套管钻井技术简介

套管钻井技术是由德士古公司研究成功的 ,其目的是降低钻井成本 ,提高钻井效率以及用随时下套管方式把井眼问题控制到最低程度。所谓套管钻井技术是指用套管代替钻杆向钻头传递水力和机械能量 ,对钻头施加扭矩和钻压 ,实现钻头的旋转与钻进。整个钻井过程不再使用钻杆、钻铤等 ,钻头是利用钢丝绳投捞 ,在套管内实现钻头升降 ,即实现不起钻更换钻头。该技术减少了起下钻、井喷和卡钻等井下事故 ,提高了钻井安全性 ,降低了钻井成本 [1] 。它是用一种可回收式和重新下入井中的纲丝绳井下钻具组合进行钻进 ,起下钻不需要起下套管。井下钻具组合…     

悬空侧钻技术在南海某油田的应用及探讨

悬空侧钻技术是通过不起钻、不回填水泥塞作业,在老井眼中选择适当的侧钻点,将重力工具面摆在井眼低边或者左右20°范围内,运用工具重力作用,利用钻头在井眼的低边钻出一个新井眼的侧钻技术。该侧钻技术在开采薄油藏、边底水油藏的剩余油气有着广泛的应用,通过这种侧钻方式能节约钻井周期,降低钻井成本,但如何保证悬空侧钻的成功率却需要考虑许多因素。     

半潜式钻井平台水平井裸眼侧钻技术

注水泥塞侧钻是在原井眼一定位置注水泥填井,再侧钻出新井眼的钻井工艺。文昌某油田一口水平开发井因?215.9 mm井眼钻遇油层显示不理想,决定在裸眼注水泥塞后进行侧钻。为克服侧钻点深、地层强度高、半潜式平台升沉大等难点,采用了短保径、强侧向攻击性能的PDC钻头和Power Drive旋转导向工具,通过滑槽、造台阶及控时钻进等技术措施控制井眼轨迹,利用岩屑录井和近钻头井斜等资料及时监控侧钻实施情况,成功完成了侧钻作业。该侧钻井作业顺利,轨迹平滑,后续防砂筛管顺利下入,为今后半潜式平台水平井侧钻作业提供了较好的借鉴经验。     

水平井段注水泥塞侧钻技术在半潜式平台的首次应用

南海西部珠江口盆地W油田区域水深123 m,超过自升式平台作业能力,需采用半潜式平台进行开发井钻井作业,其中1口水平开发井C2H井?215.9 mm井段因未钻遇较好的油气显示层,决定在该井水平段注水泥塞后钻侧钻C2H1。侧钻过程中,通过优化钻具组合、优选短保径、侧向攻击性强的新型PDC钻头配合Power Drive旋转导向工具,通过滑槽、造台阶及控时钻进等措施成功在水平段实施侧钻,克服了该井侧钻位置深、地层强度高、半潜式平台升沉大等困难。整个侧钻实施过程顺利、侧钻井眼轨迹平滑、砂岩钻遇率高、筛管下入顺利并成功进行完井。C2H1侧钻井的顺利实施,为今后类似开发井的作业提供了良好的借鉴意义,为海上钻井作业降本增效提供了强有力的技术支持。     

基于钻速模式的PDC钻头切削齿磨损监测新方法

为了对PDC钻头切削齿的磨损程度进行实时定量监测,优选了适合PDC钻头的钻速方程,通过分析切削齿切削轨迹长度、切削齿磨损体积及机械钻速之间的关系,建立了相对磨损系数的迭代模型,提出了随钻PDC钻头切削齿磨损监测新方法。以玉门油田、青海油田及西南油气田使用PDC钻头所钻井的测录井数据为基础,对模型进行了验证。分析结果表明:基于钻速模式的PDC钻头切削齿磨损监测新方法计算的相对磨损系数与起钻后实测的钻头磨损数据较为接近,计算值与实测值的平均相对误差为11.60%;新方法能够较准确地对PDC钻头切削齿的磨损程度进行检测,为及时调整钻井参数、复杂地质情况预警和更换钻头提供依据。所得结论可为随钻PDC钻头的磨损程度判断提供参考。     

定向井造斜井段的卡钻分析与预防

起钻时钻柱上提速度过快,是造成造斜井段键槽卡钻的最主要原因;其次,造斜井段裸眼时间太长,形成的键槽深、井身质量差也是原因之一。最有效的预防措施是起钻至造斜井段时坚持使用低档提升钻柱。同时,配合使用高效钻头、键槽扩大器,保持造斜段钻井参数不变,送钻均匀,使井身质量达到最优。     

随钻扩孔器现场应用分析

石油开发钻井过程中,由于井壁不稳和受地层挤压等原因,常会遇到井眼直径缩小,使得钻井难以继续的问题,随钻扩孔器随钻连接,通过本体刀翼实现钻进期间随钻扩眼,起钻期间倒划扩眼,降低定向井中的狗腿度,清除井下的微狗腿、小台阶,减少常规钻井过程中的划眼作业,大大降低了井下复杂问题的产生。     

四川盆地裂缝储层钻井井漏安全起钻技术认识与探讨

随着石油天然气钻探逐渐向深层、裂缝碳酸盐储层转移,钻井过程中发现了严重井漏、喷漏同存等井下复杂问题,如四川盆地高磨区块二叠系和灯影组储层、双鱼石构造二叠系,其储层裂缝发育,井漏严重,常规堵漏效果差,井底压力波动大,溢漏转化频繁,给钻井作业特别是起钻作业带来了严峻挑战。从裂缝储层钻井井漏起钻作业安全影响因素出发,定性分析了常规重浆吊灌起钻方式的缺陷,带压起钻方式的优势和不足,重点介绍了"带压起钻+重浆帽吊灌"方式的工艺流程、技术优势和关键做法,推荐采用"带压起钻+重浆帽吊灌"方式解决起钻严重井漏和井控风险的问题,通过对比得出"带压起钻+重浆帽吊灌"方式是目前裂缝储层钻井井漏起钻作业最安全、最有效的方式。从2014年4月起,"带压起钻+重浆帽吊灌"方式已在西南油气田高磨区块、双鱼石构造等地区广泛应用,应用结果表明,该方式施工便利、安全性高、钻井液漏失量大幅减少、作业时效显著提高,在四川盆地裂缝储层钻井中得到充分认可。     

过钻头测井——获取测井资料的新方法和迈向“过眼”钻井的第一步

过钻头测井（TBL）技术是由Shell和Reeves石油公司在近几年开发的，它可以取代标准电缆测井技术和随钻测井技术，具有节省成本和操作方便等特点。其工作原理是测井仪经过钻杆．通过特制的钻头进入裸眼内，采集到的地层评价数据由电缆工具从地面读出或储存起来在起钻时起出井眼。Reeves测井仪能耗低、直径小（2．25in），是目前最先进的设备．它既适用于电缆作业也适用于电池储存作业。Reeves还有一种2．4in外径的地层压力测试仪，用电缆下入．过钻头对压力进行实时评价。TBL测井方法在Shell公司钻探的很多小斜度井中进行了试验，准备投入商业应用。其优点是节省起下钻时间、减少井眼裸露时间，特别适合在复杂井中降低成本。“过眼”钻井（Through Bore Drilling．简写为TBD）技术是一种全新的方法．钻具组合和钻头不仅仅起到钻井的功能，而且是通向井眼和地层的通道和门。通过这道门可以进行各种作业．包括测井和挤水泥。它类似于医学上在孔眼中进行手术，可一次性通过单个导管到达手术点进行各种手术。TBD特别适用于斜井、水平井和大位移井中，大大减少了起下钻费用和风险。该文总结了TBL测井方法及其目前的试验情况，并对TBD的最新进展情况进行了讨论。     

EV-1井钻具频繁刺漏损坏原因研究

俄罗斯萨哈林岛东北大陆架V区块,地处亚极地海域。因为年施工窗口非常窄,所以在探井钻井时对作业时效要求非常高。部署在该海域的EV-1井作为一口重点凝析油气探井,在钻探过程中连续发生8次钻具刺漏损坏事故。刺漏事故损失了大量钻井作业时间。做好井下钻具频繁刺漏损坏原因的研究,对于避免相似事件的发生、指导后续钻井作业顺利推进有重要意义与实用价值。为此,在对井下钻具跳钻受力分析的基础上,建立了简易模型并进行了公式推导,得出了在跳钻条件下井下钻具受拉压应力零点位置计算公式,并对EV-1井的钻具刺漏损坏情况进行了验证。验证结果基本符合实际情况,这表明钻头跳钻是引起本井钻杆频繁疲劳刺漏损坏的主要原因,在未来作业中必须对跳钻加以克服以利于钻井作业的顺利开展。     

悬空侧钻技术在常规水平井中的应用

胜利油田的绝大多数常规水平井可采用悬空侧钻工艺,悬空侧钻一般不需起钻,直接将钻具提至侧
钻点进行施工,这种方式能节约钻井周期,降低钻井成本,但如何保证悬空侧钻的成功率却需要考虑许多因素。侧
钻点选择是侧钻成功的先决条件,需要考虑地层特性、狗腿度、目标靶点等因素影响,侧钻点优先选在造斜段,有利
于后期管柱的重入;钻头侧向力大小也是影响侧钻成功率重要因素,运用纵横弯曲梁理论分析结构弯角、井径、井
斜角、钻头到弯点距离对钻头侧向力的影响,软地层常规钻具组合能满足侧钻要求,而硬地层通常需要增大钻头侧
向力。     

SZ-65型随钻取心技术研究与应用

随钻取心技术是在绳索取心技术基础上研制的一种不用起下钻换钻头就可以选择进行全面钻进或取心钻进的一种工艺。采用随钻取心技术取心时,由于不起下钻更换钻头,可以节省起下钻时间,从而大幅度地降低钻井作业成本和缩短钻井周期。取心时,只需在取心层位,从钻杆内捞出内筒组件和中心钻头,投入内岩心筒总成和打捞矛总成即可进行取心作业。研制的SZ-65型随钻取心工具在现场应用9口井,取心31筒,总进尺68.87 m,心长56.96 m,平均岩心收获率达82.71%。试验与应用结果表明,该技术具备广泛的应用前景。     

超深难钻地层小井眼侧钻技术

介绍了超深难钻地层小井眼侧钻技术难点和优化侧钻施工技术,即通过优选侧钻位置、侧钻钻具组合和优化钻进参数,并在重点预探井NP283施工中进行了实践应用.小井眼侧钻技术切削效果好的短保径侧钻头有利于切削地层,能防止溜钻和送钻不均造成滑回老眼的事故并提高侧钻成功率.对下部钻具进行力学分析、试验研究、现场应用的基础上,建立小井眼钻具通过能力和马达造斜率判断方法,能够综合考虑钻具几何变形、强度、摩擦阻力和钻头套管接触力,既满足侧钻顺利施工,又能确保后续钻井和采油作业的需要.超深难钻地层小井眼侧钻井事故发生几率高,处理难度大,及时采取有效措施加以预防就能避免事故的发生,能达到挖潜增效的目的.     

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。     

大港油田液力提升全封闭取芯钻井技术

为对大港油田官西-沈家铺地区致密油开展研究,在官108-8井应用贝克休斯公司的液力提升全封闭取芯工具实施"单趟钻三筒芯"取芯钻井作业。分析了连续取芯钻进过程中存在的主要技术难点,阐述了连续取芯工具的结构特点、工作原理以及所采用的取芯钻井工艺。现场应用结果表明,该井经过24趟钻实现连续取芯488.50 m,平均岩芯收获率达99.12%,平均单趟取芯进尺达20.35 m,节省了大量的辅助钻进时间。最后提出以下建议:在取芯钻进过程中,钻时变慢时要仔细观察扭矩和微钻时的变化情况,不要急于判断堵芯而割芯起钻;连续取芯钻具组合只适用于直井取芯,斜井取芯作业时卡钻风险很大;每次出芯后必须对取芯工具和取芯钻头等仔细检查测量,将液压提升工具清洗干净,发现损坏应立即更换,防止因工具失效造成丢芯。     

亚肯北区砾石层优快钻井技术

亚肯北区第四系及库车组上部地层发育巨厚砾石层,导致钻井过程中蹩跳和钻井效率低下,在研究分析该区砾石层特征及钻井难点的基础上,从钻头结构参数和钻具结构及钻进参数等方面优化设计了大尺寸镶齿牙轮钻头及配套钻井工艺。钻井实践表明,亚肯北地区砾石层钻井过程顺利,砾石层段大尺寸牙轮钻头寿命长达404 h,机械钻速提高了84.62%,同时大幅度地减少了钻头使用个数,减少了起下钻时间,提高了钻井作业效率。对亚肯北区钻井提速方案的制定提供了技术指导和借鉴。     

脉冲式井下增压钻井装置关键参数设计与分析

为了提高深井超深井的机械钻速,降低钻井成本,综合利用脉冲射流和超高压射流钻井的优点,设计了脉冲式井下增压钻井装置。介绍了其结构和工作原理,根据不同钻井状况有针对性地设计关键参数。根据研究,确定高压活塞作用力取为钻压的35%,PDC钻头钻井时高压活塞直径取30 mm,牙轮钻头钻井时高压活塞直径取35 mm,活塞行程根据钻头在井下振动的位移确定,取为25 mm,活塞频率为4和6 Hz,计算得到高压流体排量。由于脉冲式井下增压钻井装置内、外压差作用在传动轴上端面,具有水力加压作用,所以针对不同钻头钻井情况,进行水力加压作用力计算。     

双动力随钻扩眼工艺提速特性分析

常规随钻扩眼工艺只能进行井眼简单扩大作业,功能单一,效率较低。因此,提出了一种双动力随钻扩眼方法,即扩眼钻头与领眼钻头分别由2个动力源驱动破岩,且缩小2个钻头间距。该方法既能用于扩眼作业,又能提高设计井眼钻速。根据提速机理,采用数值模拟方法分析钻压、转速和工具结构尺寸等钻井参数对机械钻速的影响规律。研究结果表明:双动力随钻扩眼工艺卸载岩石内应力效果明显,能在更短时间内使岩石达到损伤破坏;扩眼钻速随钻压增加逐渐减小,随领眼钻头转速的增加而增大,随钻头高度差的增加先增大后减小,随钻头直径比的增大而增大。研究结果可为双动力随钻扩眼装置的优化设计及参数优选提供重要依据。     

川南深层页岩气井大尺寸井眼一趟钻PDC钻头优化设计研究与应用

?406.4 mm大尺寸井眼钻井中通常采用大钻压、高转速等钻井参数，在高强度、高研磨性地层中钻进时，PDC钻头相较于在小尺寸井眼中振动更剧烈，切削齿更易崩损，单只钻头进尺及机械钻速受到影响。文章以川南Y202井区深层页岩气井的?406.4 mm钻头在自流井及须家河等高强度、高研磨性地层钻井为例，通过分析地层岩石力学特征及邻井钻头的使用情况，优选切削齿齿形、高耐磨切削齿材料、钻头刀翼数量，优化冠型剖面、钻头动态力平衡性能等，开展了大尺寸井眼PDC钻头优化设计研究。所设计的?406.4 mm大尺寸井眼PDC钻头X616K在配合大扭矩螺杆的情况下，成功实现该井区Y212井及Y215井两口井的大尺寸井眼一趟钻完成钻井作业，较邻井节约起下1～3趟钻的起下钻作业，缩短钻井周期2～3 d,提速效果显著。文章研究成果可为其他区块的大尺寸井眼PDC钻头优化设计提供参考。     

新型可视化随钻地震系统（SWD）已投入现场使用

据2 0 0 4 0 5出版的美国“JPT”杂志报道,由法国SHLUMBERGER公司研制的新型可视化随钻地震系统(SED) ,已成功投入现场使用。钻井时,将系统安装在钻头附近,提供实时钻进时的检炮点、层速度。系统中装置的地震波形分析器实时将钻头附近的地层转换成图片形式,供现场工程师使用。在以前,如果要得到地层的相关资料,非要起钻后下电缆测井。这一新型系统,可大大节省钻井费用。目前,这套系统在现场使用的最大井深为2 5 0 0m。新型可视化随钻地震系统(SWD)已投入现场使用@郭永峰