用于砾石夹层钻进的新型PDC钻头的研制与使用

无压浸渍工艺生产的PDC石油钻头钻遇砾石夹层不适应。根据砾石夹层砾石坚硬、软硬互层、非均质、研磨性强的特点，研究了新型PDC钻头，在钻头结构上主要采取外抛内锥带辅助切削齿的结构形式，在复合片上主要采用非平面结合方式，即采用双向多条直槽非平面结合。按此方案设计与生产了3只钻头，分别在3口井试用，直辖钻穿砾石夹层馆陶组地层井段，钻井效率提高26％，突破了砾石夹层钻进不能使用PDC钻头的禁区。     

库车深部复杂砾岩地层PDC钻头优化与应用研究

库车山前克拉苏构造带地质情况复杂,康村组下部—苏维依组地层含大段砾石层,可钻性差,常规PDC钻头不适应该含砾地层。为此,在深入分析了区块含砾地层物性和区块含砾地层PDC钻头失效方式的基础上,有针对性的设计了适合于砾石层的PDC钻头。通过采用耐磨性和抗冲击性较好的φ16mm切削齿,中等布齿密度、肩部和鼻部双排齿设计,冠部形状采用浅锥和中等抛面长度设计,保证钻头具有较好的攻击性和抗冲击性。优化设计出的φ333.4mm PDC钻头在KS和DB区块进行了现场应用,直接钻穿吉迪克组含砾地层,与邻井同层段钻井数据相比,KS区块钻头单只进尺和机械钻速分别提高194.02%和182.25%,DB区块钻头单只进尺和机械钻速分别提高329.5%和216%。试验结果表明,设计的PDC钻头在该区块砾石层中使用效果良好,适合于该地层。     

大牛地气田太原组水平段钻头选型分析

大牛地气田主要目的层太原组地层砾岩发育,石英含量高。在使用PDC钻头钻砾岩段,较大的负荷冲击载荷作用常造成PDC钻头复合片崩齿从而失去切削能力,不得不起钻更换钻头,大大降低了钻井时效、增加了钻井成本。通过对太原组水平段钻头的数据统计分析,使用GD1306TX型与FX55D型2种型号的钻头在太原组地层钻进可以提高机械钻速、缩短钻井周期,在GD1306TX型与FX55D型之间通过每米成本统计分析获得GD1306TX型钻头每米成本更低,更适合太原组研磨性地层使用,可为该区域水平段钻井的钻头选择提供依据。     

库车山前砾岩层钻井提速技术探索

库车山前砾岩层岩石可钻性差,钻井过程中引起钻具憋跳,导致稳定器磨损加速和钻铤的疲劳破坏,严重影响机械钻速和钻井周期。通过对库车山前砾石层空气钻井、涡轮+孕镶钻头、带减震器常规钻具的现场应用情况分析,得出前两种钻井技术在库车山前砾石层可大幅度提高砾岩层钻井速度,但仍具有一定的局限性。空气钻井在地层出水条件下,井壁失稳易引起事故复杂;涡轮+孕镶钻头钻具防斜效果欠佳,钻具磨损严重,钻速慢。随后对两口在砾石层应用液力推动器的钻井实例进行分析,得出此工具可有效延长钻头的使用寿命,提高机械钻速,同时可保护钻具。因此针对库车山前砾岩层的钻进,提出钻井提速措施:二开井段,在地层无出水条件下,首选空气钻井,反之,建议使用液力推力器;进入库车组,砾岩减少,井斜稳定,建议使用涡轮钻井技术;三开井段地层倾角趋于平缓,使用涡轮钻井技术,提高钻井机械钻速,同时带定向接头,控制井身质量。     

乌夏断裂带深层PDC钻头选型技术

乌夏断裂带二叠系层厚段长,是影响工区钻井速度的主要层段。受含砾影响、特别是夏子街底部以及风城组可钻性急剧变差、风城组富含云质岩等因素影响,钻井过程中表现出单只钻头进尺少、机械钻速低、PDC钻头使用受限等,长期制约着工区勘探开发。计算分析了乌夏断裂带二叠系岩石力学参数,结合岩性特征,介绍了PDC钻头配扭力冲击器在二叠系难钻地层现场应用取得的进展,对钻头选型、钻进参数、机械钻速等进行了分析。应用实例表明,常规钻井工艺方式下,PDC钻头配扭力冲击器可以在一定程度上解决乌夏断裂带巨厚二叠系机械钻速低的难题。提出的深部硬地层PDC钻头选型及使用等技术措施为提高乌夏断裂带钻井速度提供了技术借鉴。     

临盘油田优快钻井配套技术初探

临盘油田由于地质条件复杂,区块地层差异大,浅层普遍存在着大段易漏难钻火成岩、易塌砾石层,3500m后深层地层可钻性差,地层倾角大,机械钻速低并易井斜,20余年来平均机械钻速一直徘徊在12～15m/h左右,同时事故复杂时效也较高.针对存在的问题,从牙轮钻头、定向PDC、全面钻进PDC钻头的选用及合理使用、钻井液体系的改进、钻井技术的优选等方面进行分析研究,形成了一套较完善的优快钻井配套技术措施,经过在临盘油田的应用,在2007年,公司平均机械钻速达到了18.32m/h的历史最好成绩,钻井进尺也创公司成立以来的新高.     

元坝高研磨性地层提速提效集成钻井技术

四川元坝地区陆相下沙溪庙组—须家河组地层岩性复杂、可钻性差、研磨性强、地层压力高,使用牙轮钻头、PDC钻头等常规钻井技术钻速慢、周期长、效率低,引进扭力冲击器+PDC钻头、孕镶金刚石钻头+涡轮等进口提速工具费用昂贵,提速效果明显,但经济效益差。为降低钻井成本,结合地层地质特性,开展了个性化钻头及配套提速工具的研制及优选,形成了元坝高研磨性地层提速提效集成钻井技术,即自流井组珍珠冲段以上地层采用研制的KS1362ADGR型PDC钻头+国产大扭矩螺杆马达;珍珠冲及须家河组地层优选国产NR826M型孕镶金刚石钻头+高转速螺杆马达。通过3口井现场试验表明:同比2012—2013年完钻井指标,平均机械钻速提高64.7%;在井段长度增加8.7%的情况下,平均钻井周期缩短36.3%。该技术将对川东北、川西须家河组等高研磨性地层钻井具有指导作用。     

准噶尔盆地南缘阜康断裂带PDC钻头技术应用

准噶尔盆地南缘阜康断裂带具有山前高陡构造典型特征,侏罗系及三叠系地层压实程度高、硬脆性泥岩夹层多,可钻性差,PDC钻头选型和应用存在诸多技术难题。在简要描述岩性、岩石力学参数计算的基础上,分析了该区侏罗系及三叠系地层岩石抗压强度和PDC可钻性分布频率,介绍了该区米东1井和九运2井侏罗系地层PDC钻头应用情况,结合实钻重点介绍了阜康1井大段侏罗系及三叠系硬脆性泥岩层段PDC钻头选型原则、现场技术措施和PDC钻头钻进方式以及取得的效果,为南缘下组合侏罗系硬脆性地层使用PDC钻头提高钻井速度提供了技术借鉴。     

国际油气井钻头进展概述(二)——FuseTek融合钻头与Pexus组合钻头

NOV公司2013年向市场推出Fuse Tek融合钻头。它将PDC钻头的高钻速与孕镶金刚石钻头的耐磨性结合于一体,适宜于钻进中硬—坚硬、高研磨性地层。Fuse Tek钻头已广泛应用于刚果、厄瓜多尔、中国、哥伦比亚等国家。应用表明,该新型组合钻头比PDC钻头或牙轮钻头钻进效率提高许多,工作寿命增加1~3倍或更多。Shear Bits公司于2014年推出Pexus组合钻头。该钻头广泛应用于加拿大冰川冰碛物钻进。地层上部硬卵砾石层利用可转动硬质合金齿钻进,下部软砂岩与页岩则运用PDC碎岩。整个冰碛物地层用一个Pexus钻头一钻到底。所述3类组合式钻头(含Kymera钻头)对于未来实现"一个钻头,一口井"的目标有重要意义。     

混合钻头在玉门油田鸭西区块白垩系地层的应用

玉门油田鸭西区块白垩系地层地层埋藏深度一般在2800～5200m,岩性主要为砂砾岩、泥岩互层,使用牙轮钻头钻进机械钻速低,使用常规PDC钻头钻进机械钻速有所提高但钻头异常损坏严重.为了进一步提高该区块白垩系地层的机械钻速和钻头单只进尺,应用了?216mm混合钻头,机械钻速比常规PDC钻头平均提高46.89％,最大提高8...     

龙凤山凝析气藏钻完井难点分析及技术对策

龙凤山气田上部地层易坍塌,下部地层裂缝发育易漏失,同时砾岩、砂岩、火山岩地层发育,抗压强度高、研磨性强、可钻性差,钻完井过程中主要问题是"上塌下漏"。通过优化井身结构、动态堵漏,解决"上塌下漏"问题,优选高效钻头和破岩工具提高机械钻速,定向井平均机械钻速由4.45m/h提高到9.52m/h,钻井周期由107.17d缩短到38.03d;水平井平均机械钻速由5.48m/h提高到6.58m/h,钻井周期由72.46d缩短到55.21d,整体指标大幅提升。     

新疆和什托洛盖煤田某勘查区施工技术实践

和什托洛盖煤田某勘查区第四系覆盖层由冲击的卵砾石、砂组成,砾石大小悬殊,地层厚度大成孔难,下部由泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩、砾岩及煤层组成,地层较软,易吸水膨胀导致钻孔缩径。针对以上难点,根据钻孔较深的特点和以往煤田钻探施工经验,第四系覆盖层采用全面钻进方法,遇较大卵砾石采取打捞的方式解决,钻穿第四系下入套管后,采用单方面增大钻头外径、改变绳索取芯钻具级配、增大环空的绳索取芯钻进方法钻进至终孔,钻进效率高,成孔率高。     

红河油田地层可钻性研究与钻头优选

红河油田水平井钻头适应性差、起下钻频繁,导致机械钻速低和钻井周期长,严重制约了钻井提速提效。通过对红河油田地层岩心进行室内可钻性实验,建立了该地区岩石可钻性与声波测井相关性数学模型,从而确定了岩石可钻性级值剖面。实验及计算结果表明,红河油田地层可钻性级别为3~6级,上部属于软地层,下部属于中硬地层。基于地层可钻性优选了PDC钻头,经现场试验与应用,平均单只钻头进尺、机械钻速大幅提高,大大缩短了钻井周期,达到了水平井钻井提速提效的目的。     

AD7井深井钻探施工技术

通过对AD7井施工技术的总结，提供了塔河油田艾丁区块优快钻井施工的经验；同时，通过对二叠系地层钻进的施工，打破了以往不能用PDC钻头钻穿二叠系地层的常规，为安全快速高效钻穿二叠系地层开辟了新的途径。     

混镶式硬质合金钻头在卵砾岩层中的应用

介绍了混镶式硬质合金钻头在内蒙古东胜地浸砂岩型铀矿床卵砾岩层中的应用情况.与常规硬质合金钻头相比,该钻头有较高的抗冲击性能,在卵砾石地层有较好的钻进效果.     

大港油田优快钻井配套技术研究

大港油田深井、超深井提速困难主要是由于馆陶组厚层底砾岩和沙河街组致密泥岩的岩石可钻性差、深部油气藏存在异常高温、高压现象,且钻井液具有高密度和高粘度的特点。为探索适合大港油田的深井、超深井优快钻井配套技术,结合滨深24-5-27井的钻井实例展开了研究。通过优选钻井液体系、应用精细控压钻井技术,以及高效PDC钻头+螺杆马达复合钻井技术,实现该井完钻井深4510 m,钻井周期36天,全井平均机械钻速为11.56m/h的快速钻井效果。研究结果表明,该井钻井周期的缩短主要得益于全井机械钻速的提高,以及生产组织的有序衔接和保证。相对所在区块的历史指标井,该井机械钻速提高15.27%,二开和三开的生产组织时间缩短31.68%,钻井周期缩短18.78%。该优快配套钻井技术可为大港油田高效开发深部油气藏提供工程技术保障。     

减振技术在博孜区块砾石层钻井的应用

库车山前博孜区块等地质条件极为复杂,存在大段含砾石地层,可钻性差,钻进过程中易憋跳钻、断钻具等复杂情况发生,通过对在砾石层钻具损坏因素分析,进行钻具组合优化、工具安装位置优化等技术研究,现场用于3口井,有效地保护钻井提速工具和钻头,延长了使用寿命,对于该区域砾石层等复杂地层钻井提速具有较好的借鉴意义。     

混合钻头破岩机理浅析

随着我国油气资源的不断开发,钻井深度也不断的加大,因而各钻井公司对钻头的质量有了更高的要求,近年来国外提出的将PDC钻头和牙轮钻头的优点结合,形成了具有PDC结构和牙轮结构的混合钻头,混合钻头设计合理,在钻井过程中会合理地融合两种钻头的切削作用,使其相互影响,从而在硬地层中利用牙轮钻头切削结构的缓冲作用,较好地减缓了PDC钻头的切削齿的磨损速度,并且当牙轮切削齿出现磨损后,PDC钻头的切削结构承担了较大部分的钻压,因而牙轮切削齿的磨损速度也可以得到较好的缓解,混合钻头可以在多种地层中整体提高了钻井效率。     

胜利油田中深井下部井段PDC钻头应用技术研究

中深井下部井段钻井速度是制约中深井技术效益的关键，胜利油田渤海钻井一公司在多年针对性的基础上，从区域地层岩性分析入手根据岩性特点选配高效PDC钻头，建立起具有科学性、可行性、可操作性区块钻井模式。在中深井下部PDC钻头应用技术的研究上有了新的突破。中深井各项技术经济指标达到新的水平。     

随钻掏穴增透技术在瓦斯抽采穿层钻孔中的应用

针对穿层钻孔煤层段扩孔掏穴施工时需要二次下钻、施工工序复杂、施工周期长等问题,研制了一种随钻扩孔掏穴PDC钻头,并在九里山矿进行了现场试验,钻头累计施工钻孔2个,累计孔深48 m,煤层段掏穴扩孔施工17.4 m,累计出煤量约20 t。试验结果表明:在穿层钻孔施工时,随钻扩孔掏穴PDC钻头可实现穿层钻孔与煤层段扩孔掏穴的一次性施工,简化了施工工序,缩短了施工周期,使用效果良好。