气体钻井预弯曲钟摆钻具控斜的动力学行为

井斜控制困难一直都是制约气体钻井技术发展的难题之一。为此,在研究带预弯结构的井底光钻铤钻具组合(BHA)动力学行为的基础上,基于拉格朗日方程建立了预弯钟摆BHA的非线性动力学模型,由简支梁静态模型求取钻头上的动态侧向力,进而设计、评价不同结构的预弯钟摆BHA在气体钻井中的控斜能力,并进行了现场验证。研究结果表明:①合理的预弯钟摆BHA在气体钻井中可以提供较大的动态降斜力,从而发挥出很好的降斜效果,当预弯短接弯角为0.75°时,BHA形心运动的最大半径较小,说明0.75°的弯角时BHA具有最佳的稳定性;②当钻头与近钻头稳定器之间为两根钻铤时,BHA的运动稳定性大幅提高,基本上处于井眼中心,这对于井眼质量控制十分有益;③所设计的预弯钟摆BHA在现场应用中能够较好的控制气体钻井井斜。结论认为,预弯钟摆BHA的动力学控制方程能够很好地描述预弯结构的运动特征,所设计的预弯钟摆BHA不仅适用于常规地层,而且在非均质性较强的砾石层钻井中控斜效果也同样显著;该研究成果对于气体钻井低成本控斜技术发展具有很好的推动作用。

螺杆防斜快速钻井机理探索

对螺杆和常规钟摆防斜组合的防斜、纠斜能力进行了对比分析 ,得出螺杆防斜组合在提高机械钻速的同时 ,其纠斜能力仍然要高于常规钟摆组合。并给出了螺杆防斜组合的接法及在实际应用中注意的问题 ,可作为现场技术人员的参考。

塔里木博孜区块巨厚砾石层气体钻井实践与认识

塔里木博孜区块沉积巨厚砾石层,机械钻速低、钻头耗用多、钻井周期长是该区块勘探开发提速的一大瓶颈。通过砾石层气体钻井井壁稳定性、防斜打快、沉砂控制及钻井液转换等可行性研究,筛选出适合气体钻井层段,运用阀式连续循环、预弯钟摆钻具组合、气液转换等关键技术,开展了3井次现场应用实践,取得了较好的提速效果,同比钻井液钻井,行程钻速平均提高3.4倍,节省钻头7只以上,单只钻头进尺平均提高3.5倍,初步形成了博孜区块砾石层气体钻井配套工艺技术。

垂直钻井系统PowerV技术首次在川西高陡构造X01井的应用效果

PowerV垂直钻井技术（以下简称PowerV）是一项高陡构造直井防斜提速钻井技术，合理选配钻头、控制钻井液性能指标等成为运用该技术的关键。为此，以PowerV的结构、工作原理及钻具组合要求为指导，分析其在四川盆地西部高陡构造X01井的首次应用试验情况，该井在0316．5mm井眼的933-2757m井段实钻，PowerV钻进井段井斜小于1．2°；与常规组合的钻井相比较，钻速提高4倍；与邻井相同井段的钻井效果相比，PowerV钻具组合使用了较高的钻压和转速钻进，机械钻速成倍提高。试验结果表明：①选择性能较好的进口钻头可以节约起下钻时间；⑦使用全套固控设备的时间应占循环时间的85％以上，以保证入井钻井液性能：③要求循环系统具备较高的承压能力才能够保证PowerV垂直钻井系统对压降的基本需求。结论认为，该技术有利于高陡构造的井身质量控制，大幅度提高了钻速，具有较好的推广价值和应用前景。

浅谈防斜技术在长宁地区的应用

结合在长宁地区所钻十余口井,对井斜产生的原因的分析,对现有防斜手段在该地区进行了实际的应用,通过单弯螺杆弥补了现有钟摆钻具组合钻速低、钟摆力不足、井底切屑不均匀等缺陷,总结出如何在尽量提高钻速的基础上,使得井身质量得到很好的控制,并取得了很好的经济效益和社会效益。

预弯钟摆BHA在不同钻井介质中的动力学特征及其应用

带预弯结构的钟摆钻具组合(简称预弯钟摆BHA)既可适用于气体钻井,也适用于泥浆钻井,并在直井控斜、提速方面得到了较好的应用。但在不同钻井介质中,预弯钟摆BHA的应用效果体现出了较大的差异。从动力学角度出发研究钻井介质对预弯钟摆BHA力学特性的影响鲜有报道。通过研究钻井液附加质量引起的非线性惯性力及流体阻力特征,分析了气体钻井和泥浆钻井中预弯钟摆BHA动力学模型的差异。基于旋转Rayleigh梁模型,推导了预弯钟摆BHA钻头上的动态侧向力和动态轴向力,研究在不同钻井介质中预弯钟摆BHA的运动特征及受力特征,分析其对实际钻井的控斜、提速效果的影响,并研究了弯角大小对不同介质中预弯钟摆BHA的动力学特征的影响规律。结果表明,预弯钟摆BHA在不同钻井介质中的动态特征差异显著,气体钻井中的运动特征更为稳定,动态侧向力和轴向力较高;不同介质中的弯角影响规律有其各自的特点,在现场实际应用中,应根据需要进行合理的选择。

钻头各向异性对钻具组合造斜特性的影响研究

为确保钻具组合能发挥最好井斜控制能力,达到最优井斜控制效果,研究了钻头各向异性指数对钻具组合力学特性及有效钻力的影响规律。结果表明,钻头各向异性随着切削齿后倾角、摩擦角、钻头尺寸的增大而增大;随着外锥高度、内锥深度、保径部分摩擦面积的增大而减小。为使增斜、降斜钻具组合获得较大的造斜(增斜、降斜)能力,应尽量选择钻头各向异性指数大的PDC钻头。