基于振动实测的非均质地层钻头失效分析与对策

四川盆地作为国内页岩气开发的重点区域,通过近几年的不断攻关和实践,机械钻速得到了提高,但由于受地层复杂、可钻性差、非均质性强等地质因素的影响,导致井下钻柱系统不良振动剧烈,容易出现钻头损坏严重、钻速较低等问题,严重影响了钻井时效。为了解决上述难题,以该盆地涪陵工区上二叠统龙潭组—中二叠统茅口组为例,采用井下振动高频测量工具的实测手段,测量了钻头—钻柱系统的动态振动加速度参数,结合地层的岩性和矿物组分分析,研究钻头失效原因与对策,并开展了现场试验。研究结果表明:①在非均质地层中钻进的钻头—钻柱系统产生了大于40 m/s~2的高幅值瞬时冲击振动,高幅值的瞬时冲击是导致钻头先期失效的主要原因;②提出了抑制高幅值的瞬时冲击振动采用"减振+增压"工具组合和避免井下工具共振的钻井参数;③采用钻井新参数的试验井比邻井的高幅值瞬时振动降低了17%,单只钻头进尺增加24%,钻头工作环境得到了较大的改善,钻头使用数量减少。结论认为,该研究成果能够有效地改善钻头—钻柱系统的振动状态,有利于达成延长钻头使用寿命的目标。     

川东北超深水平井轨迹控制方法优选

川东北地区海相气藏埋藏深,水平井垂深6700m,井底温度高(超过160℃),对水平井轨迹控制技术提出了较高要求.为了提高超深水平井钻井技术水平,中国石化在川东北超深水平井进行先导攻关.针对五开裸眼水平井的实际,文中从高温对定向工具的影响、超深对轨迹控制和钻具的限制等方面全面分析了川东北水平井钻井施工的难点,并针对性地从...     

断块油气藏大落差阶梯水平井轨道优化

为了降低东濮凹陷断块油气藏大落差阶梯水平井管柱下入摩阻,开展了大跨距阶梯水平井轨道优化研究。考虑地层实际造斜能力,优化了造斜段的靶前位移和造斜率;建立了带封隔器(或扶正器)的完井管柱下入摩阻模型,优化了阶梯过渡段的井眼曲率和位移差。分析表明,造斜段靶前位移控制在300~400 m,造斜率先低后高,适当降低阶梯过渡段造斜率和位移差,有利于降低钻进和管柱下入摩阻。设计成果在东濮凹陷4口阶梯水平井中应用,阶梯着陆中靶率100%,储层钻遇率最大95.3%,水平段最长达到1 214 m,断块落差控制范围7.14~40.3 m。应用结果表明,采用分段评估的方法优化阶梯水平井轨道参数具有针对性和全面性,为同类型阶梯水平井的设计提供了借鉴。     

元坝101-1H酸性气藏超深水平井优快钻井技术

针对元坝高含硫气藏超深水平井钻井过程中存在的陆相高压层钻速慢、海相产层漏失严重、超深高温高压定向困难等问题,元坝101-1H井通过延伸气体钻井深度、应用扭力冲击器和直螺杆配合PDC钻头复合钻井技术,实现了陆相致密砂岩硬地层的有效提速;采用等壁厚直螺杆配合EM1316 PDC钻头,实现了海相高强度低研磨均质地层直井段有效提速;在水平段采用可调式抗高温螺杆,配合欠尺寸双稳定器稳斜钻具组合,既提高了复合钻进比例又保证了井眼全角变化率,效果相当于旋转导向钻井工具;采用双效防磨技术,减少了套管磨损,保证了管柱密封性能。现场应用结果表明,元坝101-1H井完钻井深7 971 m、垂深6 946.44 m,创元坝工区高含硫超深水平井完钻井深最深记录;钻井周期380 d,较设计周期缩短54 d、较前期开发评价水平井平均周期缩短149.92 d,提速效果显著,为同类井的施工提供了较好的经验。     

喷射钻井中风琴管空化射流提速规律分析

为准确掌握风琴管空化射流在喷射钻井中的提速规律,通过数值模拟的方法分析了空化射流流场特 性,探讨了围压对其空化能力及速度脉动能力影响规律,采用真三轴高围压射流破岩规律模拟实验装置开展了空化射流破岩模拟实验,研究了静液注压力对射流破岩效率影响规律,并对比了一定静液注压力下空化射流与常规射流破岩效率。结果表明,在现有机泵条件下,风琴管空化射流可以直接或间接的实现钻井的提速提效。     

涪陵页岩气井水平段一趟钻技术实践与认识

涪陵页岩气田二期产建井的三开水平段,由于地质条件复杂、钻进工具效率低等原因,需要多趟钻才能完成,导致起下钻次数多、周期长、成本高。在分析涪陵二期工区水平段施工存在的技术难点基础上,通过储层岩石物性分析,优选钻头、螺杆、导向钻具方案,优配钻井施工工艺,提出了水平段一趟钻实施的优化方案。现场完钻的14口井,3口井一趟钻钻完水平段,8口井两趟钻钻完水平段。结合实践中存在的问题,提出了下一步对策和建议,对后续新钻井水平段实现一趟钻施工具有一定的参考意义。     

卡点精确计算方法与应用

钻井过程中由于地层或操作不当等因素导致偶发的卡钻,不仅延长了钻井周期,而且可能导致次生故障甚至埋钻等事故,造成严重经济损失。目前,现场采用的提拉法计算卡点方法没有考虑井内管柱所受摩擦阻力影响,导致计算出的卡点深度误差随着摩阻增加而增加,难以适用于高摩阻直井及大斜度井。基于卡点深度计算原理,运用胡克定律,利用上提、下放过程中相同钩载条件下管柱在井眼内所受摩擦阻力大小相等、方向相反的特点,推导了可消除套管内管柱摩擦阻力影响的卡点深度计算公式,同时提出了该计算公式配套的操作方法和实施步骤。实践证明,该方法计算卡点深度结果准确,具有较强的实用价值。     

基于FPGA的可重构RFID标签的设计

设计了一种基于FPGA的可重构标签方案.可方便的优化标签的数据结构,并巧妙的利用同步通道,减少单用户占用时间,实现快速识别,获取位置信息等功能.文章给出了标签的整体架构和工作原理,借助FPGA结构可重构的特点,采用扩频体制和同步通道,将信息和全0分别用扩频伪码调制,然后用同步通道传输.文章通过原理框图、逻辑结构图、仿真图和示波器波形图将方案思路形象真实的表现出来,体现了此标签良好的功能和性能,以及方案高度的可行性.此标签还具有良好的兼容性.     

空气钻井燃爆灭火阀的研制及其在普光气田的应用

空气钻井有效地提高了机械钻速、缩短了钻井周期,但其最大的问题之一就是井下燃爆问题。为了解决空气钻井在钻遇油气层时,发生井下燃爆,造成埋钻具、井眼报废等复杂情况,基于阻断氧气使火熄灭的思路研制出了一种低熔点合金制造的井下工具--空气钻井燃爆灭火阀。该灭火阀连接在钻头上方,一旦环空着火爆炸,温度升高,低熔点合金就会熔化,关闭阀门,切断气源使火熄灭,制止事态的进一步扩大;还开发了空气钻井防燃爆监测系统,可实时监测返出气体组分的变化和井下燃爆隐患,以确保空气钻井安全、实现快速钻进。     

基于测井资料的含不确定度地层压力区域三维模型构建

为解决缺少地震勘探资料或地震资料品质较差区域的三维地层压力构建问题,文中提出一种利用测井资料构建含不确定度地层压力区域三维模型的算法。首先,收集了区域内重点已钻井的测井资料,包括声波、自然伽马、密度测井资料,用于计算地层压力;然后,建立了基于支持向量机的Kriging插值优化算法,利用已钻井含不确定度地层压力,分层组逐层构建了地层压力区域三维模型。为验证方法的可靠性,在所建立的三维压力体中提取了某口已钻井的地层压力,将其与该井的测井解释结果对比,最大相对误差小于4.5%,表明该方法能提供较为可靠的地层压力分布信息。根据文中的算法,利用计算机可视化技术,编制了相关软件,为直观了解和分析三维地层压力提供了工具。