扭力冲击器在玉北地区应用研究

玉北地区是中石化塔里木盆地会战的一个重要区域,二叠系和石炭系是制约玉北地区钻井提速提效的关键井段。分析了扭力冲击器在玉北地区三开井段适用性,并在玉北1区开发井和风险探井进行现场试验,与邻井相比,开发井钻速可提高191%,可节约1～6只PDC钻头。与上下邻井段相比,风险探井扭力冲击器单趟钻钻井进尺比上下邻井段提高5.42倍,钻速提高270%。最后提出扭力冲击器存在问题及改进措施,为玉北地区扭力冲击器推广应用提供技术支撑。     

扭力冲击器在宋深9H侧钻小井眼水平井中的应用

为提高庆深气田侧钻小井眼水平井钻井速度,缩短钻井周期,开展了扭力冲击器配常规导向动力钻具提速技术的研究与应用。首先,重点分析新钻具组合强度是否满足钻进需求,从而防止应力集中造成钻具疲劳破坏;其次,利用扭力冲击器泵压-排量回推公式,优化钻井参数;最后,按照钻具允许的弯曲半径必须小于井眼/套管实际弯曲半径的原则,分析了Ф215.9 mm和Ф152.4 mm钻具组合通过能力,从而实现了钻具安全下入,形成了庆深气田扭力冲击器小井眼水平井提速技术,并在宋深9H井成功实施,为加快深层砂砾岩气藏的勘探开发提供了新的技术手段。     

塔河油田扭力冲击器试验应用研究

介绍了扭力冲击器的工作原理和使用效果,详细分析了该工艺在塔河油田托普区块试验后机械钻速的对比,从临井机械钻速对比可看出,使用该工艺同井段机械钻速提高较快,一般机械钻速可提高30%以上,实现"提速提效"的目标明显,达到了预期效果。     

扭力冲击器钻井应用实践分析

石油天然气开发地质条件日趋复杂,古生界地层岩石强度高,给钻井提速带来了较多困难,严重制约了各油田区块的勘探开发进程,如渤海湾、四川元坝等地区。本文通过对扭力冲击器工具结构、工作原理、工作参数、钻头配套以及工作优势等进行分析,并通过渤海湾8口井使用与未使用扭力冲击器的机械钻速进行对比分析;把四川元坝地区8口井全部使用扭力冲击器的机械钻速与平均机械钻速进行对比,说明这些地区利用扭力冲击器配合PDC钻头能够产生较大的冲击载荷,提高破岩效率,是可以解决钻井机械钻速低的一种有效手段,对各油田区块提高机械钻速具有一定的实践意义。     

TorkBuster扭力冲击器在元坝地区的试验应用

元坝地区是继普光气田之后,中国石化在川东北地区发现的又一大型海相气田。元坝地区下部陆相地层岩石研磨性强、可钻性差、且存在高压气层,机械钻速低,成为元坝地区钻井工程面临的最大挑战。PDC钻头+TorkBuster扭力冲击器钻井技术就是为了解决这一问题而引进应用的一项关键技术,截止到2011年5月31日,已试验应用了11口井16次,取得了明显的提速效果,已经成为元坝地区下沙溪庙组、千佛崖组地层钻井提速的一种有效手段。     

扭力冲击器在A超深井钻井提速中的应用

介绍了扭力冲击器的工作机理、技术特点以及该工具在A井的试验应用情况。现场应用结果表明,使用扭力冲击发生器提速效果明显,缩短了钻井周期。     

扭力冲击器提速工具在南海东部油田应用分析

南海东部油田随着油气资源勘探开发的不断深入,深井、超深井越来越多,钻遇地层胶结致密、硬度大、抗压强度较高、研磨性强、可钻性差[1].严重影响了深部硬地层的机械钻速和勘探开发成本.针对机械钻速低、钻头因黏滑振动失效快、钻井成本高等问题,在南海东部油田某口深井上应用扭力冲击器提速工具,取得了显著效果.实践表明,该提速工具使...     

扭力冲击器在川东北地区陆相地层的应用分析

扭力冲击器作为一种高效钻井提速工具,现场应用情况表明其具有性能稳定,钻井效率高,纯钻时间长等优点。在川东北地区陆相地层应用,解决了非均质性地层PDC钻头寿命短、机械钻速低、易粘卡的问题,保证井眼轨迹的同时大幅提高了机械钻速。     

TorkBuster扭力冲击器在玛湖凹陷西斜坡的试验应用

针对玛湖凹陷西斜坡三叠系地层平均机械钻速低,钻井周期长问题,在分析已钻井地质环境和调研国内外提速提效新技术基础上,引进Tork Buster扭力冲击器+PDC钻井提速技术。现场试验五口井,平均机械钻速6.37 m/h,较邻井相同层段平均机械钻速提高143.13%;为进一步缩短钻井周期,在一口井上尝试使用Tork Buster扭力冲击器+PDC钻井组合钻套管附件取得成功。扭力冲击器提速工具在玛湖凹陷西斜坡三叠系地层提速效果明显,较好的解决了常规钻井机械钻速低的难题,节约了钻井周期,加快了增储上产步伐。     

扭力冲击器设计与仿真分析

PDC钻头在深部硬地层钻进时存在蹩跳钻现象严重、单只钻头进尺低及机械钻速低等问题。为此,开设了扭力冲击器设计工作,并对工具的水力特性进行了仿真及室内测试。扭力冲击器主要通过水力切换总成、冲击总成及放掉总成实现对钻头的周期性扭矩冲击。流场仿真及室内测试结果表明:扭力冲击器高、低压腔快速切换表明其结构设计合理,能够通过启动锤的快速运动实现冲击锤反复冲击;扭力冲击器能够正常运转并提供稳定的高频扭矩,且启动流量不低于5. 4L/s。所得结论为扭力冲击工具的优化设计及现场应用提供了参考。     

扭力冲击器在鸭深1井志留系地层的试验应用

玉门鸭儿峡油田志留系地层埋藏深,岩性致密坚硬、研磨性强、可钻性差（7级以上）,PDC及牙轮钻头磨损严重,寿命短,平均钻速低。扭力冲击器配合个性化PDC钻头可以保持钻进过程中钻柱稳定,扭矩平稳,可有效克服钻头的“黏滑”现象,减少反冲扭力,强化钻压,提高钻速。扭力冲击器在鸭深1井志留系地层应用355.05 m,平均钻速1.7 m/h,相比邻井提高110%。该项技术的成功应用为玉门深井段钻井提速找到新的途径。     

TorkBuster扭力冲击器在元坝地区提高钻速中的应用

针对元坝地区陆相下部地层常规钻井机械钻速低、单只钻头进尺少的难题,中国石化近年来引进了“TorkBuster扭力冲击器+PDC钻头”钻井新技术,取得了较好的应用效果,同时也暴露出一些问题.为此,介绍了扭力冲击器的工作原理、特点和技术参数,对钻头扭力冲击技术在元坝地区的应用情况及现场应用中出现的问题进行了初步分析.应用结果表明:该技术在元坝地区钻井提速效果明显,单井机械钻速达到了2.45m/h,特别是在元坝10井、元陆9井,其机械钻速相比常规钻井分别提高了304％和322％,解决了该地区复杂地层机械钻速低的难题.     

扭力冲击器与螺杆钻具集成BHA应用研究

为了解决定向井钻进过程中钻头的黏滑效应问题,提高钻井机械效率,提出了扭力冲击器与螺杆钻具集成BHA应用的方法,并从理论上进行了可行性论证与分析。首先结合扭力冲击器和螺杆钻具各自的特点,剖析了集成BHA组合工具的提速机理;然后针对两者的匹配性进行分析研究,形成了集成配套优化计算方法;最后开展了扭力冲击器+螺杆钻具BHA提速组合工具的现场试验。在宁76井中经过148 h的钻进试验,机械钻速提高27%,滑动钻进段整体稳定,定向能力略微降低,机械钻速有所提高,MWD信号稳定,可实时测量井斜。应用结果表明:集成BHA组合工具发挥了扭力冲击器和螺杆钻具各自的优势,验证了两者集成应用的可行性。该集成BHA组合工具的成功应用,可为钻井提速工具的发展提供一定的指导。     

阿特拉扭力冲击器在富源204井的适应性分析

富源204井是台盆区富源区块上的一口评价井,二叠系火成岩地层裂缝发育,玄武岩硬脆性强,可钻性差,为提高机械钻速,使用阿特拉扭力冲击器钻穿二叠系地层,该工具与配套的PDC钻头一起使用,消除卡-滑现象,冲击破碎地层,加以旋转,在保证井身质量的同时提高机械钻速~([1])。该技术在塔里木探区普遍应用,但在应用过程中遇到一些实际问题,为该工具配套钻头改进提供了参考。     

扭力冲击器在海上深部地层的提速效果评价

某海域A区块地质条件复杂,中深部井段地层岩性为花岗组灰色泥岩与粉砂岩、含砾细砂岩和中砂岩互层。钻井过程中可钻性差,钻头憋跳严重,机械钻速低。为提高钻井效率,在A3井深部井段采用扭力冲击器配合PDC钻头,开展了提高机械钻速的尝试。应用结果表明,该井的机械钻速比邻井提高了20%以上,有效减少了钻头卡滑现象,消除了钻头在井下运动时的不规则振动,延长了钻头使用寿命,同时为LWD等其他钻井工具的使用提供良好的工作环境。     

高频液力扭力冲击器设计与试验研究

高频液力扭力冲击器可有效抑制井下钻具黏滑现象,提高钻井效率,为研究高频液力扭力冲击器的冲击特性,重点分析其内部结构及工作机理,建立了基于边界条件的非线性数学模型,得到关键零部件水力参数与冲击器扭转冲击特性的关系。通过搭建扭力冲击器地面性能测试试验台,对其冲击扭矩、冲击频率等性能指标进行了试验分析,结果表明:在喷嘴节流压力约为3 MPa时,冲击扭矩可达850 N·m,冲击频率约为13 Hz,与理论计算结果相符,验证了数学模型的正确性。研究结果对解决优快钻井等问题具有一定的参考意义。     

玉北地区深部地层扭力冲击器提速工艺

新疆玉北地区古生界沙井子组地层埋深4 000 m以上,岩石强度高;加之泥质岩含量高、塑性强,地层可钻性较差,提速困难。前期实践表明,沙井子组高塑性地层牙轮钻头的纵向冲击压碎破岩效果不佳,常规PDC钻头钻井反扭矩大,易产生“黏滑”现象,破岩效率低。为提高机械钻速,降低钻井综合成本,引入了国外的新型钻井提速工具——TorkBuster扭力冲击器,并通过匹配个性化PDC钻头、提高钻井液排量、合理控制钻压等配套技术措施,大幅度地提高了平均机械钻速。“PDC钻头+螺杆钻具”、“孕镶PDC石钻头+涡轮钻具”和“PDC钻头+扭力冲击器”3种钻井工艺的现场试验结果表明,扭力冲击器提速效果明显,平均机械钻速为6.42 m/h,与前期相比机械钻速提高了2~3倍。扭力冲击器钻井克服了深井高强度塑性地层的钻井难题,可进一步推广应用。     

扭力冲击器对钻柱黏滑振动的影响分析

扭力冲击器可抑制钻柱黏滑振动并提高机械钻速,被广泛应用于深井、超深井钻井中。其工作参数作为影响扭力冲击器应用效果的直接因素,相关研究还很不充分。为了评价扭力冲击器对钻柱黏滑振动的抑制效果,文中建立了考虑扭力冲击器高频扭矩的钻柱扭转振动模型,编制了相关计算程序,并采用四阶-五阶Runge-Kutta算法进行求解,讨论了扭力冲击器主要工作参数对钻柱黏滑振动的影响。研究结果表明：扭力冲击器可以有效缩短黏滑周期,以抑制钻柱黏滑振动和增加其机械钻速;当扭转冲击载荷较低时,增大扭转冲击载荷可以缩短黏滑周期甚至消除钻柱黏滑振动,但是当黏滑现象消失后,继续增大扭转冲击载荷对钻柱扭转振动的影响较小;增大冲击频率可以减弱钻柱黏滑振动,并提高钻柱转动时的稳定性。研究结果可为扭力冲击器工作参数的选择提供参考。     

深部地层扭力冲击器破岩提速效果评价及应用

中深层是渤海油田进一步勘探开发的重点,但在钻探过程中面临各种各样的挑战,其地层抗压强度高,破岩难度大,机械钻速低,钻井周期长等特点导致渤海中深层勘探经济性差。为了解决中深层钻具憋跳严重及机械钻速慢的问题,渤海油田引入了扭力冲击器提速工具,为定量认识提速机理,建立了扭力冲击器的扭转力学特性模型,通过Abaqus有限元软件模拟了在扭冲条件下,PDC钻头的破岩过程,分析静载与扭冲条件下的破岩比功。结果表明,安装扭力冲击器后的破岩效率可提高约36%。在渤海某探井实现了现场实施,机械钻速提升了73%。研究成果对渤海油田中深层钻进提速及参数优化有一定的参考意义。     

玉北9井扭力冲击器钻井提速技术

玉北9井位于新疆和田地区墨玉县境内,构造位置处于塔里木盆地麦盖提1区块南斜坡,是西北油田分公司在玉北区块部署的一口重点探井。玉北区块地质条件复杂,断层多,多套地层压力系统并存,古生界地层岩石强度高,给钻井提速带来了较多困难,严重制约了玉北区块的勘探开发进程。通过跟踪、对比分析扭力冲击器的应用情况;利用扭力冲击器配合PDC钻头能够产生较大的冲击载荷,提高清岩和破岩效率,解决了钻井机械钻速低,钻井周期长等难题。研究扭力冲击器工具结构、水力参数、钻井参数、钻具组合与地层适应性之间的关系,对玉北区块提高机械钻速具有实践意义。