基于犁切破岩的锥形金刚石切削齿钻头及其应用

PDC钻头有着较高的钻进效率,但在非均质硬地层中应用时却存在寿命短、机械钻速低的问题。研究具有较高抗冲击强度和耐磨性的新型钻头来解决硬地层破岩效率,是当前国内外钻头厂商的一个研究热点。为此,在分析锥形切削齿破岩原理及其优势基础上,详细介绍了近年研发的一种具有犁削破岩和剪切破岩双重切削作用的最新圆锥形金刚石元件CDE切削齿钻头。实钻试验表明,这种复合式锥形齿PDC钻头能够在极具挑战性的地层条件下延长钻进深度,提高机械钻速,极大地提高交互夹层、含燧石硬质研磨性地层、火山岩地层、地热井甚至有些认为采用PDC钻头无法钻进的地层中的钻进效率。

阿克纠宾高研磨性地层钻井提速关键技术

阿克纠宾地区的扎纳若尔与北特鲁瓦油田含有丰富的油气资源,主要油气藏位于二叠系以下的石炭系地层。由于二叠系至石炭系厚度大(2 000~3 000 m),且普遍发育致密岩层,尤其是石炭系的MKT、KT1和KT2层研磨性高,导致深部地层机械钻速低(1. 05~2. 50 m/h)。因此,提高本井段的破岩效率是实现该油田高效开发的关键。分析了旋冲钻井及锥形齿钻头破岩受力机理,通过现场试验证明了该项技术在深部高研磨性地层的适用性,并进行了推广应用,实现了阿克纠宾地区深部地层钻井提速1~3倍。基于理论分析和现场实践,形成了以旋冲钻井及锥形齿钻头为主体的阿克纠宾高研磨性地层钻井提速关键技术,对滨里海盆地及发育类似地层区域的高效钻井具有积极的指导和借鉴意义。

北特鲁瓦油田第一口长水平段水平井优快钻井技术

北特鲁瓦油田位于滨里海盆地东缘,其复杂碳酸盐岩油气藏普遍存在地质构造复杂、目的层边界和厚度变化大、下部高研磨性灰泥岩机械钻速低等突出问题;同时,为了增加单井产量,水平段长度由该油田常规的400m延伸至1000m,显著增大了井眼轨迹与井身质量控制的难度。为了攻克以上技术难题,开展了延长水平段钻井技术的集成与应用,形成了该地区以旋转导向、锥形齿钻头、探边技术为主的长水平段优快钻井技术。该技术在北特鲁瓦油田H814井进行了首次试验应用,取得了较好的效果。其中,旋转导向钻井技术实现了目的层的旋转钻进,降低了钻井风险;锥形齿钻头实现了机械钻速提高一倍以上;探边技术实现了油气层的精准定位,使油层钻遇率由原来的55%提高到83.9%。鉴于滨里海盆地具有很强的地层规律性,所形成的优快钻井技术在全盆地其他油田具有较强的指导和借鉴意义,可全范围推广应用。

哈萨克斯坦阿克纠宾地区全井筒钻井提速综合技术

哈萨克斯坦阿克纠宾项目位于滨里海盆地东缘,其复杂碳酸盐油气藏普遍存在上部地层蹩跳钻严重、井斜控制难和下部高研磨性灰泥岩,机械钻速低等问题突出,通过开展钻井提速工具的集成与应用,形成了该地区以垂直钻井、个性化钻头、复合钻进、旋冲钻井为主的提速综合技术。在阿克纠宾项目各油田进行了推广应用,取得了较好的提速效果,与常规钻进方式钻进对比,垂直钻井技术提速1.6倍,个性化锥形齿PDC钻头配合高速螺杆技术在直井与水平井均提速1倍以上,旋冲钻井配合个性化PDC钻头技术提速2~3倍,孕镶金刚石钻头配合涡轮钻井技术提速2倍以上。鉴于滨里海盆地具有很强的地层规律性,所形成的钻井提速技术和方法在全盆地其他油田具有较强的指导和借鉴意义。