元坝272H井超深硬地层侧钻技术

针对元坝272H井侧钻井段调整余地小、侧钻地层高温高压、岩石可钻性差、井眼尺寸小等实际情况,在深入分析侧钻技术难点的基础上,优选了侧钻方式、侧钻点和钻具组合,确定了侧钻技术措施:基于长定向井段的施工安全,选择了常规裸眼侧钻方式;因为侧钻点与靶点垂距仅为70.00 m,为减小增斜段井眼的全角变化率,选择出套管1.00~5.00 m处为侧钻点;因为侧钻点处于硬地层,为增大侧钻力,优选了"牙轮钻头+直螺杆+2.75°弯接头"钻具组合;另外,确定了下切侧钻、延长控时钻进时间、合理侧钻方向、加强施工监测和保证钻井液性能等施工措施。该系列技术措施在元坝272H井小井眼侧钻施工中进行了应用,井眼轨迹数据、返砂新岩屑质量分数及钻井参数显示,在井深6 672.30 m处新老井眼完全分离,应用获得成功。该超深硬地层侧钻施工技术的应用成功,对同类井的侧钻作业具有借鉴意义。      

考虑钻头与地层相互作用的侧钻水平井轨迹预测方法

在侧钻水平井钻井过程中，由于造斜率高，从造斜点到半点之间的井段长度有限，给侧钻井的井眼轨迹控制带来较大的挑战。考虑钻头与地层之间相互作用、钻头切削各向异性以及钻头侧向力等因素的影响，建立了侧钻水平井造斜井段采用弯外壳螺杆钻具滑动钻进时的轨迹预测模型，并用现场实钻数据对理论模型进行了验证，为侧钻水平井井眼轨迹预测及井眼轨迹控制提供了一种行之有效的方法。     

井眼轨迹连续控制钻井技术研究与应用

为提高井眼轨迹的控制能力,缩短钻井周期,节约钻井成本,从井眼轨迹连续控制钻井技术原理和钻具组合2个方面进行了研究,实现了通过采用高效优质钻头配合单弯螺杆造斜钻具,并根据钻具结构的受力分析情况和施工技术要求,合理优选单弯螺杆的弯曲度数及上下稳定器的尺寸,匹配合适的钻井参数,仅一套钻具结构依次完成直井段、造斜段、稳斜段、降斜段等全井段的井眼轨迹控制过程的钻井技术方法。并通过实例分析,证明应用该技术可大幅度地提高钻井效率,可进一步推广应用。     

钻具稳定器结构对复合钻井导向力的影响

单弯螺杆钻具+PDC钻头复合钻井已广泛在钻井提速和井眼轨迹控制作业中应用,对该类钻具组合导向力分析也有成熟的方法,但常常忽略螺杆稳定器结构的影响。为此,基于油气田现场作业应用的直棱和螺旋棱稳定器结构,讨论了螺杆稳定器外径和支点位置变化对钻具导向力的影响,建立了稳定器实际偏心距计算模型,提出了考虑螺杆稳定器结构影响的钻具复合钻井导向力分析方法。通过对单弯螺杆单稳定器钻具组合、单弯螺杆双稳定器钻具组合复合钻井导向力的分析,结果发现：①忽略螺杆稳定器结构的复合钻井导向力分析方法计算结果与钻具导向合力差别较大;②直棱稳定器由于棱槽包角的存在,等效外径周期性变化使得钻具组合导向力发生周期性增加或降低,变化幅度最高达50%,影响钻具导向稳定性能和疲劳寿命。进而提出建议：①计算复合钻井导向力时应采用考虑螺杆稳定器结构影响的钻具复合钻井导向力分析方法;②现场复合钻井时选用带棱槽包角为零的螺旋式稳定器或选用带棱槽包角小的直棱稳定器的螺杆钻具     

超深超高温潜山气井AT-6X井小井眼侧钻技术

为解决华北油田首口超深、超高温潜山内小井眼侧钻井AT-6X井在施工过程中遇到的地层岩石可钻性差、新老井眼分离困难、摩阻扭矩大及井温高等技术难题,进行了侧钻工具优选、送钻方式选择、抗高温低固相钻井液体系设计及抗高温MWD仪器优选等方面的研究。通过建立侧钻工具力学模型对不同条件下钻具侧向力进行分析,选用PDC钻头+直螺杆+2.5°弯接头作为侧钻的最优工具;以间接方位角校正法为基础设计了方位角校正系统,提高井眼轨迹的精度;采用半主动半自动送钻方式提升侧钻效率;优选抗高温低固相钻井液体系提高高温条件下的稳定性。上述技术在超深超高温潜山小井眼侧钻井AT-6X井进行了应用,将工具面调整为140°并结合半自动送钻方式成功完成了该井的侧钻施工,完钻井深6 059 m。该井采取的技术措施有效解决了侧钻难题,为高温工况下超深井侧钻提供了经验和借鉴。     

高效导向螺杆钻具的研究与应用

常规弯外壳螺杆钻具多数在外壳上带有一近钻头稳定器, 在滑动导向时常出现拖压情况, 严重影响深部井段井眼轨迹导向效果。同时, 这种螺杆钻具钻出的井眼螺旋特征明显, 严重影响井眼轨迹控制质量。文章提出一种新型结构的高效导向螺杆钻具, 其在传动头上带有一个螺旋稳定器, 这样可以缩短稳定器到钻头的距离,而且能使稳定器井下始终处于旋转状态。在首先对其强度特征进行计算并提出结构优化方案的基础上, 对相关Ｂ Ｈ Ａ的导向力进行了计算分析。结果表明, 这种高效螺杆钻具不但可以提高滑动导向能力, 而且可以提高复合钻井导向能力。实际使用资料表明, 这种高效导向螺杆钻具不仅可以很好的解决深部井段常规螺杆滑动导向所具有的拖压问题, 而且可以钻出更光滑的井眼。     

南川地区复杂储层水平井大弯角螺杆提速技术

南川地区页岩气长水平段钻进时轨迹需要频繁调整,1.25°螺杆钻具造斜率不满足地质快速追层的要求,钻进时摩阻扭矩大,导致机械钻速低.利用管柱力学理论对底部钻具组合造斜特性和摩阻进行计算分析,螺杆弯角角度、近钻头稳定器尺寸以及钻井参数等为高造斜率和高机械钻速关键因素.优化选用无近钻头稳定器的1.50°大弯角螺杆钻具组合和1...     

单弯双稳钻具旋转钻进防斜打直效果分析

与传统的钟摆钻具组合和满眼钻具组合相比,弯螺杆钻具组合复合钻进防斜打直技术具有优越性.针对常用的单弯双稳导向钻具组合,考虑弯螺杆钻具公转产生的离心力影响,应用纵横弯曲连续梁方法和达朗伯原理,建立了单弯双稳钻具复合钻进条件下防斜打直效果分析模型.以提高(Φ)215.9 mm直井段防斜打直效率为目标,模拟分析了钻具结构和钻进参数以及井眼参数对钻头侧向力和井斜趋势角的影响规律,推荐了钻具结构优化和钻井参数优选方案.     

苏里格气田苏14区块丛式井钻井技术

苏14区块是苏里格气田的主要钻井区域．面对苏14区块丛式定向井地层研磨性强、井眼轨迹控制难、钻井速度慢等技术难点，从剖面优选、钻头优选、井眼轨迹控制、钻具失效分析及预防等方面。探索了苏14区块丛式井优质快速钻井技术。认为塔武钟摆防斜钻具对上部易斜井段有着较好的防斜效果，适合苏14地区，值得进一步推广应用。小“S”型五段制定向剖面应用避开了研磨性强、可钻性差的复杂地层，较好地解决了定向井施工对钻头、螺杆、扶正器、钻具的严重磨损，全井最大摩阻可控制在30t以内，充分实现了全井打快的目的。大功率低转速螺杆钻具（转速〈90r／min）可减缓对PDC钻头的过快磨损，提高复合钻进钻井速度。     

沙特B区块高效破岩钻井技术

沙特B区块为典型的高温高压低孔低渗砂岩储层,平均机械钻速2.25 m/h,平均钻井周期250 d。为了提高机械钻速,缩短钻井周期,进行了沙特B区块高效破岩技术研究与应用。根据建立的沙特B区块岩石可钻性剖面,以岩石可钻性为基础,不同类型钻头的现场实钻效果为依据,与钻头厂家共同研究优选出了该区块不同地层的钻头推荐方案;参照沙特B区块地层的可钻性,根据螺杆钻具和涡轮钻具工作特征参数,优选出了适用于该区块的螺杆钻具和涡轮钻具。现场应用表明,沙特B区块采用优选出的钻头推荐方案“螺杆钻具+PDC钻头”和“涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井方式可以实现高效破岩,使该区块平均机械钻速提高46.8%,钻井周期缩短23.3%。      

推靠式旋转导向工具造斜能力影响因素

旋转导向工具相比于滑动导向工具具有机械钻速快、摩阻扭矩小、水平位移延伸能力强、井眼轨迹易调控等优点。推靠式旋转导向工具引入国内市场后,总体应用情况较好,但在部分地区也出现了工具造斜能力不足的问题。根据底部钻具组合纵横弯曲梁方法,建立了推靠式旋转导向工具变截面BHA力学模型以及井斜趋势角分析模型,并在此基础上分析了BHA结构参数、钻压、钻头各向异性和岩石可钻性对工具造斜能力的影响规律。分析结果表明,偏置力、第1跨钻柱长度及外径、第2跨钻柱外径、钻头侧向切削能力对工具造斜能力的影响较大。根据分析结果对推靠式旋转导向工具的底部钻具结构进行了优化,在塔中地区取得了较好的应用效果。     

英买力地区岩石抗钻特性岩性预测和地层可钻性剖面研究

测井资料、地震资料和录井资料一样,蕴含着大量的地层信息,通过对其进行分析和处理,可以提取地层岩石的岩性、相关岩石力学特性以及其它一些对钻井工程有用的信息。为此,利用综合资料法（包括地震、测井、钻井和实验室资料等）进行地层抗钻特性评价、岩性预测和地层可钻性剖面的研究,得出地层的抗压强度、抗剪强度、硬度、研磨性、牙轮和PDC钻头的可钻性级值等力学参数,运用神经网络法进行地层岩性预测,同时利用Matlab强大的数学计算功能,利用几口已钻井的资料分地层拟合出可钻性剖面图。将研究成果应用于英买力地区的钻井设计和施工取得了良好的效果。     

姚家坡和黑家堡地区地层可钻性研究

姚家坡、黑家堡地区下部地层古老、岩性坚硬、可钻性差,为解决谊地区钻头掉齿、机械钻速慢、钻井周期长等问题,在收集谊区块测井数据、钻井井史和实钻岩心资料的基础上,利用全自动可钻性测试仪,进行了大量室内岩心可钻性实验研究,并建立了声波时差测井与岩石可钻性关系模型和该区块的地层岩石可钻性剖面.谊项研究为该地区的钻头选型、提高机...     

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。     

新型钻井提速技术在南海东部古近系地层应用

针对南海东部海域恩平组、文昌组等深部古近系地层压实程度大、岩石抗压强度高,并且含硬夹层较多,地层可钻性差难题,为解决钻井作业过程中出现钻头吃入困难、机械钻速低、钻头磨损严重、起下钻频率高等一系列问题,提高对钻井效率和钻井成本控制。该文以南海东部某区块为例,通过总结以往常规钻头使用效果,并综合地层可钻性开展分析,优选出一套复合冲击器配合专用PDC钻头组合的新型钻井提速技术,并在深部古近系难钻地层进行现场应用和验证。结果表明,该钻井提速技术与邻井同垂深、同层位对比,机械钻速显著提高,钻井效率大幅提高。该钻井提速技术的成功应用可为后续类似难钻地层的提速提效提供技术参考。     

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。     

利用测井资料进行钻头选型

钻头选型是钻井施工的首要问题,岩石力学特性是进行钻头造型、制定钻进参数的重要依据。本文采用弹性力学理论建立起预测岩石力学特性的数学模型,利用测井资料可以预测岩石的牙轮钻头可钻性、PDC钻头可钻性、塑性系数、硬度、抗剪强度等参数,并建立全井连续剖面,从而对钻井作业起到重要的指导作用。     

东营凹陷中央隆起带北部深层钻井技术难点与对策

东营凹陷中央隆起带北部深层钻井存在地层倾角大、地层岩石可钻性差、钻头选型困难、盐膏层发育、地层压力系统复杂、地层温度高等技术难点,导致机械钻速低、钻井周期长。为此,胜利油田提出了以下技术对策:开展地层岩石可钻性研究,优选钻头;利用“PDC钻头＋螺杆钻具”进行复合钻进;进行旋冲钻井技术、井底涡轮增压钻具配合超高压射流钻头钻井试验;推广应用气体钻井技术;优选钻井液体系。现场应用和试验结果表明,所提出的技术对策可行、有效,并在应用和试验过程中形成了东营北带深部地层钻井提速配套技术。      

顺北油田含侵入岩区域超深井安全高效钻井技术

顺北油田含侵入岩区域易塌易漏地层多、古生界岩石可钻性差,?120.6 mm井眼定向仪器易损坏,导致机械钻速低、钻井周期长。通过测井、录井、测试资料分析,建立三压力剖面,优化了必封点位置,将完钻井眼尺寸由120.6 mm优化为143.9 mm;针对火成岩易漏、侵入岩易塌,制定了防漏堵漏与防塌技术对策;通过研究岩石强度特征,配套了非平面齿PDC钻头分层提速技术;通过研究螺杆造斜能力与设计“先高后低”井眼轨迹,优化弯螺杆、定向钻头、MWD仪器及倒装钻具组合,满足了抗温175 ℃定向实钻需求。通过研究与应用,形成了以井筒稳定与提速工艺为核心的高效钻井技术,现场应用6口井,钻井周期较前期缩短26.5 d,创?143.9 mm井眼国内陆上水平井最深8 220 m纪录。     

硬地层稳压稳扭钻井提速技术

采用PDC钻头钻进硬地层时,如果破岩扭矩较小或波动幅度较大,易造成钻头恶性振动和钻头使用寿命短,从而导致机械钻速低和钻井周期长。因此,建立了PDC钻头破岩所需门限扭矩的计算模型,以门限扭矩定量计算为核心、平稳传递钻柱应变能为手段,形成了硬地层稳压稳扭钻井提速技术。该技术通过优化井眼尺寸、选用合适的钻头和冲击类辅助破岩工具,降低破岩门限扭矩和门限钻压;通过选择合适的井下动力钻具,为钻头提供足够的破岩能量;通过选用减振工具和优选钻井参数,降低振动,保证钻头运动平稳。稳压稳扭钻井提速技术在夏河1井古生界硬地层进行了现场试验,二叠系机械钻速提高485.6%、全井机械钻速提高70.4%,取得了显著的提速效果。研究结果表明,稳压稳扭钻井提速技术能够提高硬地层机械钻速,可为复杂地层钻井提速提供借鉴。