PDC钻头在西部工区的应用分析

PDC钻头在西部深井中应用越来越广泛,PDC钻头应用的效果对全井的钻井速度影响很大,是目前西部推行优快钻井的关键技术之一。在西部深井PDC钻头应用中,不同施工单位,不同钻头型号带来差异很大的结果。在现场使用过程中,还存在许多值得改进的地方。文中简要叙述了PDC钻头在西部的适应地层、设计思路要点及应用情况。在塔河油田及准噶尔盆地中部地层特性均有利于PDC钻头的应用,针对深井地质特性,对钻头提出了设计需要重点考虑的因素。介绍了PDC在塔河及准噶尔中部的应用,强调必须与其它技术综合使用才能取得更好的效果。
     

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。     

人工神经网络在大庆深井钻头优选中的应用

针对大庆地区深井地层硬、温度高、倾角大等特点,将对深井钻速影响较大的12个因素作为输入层神经元,建立了人工神经网络优选钻头方法。该方法将钻头优选的定量方法和定性方法相结合,使钻头优选结果更加可靠。针对侏罗系地层高硬度、强研磨性等特点,研究并试验了几种特殊类型的钻头。根据对新型钻头钻井结果及以往大庆深井钻井所用钻头数据的统计分析,建立了大庆地区钻头应用情况数据库。在此基础上,应用人工神经网络法对大庆油田深井使用的钻头进行了优选,在大庆2口深井进行的现场试验表明,钻井速度提高了20%以上。     

应用PDC钻头钻进检测地层压力研究

本文通过理论分析和对现场实际钻井资料的统计分析,系统地论证了应用PDC钻头钻进检测地层压力的可行性。并提出采用dp指数法及其相应的压力换算式来定性、定量地检测PDC钻头所钻井段的地层压力,为现场随钻监测PDC钻头所钻井段地层压力提供了一种可行的方法。     

基于模式识别的钻头选型新方法

针对目前钻井过程中因钻头选型不合理、钻头与所钻地层不匹配,导致钻头使用效果差的问题,建立了一种基于模式识别的钻头选型新方法。利用模式识别理论,对已钻井地层及使用的钻头进行聚类分析,建立了地层-钻头标准模式,然后利用K-NN算法对待钻地层进行识别归类,通过地层-钻头标准模式即可选出最佳钻头。该方法在青海油田东坪、牛东区块的2口井中进行了钻头选型现场试验,给出了钻头优选方案,实钻数据表明,与未使用推荐钻头的邻井相比,2口井的钻速和进尺都有了很大提高,提速效果明显。研究结果表明,基于模式识别的钻头选型新方法既考虑了地层多种抗钻特性参数,又考虑了钻头使用效果,钻头优选方案更合理,可以更好地实现钻井提速提效的目的。      

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。     

基于虚拟强度指数的钻头选型方法研究

优选钻头类型是提高钻井速度、降低钻井成本最直接、有效的方法之一。通过综合考虑钻压、转速、扭矩、水力参数等因素对钻头破岩效率的影响,根据能量守恒定理,建立了地层虚拟强度指数（VSI）模型,利用模型来计算不同钻头的虚拟强度指数,同时,在考虑钻头进尺和成本的基础上,提出了利用效益指数来定量评价钻头使用效果,消除了以往钻头选型过程中人为因素的影响,为钻头类型优选提供了科学依据。该方法在玉门油田酒东地区进行了应用,根据效益指数的大小,优选出了适合?311 mm和?216 mm井眼的不同钻头类型,现场应用机械钻速分别提高1.94倍和2.77倍,效果较好,为进一步提高酒东地区钻井速度、加快勘探开发进程奠定了基础。     

长庆气田水平井PDC钻头防泥包技术

为实现长庆气田水平井钻井提速的目的,在斜井段中试验了PDC钻头,但均不同程度地发生了钻头泥包的问题。经过广泛的调研分析,找到了导致PDC钻头泥包的主要因素--钻井液问题,另外还有地层、钻井参数、PDC钻头流场设计等影响因素。为此,从强化钻井液抑制性出发,研制出了双钾盐聚合物钻井液体系并在现场应用获得成功,较好地解决了PDC钻头泥包问题。其中GP12 6井实现了斜导眼水平井单只PDC钻头穿越5套地层,平均机械钻速达11.25 m/h,起下钻、电测和下套管等作业均安全顺利完成。     

基于岩石抗钻特性的BP神经网络钻头选型方法

地层岩石抗钻特性是影响钻头使用效果最重要的一个因素,传统的钻头选型方法大多只是定性分析地质层位和钻头的对应关系,定量地计算分析岩石抗钻特性与钻头使用效果之间的关系较少。在分析现有钻头选型方法的基础上,提出一种基于岩石抗钻特性的BP神经网络钻头选型方法,并在大港油田进行了应用。首先基于测井资料和室内实验建立大港油田地层抗钻特性评价模型,并且利用模型计算得到的岩石力学参数数据和现场钻头使用数据编码成神经网络学习样本,然后建立完钻井地层抗钻特性和对应最佳钻头类型的BP神经网络模型,最后输入学习样本完成神经网络训练。利用该模型进行选型时需提供待钻井段的岩石力学参数预测数据,神经网络经过计算之后会输出最佳钻头类型。该选型方法在港深18-17井应用效果不错,优选的钻头在港深18-17井沙一段相比于邻井同一层段平均机械钻速提高了25%。     

塔河油田托甫台区块深部地层钻头优选研究

在塔河油田区域钻井过程中,二叠系及以下地层机械钻速偏低、钻头磨损严重,制约了钻井效率和勘探开发质量。因此对该区域进行钻头优选,对于有针对性地制定钻井技术措施、形成优快钻井技术具有重要意义。在对塔河油田托甫台区块深部地层进行钻头优选时,采用分段优选方法,在表层采用机械钻速法,在深部地层运用主成分分析法。通过实例,应用Matlab软件对托甫台区块深部构造钻头进行了主成分分析,使用该方法优选出的钻头,其钻井周期比以往减少了7.22%,使用效果较好,节省了钻井成本,提高了钻井效率。     

大港油区PDC钻头个性化优选提速实践

随着钻井综合配套技术的飞速发展,钻井速度也随之不断提高。其中,钻头作为钻井作业中破岩的工具对钻井机械钻速的提高起着决定性的作用。近年来,国内外各钻头制造公司根据顾客的需要,推出适应不同地区、不同地层的个性化设计,从过去的地层适应钻头转化为钻头适应地层。文章从大港油田地层特性出发,从钻头的冠部形状、刀翼的合理布置、力平衡优化、水力参数搭配、切屑齿大小等方面进行钻头设计优化,分类阐述了PDC钻头在不同地层的应用技术。个性化设计的PDC钻头首次顺利钻穿了大港部分地区复杂的砾岩层,改变了以往穿砾岩必须换牙轮钻头的历史。     

泥岩地层PDC钻头钻井参数优化方法

钻井费用是勘探开发过程中最主要的成本来源,提高机械钻速和降低非生产时间可实现钻井费用的有效控制,因此钻井优化设计关系到钻井作业的优劣成败。钻头稳定性和钻头泥包是影响钻头使用效果的两个关键因素,目前的钻井参数优化方法主要考虑了钻头稳定性,钻头泥包的影响基本没有考虑。为了进一步提高钻头使用效果,提出了钻井方式选择和钻头泥包预测方法,利用机械比能模型建立了泥岩地层PDC钻头钻井参数优化方法,通过钻头选型和钻井参数整体优化有效缓解了现场存在的钻头泥包等问题,取得了较好的应用效果。     

深部泥岩地层扭力冲击器钻井钻头优选研究

新疆玉北地区深部泥质岩地层的优快钻进是钻井提速和降低钻井成本的关键,该地层埋深4000m左右,岩石强度高,泥质岩含量高,采用常规钻井方式及常规钻头钻井机械钻速低。为提高沙井子组地层机械钻速,引入了Tork Baster扭力冲击器钻井。作者针对地层岩性特征,结合前期钻头使用情况,根据钻头井底流场模拟 结果,优选出了适合在沙井子组地层的个性化MD1646型PDC钻头,并提出了防止钻头泥包的配套工艺措施。现场应用结果表明,MT1646型PDC钻头在相同工作时间与前期MT1657型PDC钻头钻井相比,采用油基钻井液平均机械钻速提高81%,钻头工作进尺增加143%;采用改进水基钻井液平均机械钻速提高76%,钻头工作进尺增加102%。研究成果为同类地层的优快钻井提供了重要的技术参考。     

二次冲压成型钢齿牙轮钻头在复杂地层中的应用

段六拨油田Ф215．9mm井段需要钻穿明化镇组、馆陶组、东营组、沙河街组及孔店组地层，其中馆陶组地层因富含研磨性很强的砾石，对PDC钻头和普通钢齿牙轮钻头的破坏性很大，只能应用镶齿牙轮钻头钻进。该油田通常采取用1～2只普通钢齿牙轮钻头钻穿明化镇地层，然后用1只镶齿牙轮钻头钻穿馆陶组地层的措施，导致应用钻头数量较多、起下钻时间及钻井周期较长。为此，该油田在Nan203 Dir井试验应用了Ф215．9mm TuffCutter^TM新型钢齿钻头TC11，成功地实现了用一只牙轮钻头钻穿明化镇组及馆陶组地层，达到了减少钻头使用数量、缩短起下钻时间及钻井周期、降低钻井成本的目标。     

邛西构造钻井提速问题探讨

邛西构造钻井地层压力系数横向变化大、防塌液柱压力高、须家河研磨性硬地层井段长等情况,引起实钻中的过半衡钻井和井下阻卡以及钻头淌耗大、钻井周期长等突出问题,针对这些问题提出的技术措施是按地质层位不同的地层特点,有针对性地应用不同的钻井液体系能够有效控制井壁垮塌;在能控制井壁稳定的情况下建议采用文中推荐的第一种井身结构;采用文中推荐的钻头序列可以大幅度减少起下钻时间;试验气体钻井解决关键井段的提速问题。在邛西构造钻井作业过程中探索试验收到很好效果。     

钻井模型中两个重要因素的处理技术

钻井实践表明,地层因素和钻头类型是影响钻井过程的两个十分重要的因素。以往建立的钻井模型一般都将这两个因素的作用融合在其它因素中或用一个系数来代替,而不论是什么地层和钻头类型又都使用同一钻井模型或系数,这显然是不恰当的。采用近十几年发展起来的"非数量因素数量化"的方法对这两个因素进行了处理,其结果证明,可以用这种方法有效地提取地层信息和钻头类型信息。     

信息

南海西江大位移井钻头选型技术研究优选出与钻进地层相适应的钻头,无论对安全钻井还是对钻井总成本的控制都具有重要的意义。以往单凭钻头使用效果或单一的地层岩石力学参数进行选型不足以反映钻头的实际使用情况,把2种因素结合起来进行钻头选型,由于模型中考虑的参数较多,计算复杂,并且有的参数不易获得,不利于现场推广应用。本文提出应用效益指数法对研究区块钻头进行初选,然后结合地层岩石力学参数评价结果优选出与地层相适应的钻头的方法。编制了地层抗钻特性评价及钻头选型软件。利用该软件对西江241油田测井资料进行处理,优选出西江大…     

伊朗雅达油田PDC钻头开发

针对伊朗雅达油田存在的上井困难、产品更新速度慢、产品针对性不强及井身结构不稳定等问题,在油田地层特点分析、邻井钻头分析和钻井工艺调研的基础上,开发了上部泥岩层段高速PDC钻头、下部致密灰岩层段高攻击性PDC钻头及Savark水平井钻头,并对开发的钻头进行了优化和应用。现场应用结果表明,在不同层段应用PDC钻头能大幅提高机械钻速和进尺,提高钻井效率,节约钻井成本,形成了碳酸盐岩地层新的钻头设计方法。     

地层各向异性的评估方法

只有正确地了解地层的各向异性性质,才能在钻井过程中科学地利用这一特性.本文根据钻头与正交各向异性地层相互作用模型,导出了反演计算地层各向异性的物理模型.将该模型与下部钻具组合分析程序相结合,便可利用井史资料定量评估所钻地层的各向异性性质,评估方法简单易行,便于现场应用.     

元坝地区钻头优选技术应用研究

针对元坝地区深部地层钻速慢、钻头磨损严重的问题,根据声波时差与地层岩石可钻性之间的相关性,建立了岩石可钻性的计算模型,并结合已钻井的测井数据,对元坝地区的钻头类型进行了优选研究,分析了地层岩性的可钻性级值,提出了适用于不同地层的钻头类型推荐方案.现场应用结果统计分析表明,所选钻头类型能够很好地适应于元坝地区深部地层,对于提高机械钻速和有效进尺发挥了重要作用,进一步缩短了钻井周期.该技术为元坝地区钻头类型的优选提供了重要的技术支持和参考方案.