沙特HWY区块HWY-116井提速技术

为提高沙特HWY区块三开直井段钻进坚硬、强研磨性地层时的机械钻速,在HWY-116井三开井段进行了液动射流冲击器旋冲钻井技术试验。根据液动射流冲击器性能参数与岩石抗钻特性参数的关系,与HWY-116井钻井设计结合,优化了钻具组合,选择了与液动射流冲击器配合的PDC钻头,优化了旋冲钻井参数,形成了适用于HWY-116井的?228.6 mm液动射流冲击器旋冲钻井提速技术。应用该提速技术后,HWY-116井三开井段机械钻速为9.40 m/h,与邻井相同井段相比提高了45.5 %。这表明,应用液动射流冲击器旋冲钻井技术可以提高沙特HWY区块坚硬、强研磨性地层的机械钻速。      

塔河油田液动射流冲击器+PDC钻头提速技术

为了进一步提高塔河油田深部硬地层的机械钻速,基于旋冲钻井技术理论与实践经验,开展了液动射流冲击器+PDC钻头提速技术研究与实践,探索液动射流冲击器与PDC钻头配合使用提高深部地层机械钻速的技术可行性。首先根据塔河油田深部硬地层的特点及与冲击器配合的要求,优选了PDC钻头;接着利用液动冲击器性能测试系统,测试了液动冲击器各结构参数对其性能的影响;最后根据测试结果及所优选PDC钻头的抗冲击性能,确定了液动射流冲击器的结构及性能参数。液动射流冲击器与PDC钻头配合在 S116-3 井、TP324井和TP328X井的奥陶系地层进行了应用,机械钻速与同井上下井段及邻井相同井段相比,提高了32%~45%。这表明液动射流冲击器与PDC钻头配合使用,可以提高塔河油田深部地层的钻速。      

影响液动旋冲工具井斜的因素及参数优化

液动旋冲工具是一种新型的钻井提速工具,钻井效率高,但由于区块地质条件复杂,部分井段出现井斜角难以控制的现象,制约了工具的推广应用。应用Landmark软件对影响井斜的因素进行分析,优选钻具组合及施工参数,并在莺深6井进行应用,取得良好的效果。     

液动旋冲钻井工具研制

液动旋冲工具是一种高频扭转冲击类钻井提速工具,该工具可在钻头上附加高频周向冲击力和轴向水力脉冲,使钻头和井底始终保持连续的高频切削,消除了"粘滑现象"。保护了钻头、减少岩屑重复切削,提高机械钻速。介绍了该工具的工作原理,设计参数,以及动力系统、冲击系统、传压传扭系统的结构设计。现场试验结果表明,该工具工作原理正确,操作简单,使用寿命长,配合PDC钻头可大幅度提高深井硬地层机械钻速。     

提高深井钻井速度的有效技术方法

在旋冲钻井技术应用的基础上,对旋冲钻井破岩特点进了描述,论述了旋冲钻井技术应用对钻头寿命的影响以及旋冲钻井工具 (液动射流式冲击器)的工作原理和室内研究,确定了旋冲钻井参数,进行了现场 6次入井试验,试验表明旋冲钻井工艺技术在深井钻井中应用,可提高机械钻速 2 0%~160%,为深井快速钻井探索出了一条有效的途径,丰富了深井钻井技术内容。     

东营凹陷中央隆起带北部深层钻井技术难点与对策

东营凹陷中央隆起带北部深层钻井存在地层倾角大、地层岩石可钻性差、钻头选型困难、盐膏层发育、地层压力系统复杂、地层温度高等技术难点,导致机械钻速低、钻井周期长。为此,胜利油田提出了以下技术对策:开展地层岩石可钻性研究,优选钻头;利用“PDC钻头＋螺杆钻具”进行复合钻进;进行旋冲钻井技术、井底涡轮增压钻具配合超高压射流钻头钻井试验;推广应用气体钻井技术;优选钻井液体系。现场应用和试验结果表明,所提出的技术对策可行、有效,并在应用和试验过程中形成了东营北带深部地层钻井提速配套技术。      

几种典型难钻地层提速方法

PDC钻头在极硬、强研磨性和软硬交错等非均质地层中,机械钻速低,使用寿命短,因此,需要采用新的钻井工具和方法解决难钻地层的钻井提速问题。针对硬脆性地层、硬塑性地层及强研磨性地层等典型难钻地层,提出了相应的提速提效钻头钻具组合方法。指出在硬脆性地层和硬塑性地层中,可分别采用液动冲击器+锥球齿金刚石钻头、扭力冲击器+尖圆混合齿钻头,以实现钻井提速;而对于硬地层定向段的提速,则可采用等壁厚大扭矩螺杆+混合钻头来实现。现场应用结果表明:这些提速提效钻头钻具组合大幅提高了机械钻速,降低了钻井成本,可推广应用。所得结论可为难钻地层的钻井提速方案选择提供参考。     

XC-82型液力旋冲钻具及配套钻头的性能测试

XC－82型液力旋冲钻具及配套钻头是为满足深井硬地层钻井需要而研制的,主要由水击阀、支承座、冲锤、节流阀、砧轴、筒体及配套旋冲钻头组成。对这种钻具进行了冲击力、冲击频率、配套旋冲钻头与牙轮钻头机械钻速对比,以及泵流量、钻具行程和背压等参数对钻具性能的影响等一系列测试。测试结果表明,在主泵流量为100～350L/min条件下,钻具冲击能为11．5～132J,冲击频率为10～18Hz。钻具结构简单,零部件少,加工使用方便,性能稳定、可靠,主要技术性能与国内同类产品相比是比较先进的。     

旋冲钻井工艺技术获得突破性进展

旋冲钻井是传统的旋转钻进与冲击钻进相结合的一种钻井方法。由于在钻进过程中施加了高频的冲击载荷,在钻头齿下岩石上造成强应力集中,岩石塑性降低、脆性增强,迅速产生脆性破坏,形成较大的体积破碎。旋冲钻井能提高破岩效率,从而提高钻井速度（在硬地层、易斜地层及破碎地层钻进时可提高钻速１～２倍）,特别在岩石可钻性４级以上、抗压强度大于１００ＭＰａ的硬地层中钻进效果更佳。旋冲钻井所用的主要工具是液动射流式冲击器,它以钻井液为动力,直接在钻头上施加冲击力。目前,中国新星石油公司石油钻井研究所已成功研制了ＹＳＣ１…     

SDDC型液动旋冲接头的设计理论研究

旋冲钻井技术是解决硬脆性地层机械钻速低、钻头使用寿命短的主要手段之一。在阐述旋冲钻井的主要工具--双作用液动旋冲接头结构及原理的基础上，提出了SDDC双作用液动旋冲接头的结构设计方案，并根据其工作性能及其内部活动件之间的匹配关系，推导出了旋冲接头性能参数、冲锤质量及寿命的计算模型，同时利用这些模型进行了178 mm SDDC型双作用液动旋冲接头具体结构尺寸的计算。计算结果验证了上述理论模型的正确性。同时通过室内实验，确定出了冲程、上阀程、下阀程的匹配关系。试验表明，所研制的SDDC双作用液动旋冲接头具有工作平稳、启动灵活、冲击力大、使用寿命长等特点。     

提高深部地层钻井速度的若干对策

本文对近年来胜利油田黄河钻井总公司在胜利油区深部地层钻井速度进行了分析,从钻具组合设计和防斜打直技术、钻头选型、井下动力钻具使用、深井套管防磨损等方面入手,提出了提高该油区深部地层钻井速度的对策。     

旋冲钻井在塔河工区超深井段的应用

为提高新疆塔河工区深部地层机械钻速,在该区块试验应用了旋冲钻井技术。针对新疆塔河工区深部地层岩性特点和钻头选型情况,优选出旋冲钻井匹配钻头,优化并确定出射流冲击器结构性能参数。使用改进后射流冲击器首先在塔河工区S116-3井中配合PDC钻头在超深井段进行探索性应用,验证射流冲击器+PDC钻头的可行性,应用井深达6 086 m。随之,在TP324井进行了长井段现场应用,实现了液动射流冲击器与PDC钻头配合实质性应用。S116-3井应用井段:5 998.41~6 086 m,TP324井应用井段为6 151.65~6 912 m,总进尺847.94 m,总纯钻时间314.02,机械钻速同比提高32%~45%。S116-3、TP324井应用结果验证了该技术在深井超深井的提速效果及可靠性,为塔河工区深部地层探索了新的途径。     

准噶尔盆地西北缘石炭系钻进技术的研究及应用

通过对石炭系岩性特征及钻井技术难点的研究、钻头与地层的适应性的研究、水力脉冲诱发井下振动钻井工具的研究、变换钻具组合、优选钻井参数等技术的应用，研究出了在石炭系地层中应用大钻压下的塔式钻具组合，能较大地提高机械钻速并能较好的控制井身质量的工艺技术。     

“垂直钻井工具+等壁厚螺杆”提速钻具组合先导性试验

为有效解决库车山前井因高陡构造、高含砾石及地层各向异性导致的井斜控制难、钻头涡动及钻具黏滑问题,塔里木油田在克深A井盐上高含砾石地层康村组、吉迪克组应用了“垂直钻井工具+等壁厚螺杆”提速钻具组合。优选了适用于库车山前地区的输出功率高、性能稳定、处理复杂能力强的螺杆钻具,并通过钻柱力学及水力学优化设计解决了与垂直钻井工具的配套问题,实钻过程可用钻压高、扭矩平稳、机械钻速快,能够有效控制井斜并改善钻头涡动、钻具黏滑等非正常钻进状态,达到了解放钻压、保护钻头和提高破岩效率的目的,相比邻井同层位同井段机械钻速、单趟钻进尺分别有75%~262%、51%~134%的提高。验证了“垂直钻井工具+等壁厚螺杆”钻具组合在库车山前高陡含砾地层的提速应用可行性,可在库车山前井盐上地层规模推广使用。     

旋转冲击破岩实验装置的设计与应用

旋转冲击钻井技术是深井、超深井钻井常用的提速措施之一。实践表明,钻压、钻头转速、冲击力与冲击频率是影响旋冲钻井破岩效率的关键参数,优选旋冲钻井参数有助于提高冲击器的破岩提速效果。设计了一种新型旋转冲击破岩实验装置,利用齿形振套的碰撞产生冲击载荷,用地质钻机带动钻头破岩。测量实验表明该装置冲击载荷受弹簧压缩量影响,冲击频率为冲击振套齿数与钻机转速的乘积,冲击过程稳定高效,冲击参数与现场多种旋冲钻井工况有较好的对应。旋冲破岩实验表明旋冲钻井技术可以显著提高钻头破岩速率;提高冲击载荷幅值,能够提高钻头破岩速率。旋冲钻井技术存在最适宜钻压,使用不同类型冲击器钻进不同地层时需要对钻压进行优选。利用该实验装置研究旋冲钻井参数对破岩速率的影响规律,有助于旋冲工具性能参数的设计和优选。     

风城井区高速涡轮配合孕镶金刚石钻头钻井技术

克拉玛依风城井区风城组地层厚度超过1000m,可钻性差,地层岩石抗压强度高,常规钻井周期长,机械钻速低;通过认真总结、分析前期涡轮钻具使用经验,结合风城组地层地质特点,通过优选孕镶金刚石钻头、优化钻具组合,强化钻井参数,首次在北疆深部硬地层成功试用涡轮钻具,初步形成了针对准噶尔盆地深部硬地层以涡轮钻具配合孕镶金刚石钻头为主要提速手段的技术方案。     

射流式冲击器研制与应用

旋冲钻井技术是一项新型的石油钻井工艺技术,是提高硬地层钻井效率的有效方法之一。实现旋冲钻井的工具就是冲击器。它不需增加任何动力设备,只在目前旋转钻井的基础上安装液动冲击器即可进行旋冲钻井。文中主要介绍了射流式冲击器的结构和工作原理,以及在四川地区的川孝164井和川峰188井应用情况。实践证明旋冲钻井比常规钻井硬地层机械钻速可提高40％以上。     

冲击类钻井提速工具专用PDC钻头设计与试验

针对冲击类钻井提速工具与PDC钻头不匹配的问题,进行专用PDC钻头设计与试验。分析了冲击类钻井提速工具与地层的适应性,得出扭力冲击器适用于深部硬塑性地层,螺杆式液动冲击器适用于深部硬脆性地层。通过模拟的方法,分析了钻头长度、截面积等结构参数对冲击能量利用率的影响规律,得出钻头截面积越大、钻头长度越短,冲击类提速工具冲击能量利用率越高,越能发挥出工具的冲击破岩能力。基于以上分析,结合硬地层PDC钻头优化设计原则,设计了冲击类钻井提速工具专用PDC钻头,主体刀翼5～7个、双排高密度布齿,切削齿后倾角20～25°。试验结果表明,专用PDC钻头与冲击类钻井提速工具的匹配性良好,但也存在一定的不适应性,需要根据现场应用情况进一步优化,着力增强钻头的耐磨性、攻击性和抗冲击能力。     

旋冲钻具在克JLHW261井的试验应用

为了解决深部地层岩性复杂、水平段过长导致的托压严重等因素导致的单只钻头进尺少和机械钻速低等问题,克拉玛依油田首次在JLHW261井中应用了旋冲钻具,为克拉玛依油田深部地层提速探索了新途径。     

新式旋冲钻井提速工具开发与应用

针对深部地层非均质严重、岩石硬度高、研磨性强及可钻性差等难题,研发了一种新式旋冲钻井提速工具。钻进过程中,凸轮机构产生轴向运动,带动钻具产生轴向蠕动,使滑动钻进的静摩擦转变为动摩擦,已达到减摩降扭效果。同时,轴向运动会给PDC钻头施加一个周期性轴向冲击载荷,加速了岩石裂缝扩张,提高了破岩效率,提高机械钻速和减缓PDC钻头粘滑振动。现场应用结果表明:在同等使用条件下,该工具平均机械钻速比邻井高14.4%;从而有效降低钻井成本。