基于非球形岩屑的高压CO_(2)喷射钻井携岩试验研究

在非常规储层开采中,欠平衡气体钻井技术克服了传统钻井钻速低、建井周期长和效率低等缺点,而气体钻井技术在深部地层钻进时井底高效携岩是制约上述问题的关键之一。由于气体钻井携岩研究中多采用球形代替真实非球形岩屑,忽略岩屑非球形轮廓对岩屑运移的影响,致使井底喷射携岩特性不准确。为此,本文采用PDC钻头切削砂岩所得真实岩屑制得非球形岩屑,搭建PDC钻头高压CO_(2)喷射携岩试验平台,探究岩屑球形度φ、喷射压力、钻头转速和岩屑体积对携岩的影响。结果表明:非球形岩屑上升时轴向速度波动大,且其启动速度快于球形岩屑,但速度衰减更快;随着岩屑球形度φ值的增加,岩屑在井筒内的轴向速度先减小后增加,当φ值在0.6~0.65范围内岩屑轴向速度降低导致运移效率变差;CO_(2)喷射压力增加对岩屑轴向速度增加显著,在距离井底35 mm处岩屑轴向速度增幅可达221%;钻头转速增加使得靠近井底段的岩屑运移速度提升显著,当钻头转速在70~80 r/min范围内,平均运移速度稳定在11.88 m/s,携岩效果较好;岩屑轴向速度随岩屑体积的增加呈现先减小后增大的趋势。上述研究系统阐明了PDC钻头喷射钻井携岩特性,为CO_(2)等气体喷射钻井技术应用提供了理论基础。

空气冲旋钻井破岩试验台架研制初探

分析了空气钻井冲旋破岩的井底压力和温度、钻压、转速、空气排量、空气锤、射流作用等影响因素。由于台架和真实钻井的差异,忽略了井底压力和温度,不做模拟井壁,岩屑可以充分排出。在此基础上,提出了台架机械系统的3种实现方案:方案一借鉴了钻机钻井的实现方法;方案二使用了旋转岩样的方案,不再需要水龙头,钻压施加方便,且节省了一个液压缸;方案三使用液压缸模拟冲击。

气体钻井地面分离设备液体排料系统的设计研究

目前,氮气、天然气欠平衡钻井过程中将由井筒返回至地面的气体进行直排放燃,这样既污染了环境,又浪费了能源,增加了钻井成本。为此,设计了一套气体钻井地面分离系统对由井筒返回至地面的气体进行回收,并对分离设备的排料系统进行了设计研究。为充分回收气体并保证连续排料,采用了液体排料的方案。液体输送需要保证排料速度大于临界流速,而临界流速与所输送固体的粒径有关,通过调研和采样分析,掌握了井口钻屑粒度分布范围,确定采用相应的B.C.克诺罗兹公式计算排料临界流速。同时,为了达到带压锁气排料的目的,设计了料罐液位自控方案。最后,针对气体钻井的实际工况对排料系统进行了实例设计,并进行了排料系统携岩排料能力试验,证明所做的设计可行。

钻柱中分流器的工作原理及水力分析

为解决钻井中尾管上部大井筒的低返速携岩问题,提出了在钻杆中安装分流器来提高携岩能力的设想,并初步设计了钻杆分流器的结构。建立了分流器的串联局部压力模型,推导出分流器开口面积的一元二次方程,优化了分流器的最佳携岩位置,并对其进行编程计算。结果表明:影响分流器开口直径的本质因素是分流量及压力差;随着喷嘴排量减小、密度减小、尾管段环空内径增大及安装井深增大,开口直径均减小;分流器的最优携岩位置主要受岩屑末速度的影响,岩屑末速度主要取决于岩屑粒径、钻井液密度、钻井液粘性系数及钻井液流速等因素。

HW702水平井钻井液完井液技术

针对克拉玛依油田七中区佳木河组裂缝性油藏特点。为降低水平钻井扭矩和阻力,提高大斜度井段和水平井段的环空携岩效果,减少油层污染,在HW702水平井选用了复合离子型聚合物钻井液完井液,进行了抑制性加重钻井液技术研究、钻井液完井液环空携岩试验,并利用粗细碳酸钙、磺化沥青等对裂缝性油藏进行粒子架桥和可变形粒子的充填暂堵的保护油层方法,成功地钻成了HW702水平井。

中佳2-H无导眼预探水平井钻井液技术

无导眼预探水平井中佳2-H井完钻井深5 780 m,垂深4 635.55 m,水平段长960 m。钻遇地层岩性复杂,易出现阻卡、井漏等复杂。为满足地质和后期压裂改造的需要,井眼轨迹多次调整,而且水平段延伸方向钻遇多个逆向断裂,这给斜井段钻井井壁稳定、携岩和减阻防卡增加了难度。针对该井地质特点和钻井液技术难点,直井段选用钾钙基钻井液体系,造斜段、水平段选用钾钙基聚磺混油钻井液体系,现场采取合理的技术措施,满足了各井段的钻井要求。压裂改造后获高产工业油气流,6.0 mm油嘴试产,日产气11.3×104m^3,日产油142.2 m^3。

凿岩滚班制作业循环在斜坡道施工中的应用

文中介绍新城金矿二期斜坡道工程采用凿岩工序滚班制作业循环，使该项国家重点工程提前６个月完成掘砌施工任务。