提速配套技术深层钻井中的应用

徐家围子区块深层存在地层岩性硬度高,韧性大,研磨性强,PDC和牙轮钻头可钻性差,机械钻速低,寿命短。通过优选复合钻头和液动旋冲工具配合PDC钻头等提速技术的综合应用,能够大幅度提高机械钻速,缩短钻进周期。提速技术直井、斜井和水平井中累计应用12口井,相比试验井段平均机械钻速分别提高了110.70%、108.94%和89.95%;按照不同井型分别提高了10.03%、9.04%和4.40%,提速效果明显。钻井提速技术的综合应用为徐家围子区块深层钻井提速提供了技术保障。     

射流式液动旋冲钻井工具在辽河静73-21井的应用

为了提高辽河静73-21井下部井段机械钻速,采用了射流旋冲钻井提速技术。根据地层岩性和邻井特点,通过射流旋冲钻井工具性能测试,优选出了工具的冲击功及冲击频率,确定了旋冲钻井参数。射流旋冲钻井工具配合PDC钻头应用井段为386~2049m,通过合理确定水力参数及旋冲工具的性能参数,取得了预期的提速效果,达到了提速增效的目的。射流旋冲钻井工具纯钻共计67h,总进尺1663m,静73-21井二开井段机械钻速为24.82m/h,与邻井相同井段相比提高了18.92%。应用结果表明,φ178mm液动射流式钻井工具提速效果显著,为该区块硬地层钻井提速提供了一项有效技术手段。     

塔东古城区块钻井提速配套技术及应用

塔东古城区块目的层埋藏深,岩性致密、可塑性强、韧性大,PDC和牙轮钻头可钻性差,机械钻速低,寿命短。通过钻头优选形成的钻头序列、直螺杆与PDC复合钻井提速技术与新型井下工具(扭力冲击器或液动旋冲工具)配合专用PDC钻头提速钻井技术的综合应用,能够大幅度提高机械钻速,缩短钻进周期。提速技术在古城7井、城探1井和东探1井等3口的综合应用,提速效果非常明显,3口井平均机械钻速3.71m/h,平均钻进周期184.8d,同比邻井古城4井和古城6井平均机械钻速提高95.26%,平均钻进周期缩短133.5d。钻井提速技术的综合应用为塔东古城区块深井钻井提速提供了技术保障。     

液动旋冲工具在徐深1-平3井中的应用

为提高庆深气田水平井钻井速度,缩短钻井周期,降低钻井投资,在徐深1-平3井三开进行了旋冲钻井试验。通过分析钻具组合强度,结合不同尺寸液动旋冲工具特点,制定提速技术方案,优选钻井参数并进行现场试验。经验证,液动钻井在徐家围子深层直井段提速效果明显。试验从分析新钻具组合强度是否满足钻进需求,防止应力集中造成钻具疲劳破坏入手。根据大庆ZJ50D型钻机一般泵压≯25 MPa的实际情况,利用液动旋冲工具泵压-排量回推公式,优化钻井参数。基于参数优选结果制定针对性施工措施,确保279 mm型液动旋冲工具现场试验成功。     

液动旋冲工具配套PDC钻头在中浅层应用效果分析

大情字井油田地层特殊,上部地层疏松胶结差,中部地层岩石致密硬度大,可钻性差,且泥质含量高,在钻井过程中存在机械钻速低、单趟钻进尺少、钻头泥包等问题。通过对PDC钻头切削齿数量、切削齿尺寸、刀翼数和保径长度4个主要参数计算,优选出适合液动旋冲工具的PDC钻头。在情6-##井首次配合液动旋冲工具在中浅层进行试验,取得了显著效果,比邻井单趟钻进尺提高206.1%,机械钻速提高26.2%,减少1趟起下钻。     

旋冲螺杆钻具在临盘油田的试验应用

本文阐述了旋冲螺杆钻具的结构原理及主要性能参数,该工具可以将冲击破岩和PDC钻头剪切破岩相结合,集合冲击钻井和螺杆钻井的各自优势,改善钻头的工作状态,大幅度提高机械钻速;该工具降低钻具摩阻,应用于定向井可以提高定向钻井效率。该工具冲击力与钻压成正相关关系,冲击频率与马达转速成正比。?178 mm旋冲螺杆钻具分别在临盘油田直井和定向井进行了试验应用,复合钻进机械钻速与邻井相比提高了22.1%～41.8%,滑动钻进机械钻速同比提高了51.1%,对加快油田勘探开发速度、降低钻井成本有积极的意义。     

提速工具在大庆深层天然气井中的应用

为提高深层天然气开发效率,解决深部地层机械钻速低、钻井周期长等技术难题,大庆钻探经过多年的科研攻关和技术储备,相继开发出液动旋冲、复合冲击、涡轮钻具等一系列深井提速工具,并对工具结构和配套工艺流程进行不断优化,最终形成了适合于深部难钻地层的钻井提速技术及配套工艺。通过现场的规模化应用,深部地层机械钻速得到明显改善,同比提高20%以上,钻井周期平均缩短20d以上。为保障深层天然气的高效开发提供了有效的技术保障。     

自激振荡式旋冲钻具在塔河油田深井提速中的应用

脉冲射流和轴向振动冲击可经济有效地提高深井硬地层钻井机速。自激振荡式旋转冲击钻井工具综合二者优势,将高速流经自激振荡器的钻井液调制生成水力脉冲,产生低幅高频机械冲击力,并通过冲击传递杆作用于钻头。自激振荡式旋转冲击钻井工具在塔河油田TH12272、S72-27X井深部地层进行试验应用,结果表明:可比条件下,使用旋冲工具可使机械钻速提高40%以上;工具质量可靠,能量利用率高,纯钻191h后仍能保持工作性能;旋冲工具可与螺杆配合使用,并能延长钻头使用寿命;旋冲工具在2口试验井中均取得显著的提速提效效果,适合进一步推广应用。     

旋冲钻井技术在内蒙古意1井的应用

为了提高内蒙古意1井3000 m以深下部井段机械钻速,采用了射流冲击器旋冲钻井提速技术。根据地层岩性特点,通过冲击器台架性能测试,优选出了冲击器的冲击功及冲击频率,确定了旋冲钻井参数。射流冲击器配合牙轮钻头应用井段为3675~3817 m,通过合理确定水力参数及冲击器的性能参数,取得了预期的提速效果,达到了提速增效的目的。冲击器纯钻共计185 h,总进尺142 m,采用旋冲钻井技术,在相同地层及钻头条件下,旋冲钻井2趟钻进进尺较以前转盘钻进4趟钻进进尺多10 m,提高机械钻速达42%,为白音查干区块钻井提供了一项新的技术手段。     

提速工具大庆深部难钻地层中的应用研究

大庆油田天然气资源含量丰富,主要位于砂砾岩、流纹岩等发育的营城组和沙河子组,这些层位软硬地层交错、研磨性极强、地温梯度高,常规钻进工具存在机械钻速低、钻井周期长、钻井成本居高不下的技术难题。因此,大庆油田通过开展科研攻关,提高自主研发能力,相继开发出复合冲击、液动旋冲、旋转导向、涡轮钻具等一系列深井提速工具和配套工艺,并经过多年的不断优化和完善,最终形成了适合于大庆深部难钻地层的钻井提速工具及配套工艺。现场成功应用表明,这些提速工具及配套工艺使深部地层机械钻速明显提高,同比提高20%以上,钻井周期也较以往缩短20d以上,钻井成本节约16%以上,为大庆深部难钻地层天然气资源的高效开发提供了技术保障。     

旋冲钻具在华北油田安探1x井的试验应用

为了解决深部地层岩性复杂、地层压实程度高、岩石可钻性差等因素导致的单只钻头进尺少、寿命短和机械钻速低等问题,华北油田首次在安探1x井中应用了旋冲钻具。与邻井相比机械钻速提高了124%,单只钻头进尺提高了171%,应用结果验证了该提速工具在深井中的提速效果和可靠性,实现了深部复杂地层PDC钻头高效应用,节约成本达72万元,为华北油田深部地层提速探索了新途径。     

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。     

城探1井工程设计优化与钻井实践

城探1井是大庆塔东区块的首口超7000 m超深井;通过邻井资料分析,优化井身结构、钻具组合、钻井液体系,优选建立了适合古城区块的钻头序列;使用国产液动旋冲工具攻克了塔东Φ241.3 mm井眼的"黑被子"地层提速难题;大幅提高了机械钻速,缩短了钻井周期,为塔东古城区块树立了新标杆。     

多功能振荡旋冲螺杆钻具研制与应用

随着油气资源勘探开发力度不断加大,深井、大位移井、水平井不断增多,钻井提速提效的需求更加迫切,尤其中深部地层机械钻速低的问题越来越凸显。因此,为了解决中深部硬地层破岩效率低、定向效率低的难题,自主创新研制了多功能振荡旋冲螺杆钻具,集转速扭矩、冲击振动、脉冲射流三种功能于一体,配套开发了测试平台和多通道数据采集系统,形成了Φ127~Φ244mm四种规格的系列化工具。现场48口井试验表明,多功能振荡旋冲螺杆钻具性能可靠、耐高温、使用寿命长,具有缓解近钻头托压、提高近钻头破岩效率的功能,平均机械钻速提高35.6%。建议在中深部地层中替代螺杆钻具推广应用。     

提速工具配套钻头的优化改进

近年来,提速工具发展迅速,在深部难钻地层取得了很好的应用效果,但配合工具使用的钻头在深部地层易出现钻头损坏。为提高提速工具配套钻头使用寿命,从冠部曲线、布齿、复合片优选等方面对其进行优化改进,使其更契合提速工具的工作特点,进一步提高单趟钻进尺和机械钻速,以满足深井钻井提速和降低钻井成本的需要。     

高陡含砾地层大扭矩螺杆+高效PDC钻头钻井提速分析

随着国内油气勘探开发增储上产力度的加大,钻井提速难题异常凸显,已成为油田降本增效的关键屏障。针对库车山前中深部盐上高陡含砾地层,压实程度高、灰质胶结、可钻性差等地质特点,使用常规PDC钻头+垂直钻井系统,不能够应对砾石层横向非均质性强,导致钻头抗冲击性不足产生低幅高频冲击疲劳损伤,钻头切削齿吃入不均造成钻头涡动加剧钻头冲击破坏等提速难题,从而大大缩短钻头寿命。引入大扭矩螺杆+高效PDC钻头提速工具配合垂直钻井系统,可有效发挥高效钻头耐磨性、抗冲击等特点,大扭矩螺杆的转速进一步提高了钻头的切削效率,在复合钻进过程中,不仅可防斜,而且可大大地提高机械钻速、缩短作业周期。     

SDSZ液动冲击器设计计算研究

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。本文在阐述旋冲钻井的主要工具——双作用液动冲击器结构及原理的基础上,提出了SDSZ双作用液动冲击器的结构设计方案,并据其工作性能及其内部活动件之间的匹配关系,推导出了冲击器性能参数、冲锤质量及寿命的计算模型;同时用这些模型进行了178mmSDSZ型双作用液动冲击器具体结构尺寸的计算。计算结果验证了上述型理论模型的正确性。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SDSZ双作用液动冲击器具有工作平稳、启动灵活、冲击力大、使用寿命长等特点。     

川东北分水岭构造须家河组钻井提速技术研究与应用

针对川东北分水岭构造须家河组地层段机械钻速慢的钻井难题,开展了提速技术研究。首先通过工程地质特征分析,获取了须家河组地层矿物组分含量和岩石力学参数,并有针对性地提出提速技术思路和提速手段。从分3井现场应用效果看,气体钻井技术、螺杆钻具+混合钻头以及扭冲工具+混合钻头钻井技术均取得不同程度的提速效果,其中气体钻井技术平均机械钻速最高,达到4.78m/h,与同井采用常规泥浆钻井相比提高4.49倍。     

华北油田杨税务潜山优快钻井技术研究

杨税务潜山是华北油田近年增储上产油气勘探的重点区域,但其勘探开发过程中钻井效率有待提高。杨税务潜山中深部地层存在机械钻速低、单只钻头进尺少、事故复杂多发等技术难点。在借鉴国内外中深部地层提速技术成果的基础上,分析了杨税务潜山邻井的井身结构、钻头使用、事故复杂情况,开展了杨税务潜山邻井的岩石力学三轴强度试验,进行了井身结构优化、个性化钻头优选、提速工具优选和防漏堵漏方案设计。统计3口试验井的试验效果,三开和四开的机械钻速分别提高83.1%和84.2%、单只钻头平均进尺大幅增加、钻头使用量大幅减少、钻井周期缩短14.8%,全井机械钻速提高52.6%,事故复杂时效降为零。试验结果表明,杨税务潜山优快钻井技术的研究很好地解决了杨税务潜山目前存在的钻井技术难点,能够大幅度提高机械钻速、减少事故复杂,具有在该地区推广应用价值。     

砂岩、泥岩地层旋冲工具提速效果分析

为解决深部地层机械钻速低、单趟进尺少的技术难题,基于共振理论研制了一种旋冲工具,通过在钻头周向附加高频振动冲击力,提高深层破岩效率。现场应用200多口井,提速效果明显,但在应用过程中出现泥岩软地层破岩效率不及砂岩硬地层的问题。针对上述问题,进行了旋冲工具参数检测和砂岩、泥岩破岩试验,结果表明工具在砂岩、泥岩地层提速方面均有较好的效果,但砂岩固有频率更接近目前工具的振动冲击频率,能量利用率高破岩效果更好,而泥岩在频率1000次/min时破岩效果最佳。