扭力冲击器复合钻进工艺在干热岩钻井中的试验应用

扭力冲击器在石油、天然气行业钻井中得到广泛应用,具有提速增效的作用。而干热岩钻井工作环境不同于油气钻井,面临着高温、高压、硬岩、强研麿性以及深井、超深井等问题,因此对扭力冲击器进行了针对性设计,并进行试验应用。在扭力冲击器2次入井试验中,对硬-极硬岩地层进行了不同钻具组合下的钻进试验,确定了扭力冲击器对钻进效率的影响机理。结果表明:(1)扭力冲击器能够消除螺杆钻具因离心惯性力造成钻具的横向振动,验证了扭力冲击器与螺杆钻具组合应用的可行性。相比未使用扭力冲击器井段,机械钻速提高29.59%。(2)从碎岩机理和地层适配性上,相比PDC钻头,牙轮钻头在扭力冲击器+螺杆钻具+转盘复合钻进的方式下,有着较高的钻进优势。试验成果可为扭力冲击器与牙轮钻头匹配性研究和扭力冲击器与螺杆钻具的耦合性研究提供较好的技术基础。

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。

复合冲击钻具的研制及现场试验

为了进一步提高硬地层的机械钻速,同时控制PDC钻头的黏滑振动,将扭力冲击器和旋冲钻具的特点相结合,研制了同时给PDC钻头提供高频单向轴向冲击和往复扭转冲击的复合冲击钻具。通过地面试验验证了复合冲击钻具的可行性并测试了其性能,结果表明,复合冲击钻具能实现轴向冲击和扭转冲击功能,冲击频率、冲击功和压降随排量增大而增大,随喷嘴直径增大而减小。在葡4-32井的现场试验结果表明:使用复合冲击钻具后,与邻井"螺杆+PDC钻头"复合钻井相比,机械钻速提高了60.2%;试验过程中,PDC钻头未出现黏滑振动和崩齿现象。研究结果表明,复合冲击钻具能提高硬地层机械钻速,并能控制PDC钻头的黏滑振动,起到保护PDC钻头的作用。

南海东部深层古近系高效开发技术探索与实践

针对南海东部地区深层古近系地层压实程度高、研磨性强、机械钻速低、压差卡钻风险高等难题,形成以旋转齿钻头、一体化复合冲击器、新型硅酸盐钻井液体系为核心的深层古近系高效开发技术。现场试验结果表明:旋转齿钻头有效降低钻头磨损,提升破岩效率,行程钻速提升100%;一体化复合冲击器扭向冲击与轴向冲击相结合,相同层位机械钻速提升155.8%;新型硅酸盐钻井液体系实现低密度下维持井壁稳定,降低电缆测井复杂事故率。南海东部深层古近系开发技术的探索与实践为后续高效挖掘深层剩余油潜力奠定了良好基础。