塔里木地区复合冲击器钻井提速应用与实践

塔里木深井超深井面临着二叠系玄武岩地层可钻性差、易漏,志留系致密砂岩钻头磨损严重的钻井难题,常规提速工具难以实现工具提速再突破。昆仑山前二叠系地层石英含量高,地层可钻性差。新速通公司开发的复合冲击钻井技术,可将流体的液压能转换成工具扭向和轴向交替的高频冲击机械能并直接传递给钻头,给
钻头施加周期性的低幅高频复合式冲击,提高破岩效率。在塔里木地区不同区域内几口井试验复合冲击器取得了良好提速的效果,给该地区钻井提速提供了新的选择和思路。     

苏里格气田PDC钻头的优选与应用

针对苏里格气田目的层深、地层老、可钻性差,常规钻井钻速慢、牙轮钻头很难提高钻速等实际问题,对苏里格气田的岩石可钻性和钻头选型进行了研究,建立了 岩石可钻性剖面图和钻头选型剖面图;优选了适合苏里格气田钻井的PDC钻头;通过现场试验,大幅度提高了苏里格气田的钻井速度,取得了显著的效果。     

南堡油田玄武岩个性化高效钻头的设计与应用

南堡油田馆陶底埋藏着垂直厚度十几米至几百米不等的玄武岩,其可钻性极差,长期以来只能使用牙轮钻头,钻井速度慢,制约了南堡油田优快钻井.利用实钻岩心和测井资料对玄武岩可钻性和抗压强度等进行了分析,结果表明玄武岩可钻性级别为5~7级,抗压强度为91~221MPa,压入硬度为435~1 322MPa,属于中到中硬地层.设计中优选应用了Z3、AC型切削齿,采用6刀翼和浅内锥、加长外锥冠部形状,中高密度布齿设计,利用计算流体动力学技术对钻头水力结构进行优化,采用螺旋保径结构,设计研制出了FM2653Z、FMH3653ZZ和M1666SS3种高效PDC钻头.现场应用表明:单只钻头钻穿300~500m玄武岩;与牙轮钻头相比,机械钻速和钻井进尺提高了1.7~3.3倍;解决了南堡油田火成岩钻速慢的问题.     

塔里木盆地满深1井超深井钻井关键技术

满深1井是位于塔里木盆地塔北隆起满深1号断裂带上的一口预探井,钻井过程中存在二叠系玄武岩漏失与垮塌同存,志留系塔塔埃尔塔格组可钻性差、钻头磨损快,奥陶系桑塔木组易井斜与井壁失稳垮塌等技术难点。为此,研究应用了二叠系优快钻井技术、志留系减振提速技术和奥陶系防斜防塌技术,有效解决了该井面临的钻井技术难点:应用混合钻头+螺杆钻具提速技术一趟钻钻穿二叠系玄武岩地层,应用聚磺钻井液体系确保了二叠系地层的安全钻进,未发生漏失及垮塌等井下故障,与邻井相比机械钻速提高了265.96%;应用个性化PDC钻头+TorkBuster扭力冲击器一趟钻钻穿志留系地层,且钻进期间扭矩稳定、粘滑振动弱,减振提速效果明显;应用预弯曲动力学防斜钻具组合钻进奥陶系高陡地层,防斜打直效果明显;应用高性能防塌水基钻井液安全钻穿奥陶系硬脆性泥岩,井壁稳定效果显著。该井试油获得高产工业油流,实现了塔里木盆地超深层油气勘探的重大突破,形成的超深层碳酸盐岩钻井完井技术为塔里木油田深层油气勘探开发提供了技术支撑。      

乌夏断裂带二叠系岩石力学特性与钻头优选

准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带二叠系地层埋藏深度较大,岩性较复杂,岩石研磨性强、可钻性差。为解决在该地层机械钻速低、进尺短及钻头使用寿命短等诸多问题,根据已完钻井的钻井及测井资料,结合室内微钻头可钻性实验,对二叠系地层岩石力学特性进行了分析评价,确立了将单轴抗压强度、内聚力、内摩擦角和可钻性级值作为牙轮和PDC钻头选型的基础参数和选用标准,形成了适合于乌夏断裂带二叠系地层的钻头优选技术。     

石西地区岩石可钻性研究与应用

在对该区块的地质，工程等资料收集与分析的基础上，依照岩石可钻性的选样原则，选取所需要岩样进行室内岩石测定，来确定该区地层岩石可钻性分级以此来的选择各地层近适用的钻头类型，确定钻井合的钻头选型系列，确定各层段地层合钻压，转速取值范围，建立钻速预测模式，达到提高钻速，降低成本，提高效益之目的。     

×盆地深部地层岩石可钻性测井评价方法及应用

×盆地深部地层研磨性强,岩石可钻性差,机械钻速慢,钻井周期长,是钻井需要提速的主要地层。以岩石机械破碎特性实验为基础,建立利用测井资料计算砂泥岩、砂砾岩和火成岩岩石可钻性级值、硬度和塑性及研磨性方法,依据实验结果确定可钻性级值在7以下的地层,用PDC钻头钻进;可钻性级值在7以上的地层,用牙轮钻头钻进,形成一套深部地层岩石可钻性测井评价技术。利用该项技术确定了×盆地不同岩性岩石可钻性级值区域分布特征,并对新钻井进行钻前可钻性预测,为钻井过程中优选钻头提供技术指导。     

垦利6-4区块含玄武岩地层钻探难点与对策探讨

地层可钻性差,岩石易水化膨胀是玄武岩地层钻探的主要难点。利用垦利6-4区块已钻井的测井资料对玄武岩地层可钻性以及井壁失稳机理进行了分析研究。并据此提出相应的技术措施,包括合理的钻头和钻具组合优化,以及良好的钻井液性能等。现场作业中,按照上述技术措施,实现了玄武岩地层的安全高效施工。     

利用地震层速度预测地层可钻性和钻速的新方法

虽然钻井的机械钻速与钻头结构、钻井液性能、钻进参数和钻具组合等因素密切相关,但理论和实践表明,地层因素仍是影响钻速的最主要因素,它不仅直接影响钻速,而且也制约着钻井参数对钻速的影响。针对新探区的特点,可从地震资料中提取包含地震层速度、地质年代、地质构造、地层产状、地层岩性等信息,发掘这些信息与地层可钻性以及机械钻速间的内在联系。在充分利用地震资料的基础上,运用数理统计等办法,模拟和优选出了层速度与地层可钻性以及层速度与机械钻速间的定量计算模型,并最终形成一套基于地震层速度直接预测机械钻速的新方法。通过对HN油田近20口井的机械钻速进行钻前预测,结果发现符合率均达70％以上,这充分证明该方法能较科学地预测新探区的机械速度,能为钻前钻井周期设计以及钻井招投标价格预算等提供有益的帮助。     

基于地震资料的钻速预测研究

钻井的机械钻速与钻头结构、钻井液性能、钻进参数和钻具组合等因素密切相关,但理论和实践表明,地层因素仍是影响钻速的最主要因素,它不仅直接影响钻速,而且也制约着钻井参数对钻速的影响.针对新探区的特点,可从地震资料中提取包含地震层速度、地质年代、地质构造、地层产状、地层岩性等信息,发掘这些信息与地层可钻性以及机械钻速间的内在联系.在充分利用地震资料的基础上,运用数理统计等办法,模拟和优选出了层速度与地层可钻性以及层速度与机械钻速间的定量计算模型,并最终形成一套基于地震层速度直接预测机械钻速的方法和技术.通过计算机编程对HN油田近20口井的机械钻速进行钻前预测,符合率均达70%以上,表明该方法能较科学地预测新探区的机械钻速,能为钻前钻井周期设计以及钻井招投标价格预算等提供有益的帮助.     

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四川地区二叠多年来一直是最难钻进的地层，其机１ｍ／ｈ左右，国产各型钻头及进口钻头均被使用过，但效果不佳。本文对二叠岩性作了大量力学性质测定，得知了二叠系岩石的可钻性级值，硬度和塑性系数的类别，以及在围下二叠系岩石的破坏强度等。为研究二叠系岩石破碎有了最基本、最可靠的岩石力学参数，文章对近１０年四川地区二叠系已使用过的钻头进行了剖析，二叠系钻速慢也有钻头使用不当等原因，文章通过变各种齿形、齿矩、移轴     

PDC切削齿切削深度对PDC钻头黏滑振动影响动态实验

通过室内动态破岩实验,研究切削齿切削深度及岩石可钻性对PDC钻头黏滑振动的影响。选取了红砂岩、黄砂岩、白砂岩和花岗岩4种不同岩性、400 mm×400 mm×400 mm的天然岩石作为实验岩样,通过改变钻压,分析切削齿切削深度、岩石可钻性与钻头黏滑振动的关系。选取扭矩和转速波动作为黏滑振动特征参数来描述PDC钻头黏滑振动现象,对其进行无因次化处理,定义为黏滑严重度,并分别建立了PDC钻头黏滑严重度、扭矩振幅,与平均每转切削深度和岩石可钻性的二元非线性关系模型。实验结果表明:实验室条件下扭矩黏滑严重度差异性更加明显;实验的5种钻压下,扭矩黏滑严重度均随岩样可钻性级值的增加而显著增加;PDC钻头每转切削深度增加,扭矩黏滑严重度显著增加。     

焦石坝区块?311.2mm井眼定向段钻头优选与应用

针对焦石坝区块页岩气水平井?311.2 mm井眼定向段长、钻遇地层复杂、非均质性强,易导致钻头失效快、机械钻速低等问题,建立了基于地层可钻性和实钻效果评价的钻头选型方法。利用测井资料获取地层岩石力学参数,建立了岩石可钻性剖面,确定了合理的钻头类型;基于虚拟强度指数原理建立了综合考虑地层破岩效率和进尺的钻头性能评价指数,对完钻井钻头使用效果进行了定量评价。利用该方法分地层推荐了焦石坝?311.2 mm井眼定向段钻头选型方案,并在焦页49-1HF等5口井进行了应用,平均机械钻速同比提高了207%,单只钻头平均进尺提高了139.2 m。应用效果表明,基于地层可钻性和实钻效果的钻头选型方法能够定性地优选钻头类型、定量地评价钻头性能,有效提高了钻头与地层的匹配性。     

鄂尔多斯盆地北部工区测井优选钻头技术与应用

利用已完钻测井资料和地质资料对工区地层强度特性进行评价,建立地层声波时差和岩石可钻性的定量关系,估算各层段的岩石可钻性级值,并对地层岩石可钻性进行分级与对比。根据可钻性级值和地层硬度、抗压强度等岩石力学参数及钻井工程情况,利用钻头优选方法,选择适应研究工区的钻头型号,对不同层位使用的钻头型号进行可行性分析和评价。通过几口井实际钻头选型的试验研究和应用,达到了提高机械钻速及钻头进尺,缩短钻井周期,降低钻井成本的目的。     

岩石可钻性井底卸载效应研究与实践

本文用试验方法研究了石油钻井过程中井底岩石零孔隙压力条件下的岩石可钻性。试验结果表明,随着井深的增加,井底岩石卸载量亦增加,岩石可钻性级值存在一个由增加变为减少的趋势。变化的全过程是级值开始呈缓慢上升趋势,继之趋于平缓,往后呈下降趋势,最后急剧下降,直至井底岩石失去稳定性。该过程反映了井底岩石的卸载效应,是深井岩石可钻性的一个新概念。塔里木钻井界运用这一规律优选钻头类型.成效显著。     

砂砾岩地层钻头合理选型研究及应用

莫里青地区所钻遇地层含砾岩层多,下部地层的岩石成岩性好,胶结致密,研磨性强,可钻性差,机械钻速较低,为提高该地区钻头的进尺和钻速,开展了钻头类型优化研究。利用测井资料和钻头使用资料相结合的方法,首先对该地区的测井资料进行处理分析,得出地层的抗压强度、抗剪强度、研磨性及可钻性等力学参数,然后根据已使用钻头情况,建立钻头数据库。利用钻头类型与地层之间的匹配关系模型,结合地质、测井和钻井资料进行钻头合理选型,得出了钻头优选结果,并进行了现场应用,取得了较好的效果。