PDC钻头井底水力参数理论与数值模拟研究

为了精确计算模拟钻井过程井底水力参数,以Solidworks制图软件建立了三维模型,利用流体力学软件Fluent的k-ε模型对井底PDC钻头进行了三维流场数值模拟,从理论计算和数值模拟对喷嘴流量,冲击力和水功率两方面分析了PDC钻头水力参数,分析结果证明数值模拟能够较为精确地描述井底不同方位影响的水力参数,为优化PDC钻头水力参数与井底流场理论研究提供了重要依据,具有良好的参考价值。     

旋转流场下PDC钻头的数值模拟仿真

利用fluent软件对简化的PDC钻头进行了三维旋转流场和非旋转流场的数值仿真。结果表明:钻头底部流道的逆流,是由于井底的特殊形状,致使高速流体与井壁碰撞,在黏性力的作用下造成的;钻头四个喷嘴正对分布时,钻头底部中心的涡旋,是由于喷嘴对称分布,使四股流体经井底相互碰撞,在黏性力的作用下造成的。由于涡旋会降低钻井液的携岩能力并对钻头造成磨损,所以有必要减少涡旋的产生。     

欠平衡钻井关井过程的储层损害分析

欠平衡钻井关井过程中,循环压耗的消失,使储层产生的天然气侵入井筒,且在环空滑脱聚集上升,导致井底压力发生变化。此时,如果井底压力高于储层压力,则发生钻井液瞬间侵入储层,造成比过平衡钻井更严重的储层损害,所实施的欠平衡钻井技术就不能达到保护储层的目的。本文针对冀东某井欠平衡井关井气侵的实际工况,建立了相应的储层-井筒耦合模型和储层损害模型,对井底压力变化进行了动态数值计算及储层损害评价。计算结果表明,瞬时关井产生的水击压力使井底压力陡增,2分钟后井底压力回到欠压状态,随着关井时间的增加,气体滑脱造成井底过平衡,此时不采取相应的排气灌浆措施将对储层造成更严重的损害。本文将为欠平衡储层保护和合理设计钻井参数提供有力的技术支持。     

高压喷射钻井模拟及现场试验

本文阐述了高压喷射钻井原理,结合流体力学理论,建立高压喷射钻井井底流场模型。通过研究三牙轮钻头几何特征,利用三维实体建模软件建立三牙轮钻头实体模型,得到井底流场流道的物理模型,并对模型进行网格划分,通过数值运算方法,模拟了不同泵压、排量下井底的速度和压力分布。在数值模拟的基础上,对高压喷射钻井在现场的提速效果进行了分析和总结,提出了合理的喷嘴组合和钻井参数。本文的研究结果对正确认识喷射钻井的提速原理以及选择合理的喷嘴组合、排量有重要理论意义和实践意义。     

PDC钻头钻速方程影响因素综述

地质钻进过程是一个十分复杂的工艺过程,如今PDC钻头在当今工程中的广泛应用,但PDC钻头使用水平很不平衡,未能将PDC钻头的潜能很好的发挥出来。为提高PDC钻头使用水平,将研究不同条件下,多种相关因素对钻头钻速的影响。本文通过大量数据分析及理论研究确定了钻压、转速、钻头水功率、井底压差等钻井参数单因素对PDC钻头钻速和磨损的影响规律。并对多个影响因素下的钻头钻速方程进行综合,可以较好地预测钻速,从而为现场工程人员指导钻井生产提供依据,也便于应对多种境况下钻头钻速的不同问题,以达到提高工程效率、减少工程成本的目的。     

新疆克拉美丽气田裂缝性火山岩钻井技术研究与应用

新疆克拉美丽火山岩气藏钻井过程中漏失压力低、防漏堵漏难度较大;石炭系火山岩、二叠系砂砾岩地层岩石强度高、PDC钻头选型困难、机械钻速低;因此造成钻井周期长,成本高。为了提高克拉美丽气田钻井速度和综合开发经济效益,通过积极开展陆东一五彩湾火山岩气藏钻井工艺技术研究和现场试验,进行了防漏堵漏技术,优选PDC钻头型号,欠平衡钻井技术,并在钻井实践中取得了良好成效景。     

牛东区块超深井个性化PDC钻头优选设计与应用

牛东1井勘探取得重大突破,测试折算日产天然气56.2558×104m3、日产油642.91m3,坚定加快了渤海湾盆地超深潜山内幕勘探步伐。但超深井钻井周期长、投资成本大、风险高,迫切需求钻井提速技术来技撑。牛东区块潜山油气藏埋藏深,地层岩性变化大,压实程度高,岩石研磨性强,可钻性差,钻头磨损快,起下钻频繁,机械钻速慢,钻井周期长,严重制约勘探评价一体化进程。实钻表明:为了提高该区块钻井速度,通过对牛东1井声波时差测井数据和岩心室内可钻性试验分析,对PDC钻头崩齿和磨损进行机理研究,联合钻头厂家在邻井钻头基础上,优化布齿密度、改变切削齿直径、增加复合片强度,提高PDC钻头攻击性和破岩能力;调整钻头切削齿后角设计、强化钻头保径磨损、减小钻头井底受力不平衡振动磨损,增加钻头工作时间,延长钻头行程;模似钻头井底流场形态,优化排屑槽、流道设计,冷却钻头,提高携岩效率,清洗井眼,降低井下复杂风险。通过现场应用,成效显著,为今后该区块个性化PDC钻头选型提供了参考价值。     

氮气泡沫欠平衡钻井数学模型研究

文章首先指出氮气泡沫具有低失水、低伤害,在井下和地层产出天然气混合后不易发生爆炸的特点,因此氮气欠平衡钻井技术安全可靠、保护储层效果好,其具有广泛的应用前景。然后,利用质量守恒与动量守恒方程以及流变方程建立了氮气泡沫流经钻柱内、钻头、环空不同位置的数学模型,采用数值迭代方法对数学模型进行了求解。最后给出了计算实例,并在实例的计算结果中讨论了地层产出气体、注入气量、回压等对井内流动参数与地面施工参数的影响规律。得到了回压的增加,井底压力不总是升高,而回压的降低,地层产出气速度也不总增加等结论。本文建立的模型可以用于氮气泡沫欠平衡钻井修井理论设计、施工参数优化。     

井下增压钻井提速技术探析

井下增压钻井是当下钻打油气深井的新技术,通过井底钻头喷嘴的高压喷射流来钻制硬地层,提高钻井速度,减少钻井成本的投入。螺杆增压钻井、减震增压钻井、射流增压钻井三种井下增压钻井技术在油气开采方面的使用,大大地促成了油气开发企业以提高深井钻制的速度和质量。     

复合钻井PDC钻头破岩效率分析

PDC钻头复合钻井技术是一种有效的钻井提速手段,广泛应用于钻井实际中。介绍了PDC钻头结构及破岩机理,分析了PDC钻头复合钻井的破岩效率,具有一定参考意义。     

气体钻井井内动力学分析

欠平衡钻井则是指利用自然条件或采取人工方法,在可以控制的条件下,使井筒内钻井流体压力低于地层压力,从而在井底形成负压差的过程。欠平衡钻井可以大幅度提高钻井速度,缩短建井周期．降低钻井成本。欠平衡钻井可以减轻或消除钻井液对油气层的伤害。良好的产层显示,有利于提高油气勘探成功率。欠平衡钻井技术以空气钻井的出现为标志,本文通过对空气钻井过程中井内气体稳定流动的分析,建立模型,以及过程推导,对空气钻井过程进行模拟。     

不同钻井参数条件下PDC钻头钻井岩屑分析与识别

本文阐述了PDC钻头钻井速度快、使用寿命长、钻井成本低的特点及PDC钻头是以剪切作用为主造屑机理,并从PDC钻头使用对岩屑录井质量的影响出发,总结了PDC钻头在江苏油田钻井过程中的岩屑分析识别的经验:"大套观察,高中求低,低中求高,幅低看岩屑";不同钻井参数条件下PDC钻头所钻岩屑大小不同,过筛识别求真方法。     

中深井优快钻井技术在埕北275井中的应用

介绍了埕北275井构造特点。据此选用新式高效PDC钻头。试验结果表明,中深井钻井应用新式PDC钻头可大幅度提高机械钻速,缩短建井周期,纯钻时间可以减少1/3以上,明显的降低了钻井成本,提高了经济效益。     

优快钻井条件下地质录井技术研究

随着钻井新工艺的迅猛发展,吐哈盆地为实施优快钻井,普遍采用PDC钻头进行钻进,不但提升了钻井的速度、提高了井身的质量,也节约了钻井成本,取得了较好的经济效益。但是PDC钻头条件下返出的岩屑整体细小、混杂,在实际钻井的过程中,不能完全反应出地层特征,因此对传统的地质录井工作带来了较大的影响。本文主要根据PDC钻头破岩的机理,介绍PDC钻头对吐哈盆地地质录井的影响以及相关技术改进。     

PDC钻头条件下岩性识别技术探讨

PDC((金刚石复合片))钻头钻井在提高钻井速度、降低钻井成本、增加经济效益的同时,也给岩屑录井中岩性、油气层判别等带来诸多困难。总结江苏油田多口井PDC钻头钻井的录井施工经验,针对PDC钻头钻井岩屑细碎呈粉末状从而给岩屑岩性识别、岩石定名带来的难题,本文立足现有工艺技术条件下,讨论了如何准确有效地识别岩性。     

PDC钻头泥包原因分析及对策

为了满足能够快速钻进的需要,各大钻井工程施工队在现场越来越多地使用PDC钻头,从而提高钻井速度,也减少了起下钻次数,同时避免了掉牙轮等复杂的钻井事故,但是在实际应用中常常会有PDC钻头包泥的现象。在经过分析泥包造成原因的基础上,尽量改善钻井液的性能、改变钻井的参数、精心准确的操作等方面,从而提出了针对PDC钻头泥包现象的技术措施,使得更好的解决PDC钻头泥包现象的问题。     

PDC取心钻头的分析及应用

从目前的实际应用来看,PDC钻头是进一步提高钻井速度最有效的方法之一,但由于我国各大油田地质条件不同,如果不规范使用往往是适得其反,所以在使用PDC钻头时,要根据研究钻进地层的性质和钻井参数,选择最佳的钻头使用方案,进一步提高经济效益.     

氮气欠平衡钻井在西峡沟区块X井的研究

氮气欠平衡钻井技术能够及时、有效地保护油气层,特别适合于低渗透的高压储层,以及开发后期的压力衰竭储层,也能提高钻井速度,增加单井产量等,所以氮气欠平衡钻井技术在这些区块得到广泛的应用。综合氮气欠平衡钻井技术的优势,如何在西峡沟地区X井进行氮气欠平衡工作,其结果显示,钻速不仅提高了,而且提高了单井的产量。在获得良好经济利益的同时,节约了钻井的成本。     

浅谈鄂尔多斯盆地PDC钻井条件下的录井技术

PDC钻头钻井在提高钻井速度、降低钻井成本的同时,但由于其特殊的破碎岩石机理,造成岩屑稀少、细小,甚至缺失,给以往的钻时、岩屑录井、油层判失带来一定的困难,本文从PDC钻头给录井带来的负面影响方面入手,从而讨论、研究其钻井条件下的录井方法,探索新技术和新方法。     

用熵权法和主成份投影法优选PDC钻头

针对深井、超深井深部井段钻井提速难题,可通过优选PDC钻头提高钻进速度、降低钻井成本。为了全面、客观地评价钻头性能的优劣,文在选取纯钻时间、机械钻速、进尺等钻头性能评价指标的基础上,采用熵权法对各评价指标赋权,应用主成份投影法对某油田PDC钻头性能进行评价并优选PDC钻头。采用优选出的PDC钻头,试验井平均机械钻速比邻井同组地层提高了15%,表明钻头选型方法合理,可用来优选和评价PDC钻头