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Φ216mm混合钻头,机械钻速比常规PDC钻头平均提高46.89%,最大提高86.84%;单只进尺比常规PDC钻头平均提高92.47%,最大提高128.95%;同等地层条件下钻头磨损程度明显小于常规PDC钻头;采用螺杆钻具复合钻进,混合钻头最高单只纯钻时间112.83h,使用寿命达到或高于同尺寸、同等使用条件下的牙轮钻头。     

大庆油田登娄库组PDC钻头设计与应用

大庆油田各区块登娄库组地层普遍存在岩石坚硬和研磨极值高的特点,常规PDC钻头在该地层使用后存在机械钻速低、钻头进尺少和钻头使用寿命短等问题。为此,针对登娄库组地层的地质特点,个性化设计了一种登娄库组地层高效PDC钻头。该型钻头在登娄库组地层进行了现场试验,平均机械钻速5.69m/h,钻头进尺202.32m。现场试验表明该钻头在登娄库组地层机械钻速和钻头进尺较邻井有了明显提高,其综合性能满足钻井作业需求,具有较高的推广价值。     

PDC钻头+等壁厚螺杆技术在塔河AT20创纪录运用

复杂地层的快速钻进技术一直是钻探技术的难点。在塔河油田AT20探井施工过程中,四开井段钻进中使用百施特215.9mmMS1952SS型PDC钻头+等壁厚螺杆技术一次性入井从井深5451.91m钻至6090m,进尺638.09m,纯钻时103h35min,机械钻速达到6.16m/h,比设计的机械钻速2.5m/h提高了246.4%,创国内单只PDC钻头在塔河工区阿探区块以及相邻区块相同井段机械钻速最高纪录。详细阐述了如何根据该地区地层情况优选PDC钻头、合理搭配等壁厚螺杆钻具组合、合理相配伍的钻井液等做了分析。     

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。     

弱胶结砂砾岩地层钻头研制及提速工具配套研究

针对弱胶结砂砾岩地层钻井过程中面临的PDC钻头崩齿、碎齿严重,钻头先期损坏使得单只进尺少,钻井成本高等技术难题,从弱胶结砂砾岩地层岩石力学特性分析、锥齿PDC钻头研制及提速工具配套等方面着手,研究形成了适合弱胶结砂砾岩地层钻井提速的锥齿微心PDC钻头;并通过选用恒扭矩工具配合该型钻头在胜利油田利567区块进行现场应用,取得了良好的效果,大大延长了钻头的使用寿命,起到了提高机械钻速和降低钻井成本的目的。     

深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻头应用研究

深部地热钻探中,通常会钻遇硬塑性泥岩,严重影响钻探施工效率。以雄安新区深部地热钻探工程实例为基础,深入分析硬塑性泥岩机械钻速低的原因,研究制定钻头的优化改进方案。实践应用证明：针对地层岩性特征设计的个性化PDC钻头配合螺杆钻具,可以有效提高硬塑性泥岩地层机械钻速;使用三棱形非平面复合片和三角形复合片等异形复合片可以有效提高PDC钻头的抗冲击能力、提高钻头在含砾石地层的使用寿命,同时也可以提高硬塑性泥岩地层机械钻速。探索出了一套适宜于深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻进的钻头应用方案。     

金3井混镶金刚石钻头的设计与应用

针对东北地区金3井沙河子组致密泥岩和砂砾岩互层,地层软硬交错、研磨性强,钻进机械效率低,钻头寿命短的问题,通过改进胎体配方、采用耐磨的混镶金刚石热压镶嵌齿作为切削齿、优化了钻头的切削结构、采用CFD软件进行钻头水力结构模拟与优化,研制了混镶金刚石钻头(NR826M)。所设计的钻头在金3井共使用了3只,总进尺784.69 m,钻头平均机械钻速1.03 m/h,单只钻头最高进尺295.03 m,钻头寿命是牙轮钻头的6.5倍,机械钻速是牙轮钻头的1.5倍,为该井缩短了钻井周期40天,降低了钻井施工成本,也为该地区同类地层的钻头选型提供了更多的选择。     

孕镶金刚石-针状合金复合式取心钻头的应用研究

采用普通硬质合金钻头、PDC钻头或普通孕镶金刚石钻头钻进卵砾石层,钻头磨损特别快,使用寿命短,时效低,钻探成本高.本文介绍的孕镶金刚石-针状合金复合式取心钻头综合了普通孕镶金刚石钻头与自磨式硬质合金钻头的特点,胎体具有较高的耐磨性和抗冲击韧性.钻头胎体中孕镶的针状合金除了增韧外,还起硬支点的作用.该钻头与普通硬质合金钻头、PDC钻头、普通孕镶金刚石钻头相比,具有较好的钻进性能,使用寿命长,在卵砾石层钻进能保持较高的机械钻速和回次进尺长度.     

鸭K区块PDC钻头选型技术的研究与应用

玉门酒西鸭K地层夹层多,多个井段含砾石,白垩系可钻性差,钻头选型困难。针对地层特点,开展了岩石抗压强度、内摩擦角、可钻性等分析,设计出个性化的PDC钻头。通过现场试验应用,应用井段同比机速提高50%以上。该项技术的成功实施,拓展了PDC钻头使用范围,形成区块钻头使用序列。     

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。     

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。     

塔东古城地区钻头优选及应用

针对大庆油田塔东区块古城地区地层含砾、岩石硬度大、85%以上井段采用牙轮钻进,导致深部地层钻速慢,钻头磨损严重等问题,在传统钻速预测方法基础上,引入钻头磨损、地层岩性、应用井深等相关参数,建立钻头破岩效率计算方法,并结合所钻遇的地层岩性、测井资料及钻头类型等,建立钻头优选模型,实现钻头选型定量化,提出了适用于古城地区的钻头序列推荐方案。现场成功应用5口井,单只钻头进尺和平均机械钻速均得到了很大的提高,实现了钻头优选提速提效的目的,为古城地区的高效钻井施工提供了重要的技术支撑。     

复合冲击钻井工具在大庆徐深气田现场试验

大庆油田徐深气田区块登娄库组至营层组层位研磨性强、可钻性差,导致在该段钻井工程中,单只钻头进尺少、钻头寿命短、机械钻速低,为解决难钻层位钻井效率低问题,在该区块深层应用了复合冲击钻井工具,该工具能够实现轴向和周向冲击,在减少钻头粘滑现象同时增加切削齿进入地层深度,提高破岩效率。在大庆徐深气田应用复合冲击钻井工具进行现场试验,提高机械钻速、降本增效效果显著。     

新型大直径孕镶金刚石全面钻头助力塔里木油田勘探开发提速提效

正不久前,由中国地质调查局北京探矿工程研究所研发的新型大直径孕镶金刚石全面钻头,在新疆塔里木油田博孜1区块102-4井砾岩层的全面钻进中取得重要突破,单只钻头进尺达到300m,有力支撑该区块油气勘探提速提效。博孜区块油气井设计井深均超6000m,上部为巨厚砾石层,厚度超2000 m,可钻性差,机械钻速低。针对地层特点,探矿工程所技术人员从胎体配方、刀翼结构、流道布置及耐高温钻头制造工艺等方面开展攻关,创新研发出新型大直径孕镶金刚石全面钻头,并在博孜102-4井匹配高速涡轮成功进行     

异形齿PDC钻头在大港油田的现场应用

为了提高钻井速度,降低钻井作业成本,减少换钻头起下钻次数,急需解决常规PDC钻头在馆陶组地层钻井适用性差的难题。大港油田馆陶组的埋藏深度一般在1000～2000m之间,层厚为100～400m之间,其中,纯砾石层厚度达几米甚至几十米。馆陶组上、中部一般为泥岩、砂岩、含砾砂岩互层,下部为杂色砾岩,馆陶组底砾岩可钻性差,往往限制了PDC钻头的使用,PDC钻头钻遇颗粒较粗的砂砾或底砾岩就会造成复合片崩损而导致钻头报废,通常采用牙轮钻头钻穿馆陶组地层后,起钻再下入PDC钻头进行馆陶组下部井段施工,严重制约了钻井速度。针对这种情况,通过反复设计和改进,异形齿PDC钻头克服了以往PDC钻头钻馆陶组地层先期损坏现象,能一次性钻穿馆陶组地层,通过现场试验6口井,富含砾石的馆陶组地层钻穿率达到了100%,取得了良好的经济效益和社会效益。     

煤层底板灰岩层注浆定向水平井用PDC钻头个性化设计

针对煤层底板灰岩层定向水平注浆井钻进工艺特点及灰岩层地层特性,通过分析现场地质特征及构造、钻孔设计以及井身结构等特点,对拟钻地层特性、钻进工艺以及常规钻头磨损情况进行研究,对钻头剖面形状、切削齿排布、切削齿安装角度以及金刚石复合片优选进行优化设计。新设计钻头采用抛物线剖面,极限密度布齿并针对关键部位增加后备齿加强的方案,降低钻头关键部位磨损,提高钻头攻击性,以通过数值模拟分析异形切削齿破岩效率,以强化鼻部切削齿,提高钻头抗冲击韧性,防止钻头冲击破坏。采用优化设计的钻头进行现场试验,使用寿命较常规PDC钻头提高58.18%|复合钻进平均速度较常规PDC钻头提高50%|定向钻进平均速度较常规PDC钻头提高56.52%,实现了灰岩层底板注浆施工优快钻井需求,为硬岩裂隙地层定向井钻进施工提供了钻头设计方案,为同类地层注浆井的施工提供了技术支撑。     

高研磨性地层复合式钻头的研制与应用

金山气田、龙凤山构造、长岭断陷等登娄库组以下深部地层可钻性差,研磨性强,导致钻头磨损严重,使用效率低。在对牙轮钻头、PDC钻头及孕镶金刚石钻头在高研磨性地层中的适应性进行细致和全面分析的基础上,提出了把PDC钻头机械钻速高和孕镶金刚石钻头进尺多的技术优势相结合的研制思路,开展PDC+孕镶复合式钻头设计。现场应用取得了良好的试验效果。提出了合理化的建议。     

塔里木BZ区块巨厚砾石层钻井提速关键技术

库车前陆盆地BZ构造带在天山强烈抬升地质运动下,第四系至新近系吉迪克组普遍发育巨厚砾石层(BZ8井达6790m),砾石层厚度差异大,分布规律性差,伴有浅层地表水,岩性岩相变化剧烈,砾石成分复杂、胶结致密,抗压程度高(取芯岩样硬度测试,抗压强度高达300MPa),可钻性极差,钻头及提速工具选型困难,机速低,单只钻头进尺少[1],砾石层的钻井周期占了全井开发周期的50%,巨厚砾石层的提速已成为影响该区块勘探开发主要难点。通过对砾石层岩性发育深入分析,结合区块多年来的提速实践,通过钻头优选、扭力冲击器、空气钻井,辅以水力加压器、双摆工具等多种关键技术的应用,逐步总结出了一套适合砾石层的快速钻井技术,并取得阶段性成果。区块砾石层平均机械钻速由1.6m/h提高至2.1m/h,单只钻头平均进尺由126m提高至268m,为区块砾石层提速及全区的勘探开发提供了技术支撑及借鉴。     

基于混合布齿技术的新型PDC钻头设计与应用

为了提高PDC钻头在大庆地区调整井作业的机械钻速,并降低钻头制造成本,创新性地将混合布齿技术应用于PDC钻头个性化设计,针对混合布齿技术特点进行了合理的钻头冠部形状设计、切削结构设计和水力结构设计。结合目前胎体PDC钻头的制造工艺,设计制造了基于混合布齿技术的新型Φ215.9mm PDC钻头,相较于同尺寸常规钻头,单只钻头制造成本降低了721元。新型钻头在大庆地区南2区块进行了现场应用,钻头平均机械钻速38.6m/h,与常规钻头相比,提高了1.2m/h。     

非平面齿钻头在塔东城探区块的应用

新疆塔东城探区块“黑被子”地层碳晶质泥岩发育,夹砂砾岩,地层坚硬（可钻性极值>6）,研磨性高,常规方式钻进机械钻速仅为0.92m/h,且存在钻头磨损严重、单趟进尺少等难题,严重制约了塔东地区钻探进程。针对这一难题,研制了一种非平面齿PDC钻头,现场试验表明该钻头的综合性能满足钻井作业需求,具有较高的推广价值。