高陡含砾地层大扭矩螺杆+高效PDC钻头钻井提速分析

随着国内油气勘探开发增储上产力度的加大,钻井提速难题异常凸显,已成为油田降本增效的关键屏障。针对库车山前中深部盐上高陡含砾地层,压实程度高、灰质胶结、可钻性差等地质特点,使用常规PDC钻头+垂直钻井系统,不能够应对砾石层横向非均质性强,导致钻头抗冲击性不足产生低幅高频冲击疲劳损伤,钻头切削齿吃入不均造成钻头涡动加剧钻头冲击破坏等提速难题,从而大大缩短钻头寿命。引入大扭矩螺杆+高效PDC钻头提速工具配合垂直钻井系统,可有效发挥高效钻头耐磨性、抗冲击等特点,大扭矩螺杆的转速进一步提高了钻头的切削效率,在复合钻进过程中,不仅可防斜,而且可大大地提高机械钻速、缩短作业周期。

页岩油水平井高效PDC钻头设计及应用

为沧东凹陷页岩油水平井钻井提速攻关,针对大港油田孔二段岩性进行了可钻性分析,设计新型215.9 mm的5刀翼定向钻头。钻头采用浅锥、双圆弧头、16 mm切削齿、双排齿、力平衡优化、短保径、一体式结构等特征。在页岩油水平井官东1701H三开钻进2385 m,共使用3只,单只钻头最高进尺1177 m,最高井段平均机械钻速9.97 m/h,定向效果良好。

塑性泥岩高效PDC钻头的设计与应用

针对常规PDC钻头在塑性泥岩地层钻探中提速缓慢的问题,设计一种高效PDC钻头,从钻头异形切削齿破岩模拟、高攻击性钻头刀翼结构和布齿、高效清岩切削齿及流道结构等方面对常规PDC钻头进行针对性优化,并在油田现场进行试验。应用结果表明,该高效PDC钻头可以有效解决塑性泥岩地层钻井提速问题,具有推广应用价值。

南堡油田玄武岩个性化高效钻头的设计与应用

南堡油田馆陶底埋藏着垂直厚度十几米至几百米不等的玄武岩,其可钻性极差,长期以来只能使用牙轮钻头,钻井速度慢,制约了南堡油田优快钻井。利用实钻岩心和测井资料对玄武岩可钻性和抗压强度等进行了分析,结果表明玄武岩可钻性级别为5-7级,抗压强度为91-221MPa,压入硬度为435-1 322MPa,属于中到中硬地层。设计中优选应用了Z3、AC型切削齿,采用6刀翼和浅内锥、加长外锥冠部形状,中高密度布齿设计,利用计算流体动力学技术对钻头水力结构进行优化,采用螺旋保径结构,设计研制出了FM2653Z、FMH3653ZZ和M1666SS3种高效PDC钻头。现场应用表明：单只钻头钻穿300-500m玄武岩;与牙轮钻头相比,机械钻速和钻井进尺提高了1.7-3.3倍;解决了南堡油田火成岩钻速慢的问题。

复杂岩性地层PDC钻头优化设计与应用

近年来随着石油勘探范围扩大深入,国内主要勘探开发过程中含复杂岩性地层越来越多,许多地层高含砾夹层多、软硬交错。常规PDC钻头时常发生钻头复合片先期崩损和损坏,严重影响钻探速度和施工效率,为解决复杂岩性地层钻井提速难题,提高钻井速度,降低钻井成本,为解决PDC钻头在复杂岩性地层中应用受限的问题,提高PDC钻头在非均质地层的适应性和钻井速度,根据复杂岩性地层的特性,研制了一款新型高效PDC钻头。它既具有一般常规PDC钻头的强攻击性,保持较高机械钻速快速钻进;又具有很强的抗冲击、抗研磨能力,确保在复杂岩性地层中的使用寿命,现场应用效果非常显著。目前已在国内油田得到广泛推广应用,并取得了良好的经济社会效益,为实现复杂岩性地层快速高效钻井做出了积极探索。

元坝地区陆相硬地层高效钻井技术运用研究

元坝地区陆相地层自流井组、须家河组研磨性高,钻井速度慢,为提高该地层的钻井速度,提速提效做好对地质特点、地层因素、钻井参数、钻井液性能、钻井设备、钻具性能、施工队伍等因素的分析,应用新的高效技术,对提高钻井速度,缩短钻井周期,提高井身质量,是获得经济效益的主要手段。元坝10-3井通过使用NEW-DRILL+高效PDC钻头的集成钻井工艺技术使原来三开陆相地层只有0.8m/h平均机械钻速,提高到了2.31m/h,达到了很好的经济效果。

“NEW-DRILL”提速新工具在元坝气田的应用

元坝气田陆相深部的自流井组和须家河组地层岩性致密,非均质性强,砾岩含量高（最高可达50%）,地层研磨性强（可钻性为8 级以上）,且钻井液密度高（最高可达2.4 g/cm^3）,压持效应大,导致牙轮钻头磨损速度快,单只钻头进尺少,是制约元坝钻井提速的关键层段.为了解决这一关键层段钻井提速问题,针对元坝陆相深部高压致密研磨性地层的钻井难点,从破岩工具入手,通过对破岩机理的进一步研究分析,提出了要应用为钻头提供持续的扭矩、恒定转速和钻压的动力工具,以增加钻头的破岩能力,减少钻柱的震荡,减少切削时滑脱和钻压波动,同时配合高效的PDC 钻头或孕镶金刚石钻头,从而提高钻井效率的思路.为此,元坝气田开展了“NEW-DRILL”提速新工具的现场应用,获得了成功,取得了明显的效果.使元坝气田三开平均机械钻速由0.76 m/h 提高到2.06 m/h;周期由150-170 d 缩短到90-110 d.缩短率为35%,有效地解决了元坝气田钻井提速的技术瓶颈问题.现场应用表明,“NEW-DRILL”提速新工具能够有效提高陆相地层的机械钻速,具有进一步推广应用前景.

川西双鱼石构造超深井大尺寸井眼钻井提速技术研究

川西双鱼石构造勘探目的层埋藏深,完钻井深超过7000m,纵向多压力系统致使钻进中井塌、井漏、气侵等复杂频发,针对于此该地区钻井普遍采用非标井身结构。实钻中上部长井段大尺寸井眼往往表现出机械钻速较低同时钻井周期较长,从地层岩性与井眼尺寸入手分析了上述问题并就井身结构优化、空气钻井可行性论证、钻头选型以及钻井液优选展开了提速技术研究,逐步形成了适合该区块工程地质特征的钻井提速配套技术:优化井身结构,减少大尺寸Φ444.5mm井眼钻井深度;采用“空气钻”提速技术,快速钻过沙溪庙组中上部以上易塌、易漏地层;Φ333.4mm井眼沙溪庙组中下部至须家河组中上部井段采用“高效PDC+螺杆+优质Kcl-有机盐聚合物钻井液”复合钻井提速技术,保证了“空气钻”井段井壁稳定以快速钻至三开中完,上部大尺寸井段的钻井周期大幅缩短,实现了优快钻井,为加快该区块勘探步伐提供了技术保证。

水敏性河道砂体油藏水平井钻井关键技术应用研究

阜东5井区油藏是典型的强水敏性河道砂体油藏,目的层头屯河组为“泥包砂”结构,黏土矿物含量高达27%~31%,其中蒙脱石含量高达56%~82%,为强水敏性地层。因水敏性较强,在钻井过程中对井壁稳定性要求较高,岩层蒙脱石含量高遇水易水化膨胀造成井壁剥蚀掉块或坍塌,改变泥岩整体强度,引发井壁失稳。前期应用水基钻井液,泥岩遇水易膨胀,易坍塌,卡钻,造成多次回填侧钻等钻井复杂情况。通过油基钻井液技术、井眼清洁技术、钻井参数实时优化分析技术以及管柱安全下入技术解决了制约阜东5井区强水敏性河道砂体油藏水平井钻井技术难题。对加快水敏性河道砂体油藏高效评价、规模开发具有一定借鉴意义。

二连油田乌兰花区块钻井提速配套技术及应用

乌兰花区块是二连油田近年来增储上产的一个重要区域,但是在该地区的钻井过程中遇到了一系列提速难题,包括一开井段上部及地表的喷出岩(安山岩、玄武岩)钻时慢、井壁不规则、不稳定;二开上部腾格尔组砂砾岩中石英含量高,PDC钻头磨损快。二开下部阿尔善组和古生界的安山岩、花岗岩硬度高,机械钻速低等。针对上述难题。通过优选高效PDC钻头,精心制定钻井参数和技术措施,优化轨迹设计和钻具组合,应用旋冲工具和一体化技术服务,形成一套钻井提速配套技术。提速技术应用以来乌兰花区块共施工23口井,平均机械钻速比之前提高17.12%,钻井周期比之前缩短了3.74天,基本实现了该区块的优快钻井,为加快乌兰花油田油气勘探步伐提供了强有力的技术保证。

正安页岩气水平井优快钻井难点与对策

在正安区域地层特征及已钻井情况分析基础上,阐述了该地区水平井优快钻井技术难题,通过个性化高效PDC钻头、高扭长寿命动力钻具、钻井参数优化技术、减摩降扭工具、近钻头地质导向技术及治漏防塌钻井液技术的研究与优化,提出了针对性的解决方案。通过相关技术的应用,有望进步一提高该区水平井机械钻速、缩短钻井周期,实现优快钻井。

和X1井优快钻井技术

海塔盆地是大庆油田持续稳产的一个有力接替区块,2010年以前在该区施工3 400m左右的定向井钻井周期需要70d左右,通过影响钻井速度原因分析,进行井身结构优化,并对各段井眼轨迹控制技术进行研究,优选高效个性化PDC钻头。在和X1井深度增加50m的前提下,钻井周期缩短23d,机械钻速提高30.96%。

中深层多压力系统优快钻完井配套技术

大港油田歧口凹陷自2007年以来完钻探井30口，平均井深为3378m．平均机械钻速为8．52m／h．其中井深大于3500m的井为15口，占总井数的50％，平均机械钻速为5．9ndh，平均钻井周期为93．1d，井深大于5000m的井3口，平均机械钻速为4．8m／h，平均钻井周期为143d。钻井速度慢严重影响了歧口凹陷大油气田的勘探开发进程．钻井提速已经成为亟待解决的问题。通过研究并集成应用了地层压力预测、井身结构优化设计、高效PDC钻头、耐高温螺杆钻具、多压力系统固井等优快钻井技术，在平均井深增加31m情况下，2010年机械钻速达到11．02m／h，同比2007年提高了20．83％；建井周期为58．91d，同比2007年缩短了32．32％．促进了歧口凹陷深层钻井提速。

甘肃环县木钵-樊家川区块水平井提速难点与对策

木钵-樊家川区块位于甘肃省环县境内,主要开发长8油层,水平井井深在3300-3700米左右,水平段大多在600-900米,本文通过分析寻找制约该区块快速钻进的难点,提出相应的对策。主要包括:优选适合该区块的高效耐磨PDC钻头,井眼轨迹有效控制,全面推广二开到入窗一趟钻,杜绝井下事故发生等,从而达到高效施工的目的。