循环钻头研究现状综述

本文总结了大直径冲击反循环钻头国内外的研究现状及目前存在的各种问题,并针对大直径冲击反循环钻头寿命短,体积大不易试验,需进一步优化等问题总结了现阶段国内外学者所做的各种研究及解决的方法,并且展望了大直径冲击反循环钻头未来的发展状况。

分支水平井钻井技术在沈阳采油厂边台区块的应用

2007年以来,沈阳采油厂根据新的地质认识成果,为确保油田高速高效开发,在边台区块应用分支水平井钻井技术,提高中深油层油藏单井产能和采收率,整体部署了一批水平井。通过一年多8口水平井的施工,在分支井眼钻头和参数优化、井身轨迹控制、筛管完井、复杂情况预防、套管防磨等方面做了大量工作,钻井速度和技术不断提高,积累了一定的经验。文章是对一年多来水平井施工的技术总结和体会。

强胶结砂砾岩地层钻井提速关键技术研究及应用

针对强胶结砂砾岩地层钻井过程中面临的岩石可钻性差、研磨性强、单只钻头进尺少,五段制轨道降斜段施工摩阻扭矩大、时效低等诸多技术难题,从高效PDC钻头研制、五段制轨迹高效控制及配套提速工具应用等方面着手,研究形成了适合强胶结砂砾岩地层钻井提速的关键技术,并在胜利油田盐222区块成功应用,大幅度提高了钻井机械钻速,钻井周期由初期的60d缩短至30d左右,取得了良好的现场应用效果,为强胶结砂砾岩油藏的高效开发提供了有效技术保障。

浅谈川西水平井定向托压问题的研究与探讨

针对川西水平井造斜段泥岩段长定向托压,导致机械钻速低、起下钻频繁和钻井周期长的问题,经过多口井的摸索和总结,通过优化井眼轨迹控制技术、钻井液清洁和润滑钻井液技术、钻具结构调整技术、井下工具和钻头的优化技术,大大提高了造斜段的机械钻速,减少了起下钻频率次数,通过与同类型已完井水平井施工井段比较,机械钻速提高41.73%,蓬莱镇组造斜段钻井周期缩短31.19%,为今后同类型井的提速增效提供了很好的借鉴作用。

盐222难动用区块提速提效关键技术

盐222区块属于胜利油田难动用开发区块,该区块油藏储层埋藏深、岩性复杂,面临机械钻速低、单只钻头进尺少、滑动钻进困难等一系列难题。通过钻井工程设计、钻头优化设计、轨迹高效控制以及提速提具的配套使用,实现盐222难动用储量区块的高效开发,为胜利油田的稳产、增效提供保障。