多功能振荡旋冲螺杆钻具研制与应用

随着油气资源勘探开发力度不断加大,深井、大位移井、水平井不断增多,钻井提速提效的需求更加迫切,尤其中深部地层机械钻速低的问题越来越凸显。因此,为了解决中深部硬地层破岩效率低、定向效率低的难题,自主创新研制了多功能振荡旋冲螺杆钻具,集转速扭矩、冲击振动、脉冲射流三种功能于一体,配套开发了测试平台和多通道数据采集系统,形成了Φ127~Φ244mm四种规格的系列化工具。现场48口井试验表明,多功能振荡旋冲螺杆钻具性能可靠、耐高温、使用寿命长,具有缓解近钻头托压、提高近钻头破岩效率的功能,平均机械钻速提高35.6%。建议在中深部地层中替代螺杆钻具推广应用。     

旋冲螺杆钻具在硬岩地热钻探中的应用研究

针对目前地热钻探中,在花岗岩、片麻岩等硬岩地层中机械钻速低的问题,引入一种机械式旋冲螺杆钻具,先后在JHR-1井花岗岩地层及HG-1井片麻岩地层中进行了试验应用。与普通螺杆钻具相比,旋冲螺杆钻具在JHR-1井Ø215.9 mm井段、HG-1井Ø215.9 mm井段和Ø311.2 mm井段机械钻速分别提高了10%、8.4%和7.6%,同时,旋冲螺杆钻具使用过程中未产生其他副作用。试验证明使用旋冲螺杆钻具可以有效地提高花岗岩、片麻岩等硬岩地层的机械钻速,为旋冲螺杆钻具在硬岩地层地热钻探中的应用推广打下了基础。     

旋冲螺杆钻井工具研制与应用

为解决常规螺杆钻具+扭力冲击器配合PDC钻头钻进动力小、寿命低、机械钻速慢,尤其是定向造斜受限问题,将螺杆动力机构和旋冲工具冲击机构进行一体化设计,使带有振动冲击总成的螺杆具有较优的造斜性能;同时,根据工具和施工井特点进行钻头优选,在芳##-平9井进行现场试验,在平均机械钻速、单趟钻最长进尺、最高寿命方面体现了极大的优越性,提高机械钻速的同时使定向及造斜得到了高效施工。     

“孕镶金刚石钻头+高速螺杆”技术在川东北致密地层应用及效果分析

川东北地区自流井珍珠冲段及须家河组地层可钻性差,研磨性强。为提高破岩效率,降低钻井成本,前期进行了多井次的孕镶金刚石钻头+螺杆的应用研究,取得一定的提速破岩效果。YB12-1H井在总结前期使用经验的基础上,选用DIG259S和NR826M两种国产孕镶金刚石钻头以及5LZ216和CLZ216两种型号国产高速螺杆,分别搭配使用进行钻头和螺杆的选型研究。应用结果表明,NR826M钻头搭配CLZ216螺杆具有较高的机械钻速和纯钻时间。该钻具组合在珍珠冲段地层,单趟进尺191.32m,纯钻时间208.75h,平均机械钻速0.92m/h,在须家河组平均机械钻速达到1.01m/h,有效地提高了该区块的纯钻时效,为元坝地区同类地层孕镶金刚石钻头和高速螺杆的选型提供了良好的借鉴经验。     

哈萨克斯坦KKM油田钻具强稳降振提速技术研究

KKM油田下部砂泥岩互层非均质性强导致井下钻具振动剧烈、PDC切削齿寿命低,且井眼易偏斜。目前在用PDC钻头多采用5刀翼或6刀翼16 mm切削齿以降低井下振动保证PDC钻头寿命,但降低了钻头攻击性导致机械钻速较低。针对KKM油田下部地层特点,优选了4刀翼19 mm复合片PDC钻头。该钻头具有较高的破岩效率和攻击性,可大幅度提高机械钻速;同时通过底部钻具组合动力学分析,优化形成了双稳定器+单稳单弯(0.5°)钻具组合,3个稳定器串联具有较强的稳定降振作用,配合小弯角螺杆钻进可有效提高防斜能力,降低了井下振动,配合大尺寸聚晶金刚石复合片PDC钻头实现了三开井段一趟钻完成的目标,机械钻速提高115.35%。     

液动旋冲工具在大庆油田徐深6区块的应用

为有效提高庆深气田勘探开发效率,降低钻井成本,在大庆油田徐深6区块进行了3口井液动旋冲工具提速试验。经试验验证,液动旋冲工具产生的高频冲击能够有效地消除"粘滑现象",保护钻头,提高破岩效率;同时,产生的高压水力脉冲,能够有效地提高岩屑运移效率,减少岩屑重复切削,进一步提高了机械钻速。通过优化提速方案、优选钻井参数等技术手段,机械钻速及单只钻头进尺得到了大幅提高,降投资控成本效果显著,获得了良好的经济效益和社会效益,为深层天然气井高效钻井探索了一条新路。     

塔东古城区块钻井提速配套技术及应用

塔东古城区块目的层埋藏深,岩性致密、可塑性强、韧性大,PDC和牙轮钻头可钻性差,机械钻速低,寿命短。通过钻头优选形成的钻头序列、直螺杆与PDC复合钻井提速技术与新型井下工具(扭力冲击器或液动旋冲工具)配合专用PDC钻头提速钻井技术的综合应用,能够大幅度提高机械钻速,缩短钻进周期。提速技术在古城7井、城探1井和东探1井等3口的综合应用,提速效果非常明显,3口井平均机械钻速3.71m/h,平均钻进周期184.8d,同比邻井古城4井和古城6井平均机械钻速提高95.26%,平均钻进周期缩短133.5d。钻井提速技术的综合应用为塔东古城区块深井钻井提速提供了技术保障。     

扭力冲击器复合钻进工艺在干热岩钻井中的试验应用

扭力冲击器在石油、天然气行业钻井中得到广泛应用,具有提速增效的作用。而干热岩钻井工作环境不同于油气钻井,面临着高温、高压、硬岩、强研麿性以及深井、超深井等问题,因此对扭力冲击器进行了针对性设计,并进行试验应用。在扭力冲击器2次入井试验中,对硬-极硬岩地层进行了不同钻具组合下的钻进试验,确定了扭力冲击器对钻进效率的影响机理。结果表明：（1）扭力冲击器能够消除螺杆钻具因离心惯性力造成钻具的横向振动,验证了扭力冲击器与螺杆钻具组合应用的可行性。相比未使用扭力冲击器井段,机械钻速提高29.59%。（2）从碎岩机理和地层适配性上,相比PDC钻头,牙轮钻头在扭力冲击器+螺杆钻具+转盘复合钻进的方式下,有着较高的钻进优势。试验成果可为扭力冲击器与牙轮钻头匹配性研究和扭力冲击器与螺杆钻具的耦合性研究提供较好的技术基础。     

旋冲钻井技术在内蒙古意1井的应用

为了提高内蒙古意1井3000 m以深下部井段机械钻速,采用了射流冲击器旋冲钻井提速技术。根据地层岩性特点,通过冲击器台架性能测试,优选出了冲击器的冲击功及冲击频率,确定了旋冲钻井参数。射流冲击器配合牙轮钻头应用井段为3675~3817 m,通过合理确定水力参数及冲击器的性能参数,取得了预期的提速效果,达到了提速增效的目的。冲击器纯钻共计185 h,总进尺142 m,采用旋冲钻井技术,在相同地层及钻头条件下,旋冲钻井2趟钻进进尺较以前转盘钻进4趟钻进进尺多10 m,提高机械钻速达42%,为白音查干区块钻井提供了一项新的技术手段。     

钻井提速用振动冲击工具研究进展

振动冲击工具作为钻井提速的有效手段之一,正在得到行业内的广泛认同和重视。本文通过详细列举轴向振动冲击器、扭转冲击器和复合冲击器等工具的最新研究进展,明确了振动冲击工具通过合理利用钻井液水力能量并将其转化为冲击破岩能量,可以有效地提高破岩效率、改善钻头破岩环境、降低破岩阻力。并就现场应用情况来看,能够明显地提高钻井过程中的机械钻速,缩短钻井周期。     

旋转冲击钻井工具在塔河油田12区块应用效果分析

简述了旋转冲击钻井工具的特点以及使用原理,其较以往其它提速工具不同之处是结合了机械冲击和水力脉冲破岩两方面的破岩能力。重点分析了该工具在塔河油田12区块使用后的提速提效对比情况以及不同地层的提速情况。目前该工具已经在塔河油田12区块多口井进行了使用,都取得了明显的效果,最低提速为25%,最高提速近45%。分析认为,该工具对于12区块哈拉哈塘组地层而言,提速效果不很理想;对于使用常规"PDC+螺杆"钻具组合可钻性较差,机械钻速不高的井段和地层钻速提高明显,原来钻速较低的井段,钻速提高越快,比如卡拉沙依组和东河塘组地层钻速提高明显很多,最高达到60%以上,一般也在30%以上;同时使用该提速工具后,钻时变得逐步均匀,每米钻时驱于平均,钻头的破岩能力均向化。     

螺杆钻具和PDC钻头组合在鄂尔多斯工区定向井中的应用

在分析了PDC钻头特性及破岩机理的基础上,结合螺杆钻具和PDC钻头在鄂尔多斯工区定向井中的应用,总结了螺杆钻具使用时的注意事项,并介绍了螺杆钻具和PDC钻头组合在鄂尔多斯工区定向井中的应用效果。     

浅谈鸭儿峡水平井提高机械钻速

近年来工作重心主要在鸭儿峡区块,然而定向井、水平井逐渐成为工作重心,如何在水平井中提高机速,同时降低井下风险,缩短钻进周期成为关键。但水平井中使用怎样的PDC钻头、钻具组合及钻井方式能够解决复合增斜率低、滑动工具面不稳定、滑动效果低的问题。结合鸭儿峡区块已施工的水平井情况,分析该区块水平井中的难点,从PDC钻头选型和钻具组合2方面入手,论述复合增斜率低、滑动时工具面难以控制、滑动效果差以及进尺少和钻头磨损严重的问题。充分发挥PDC钻头+螺杆复合钻进的优势,希望在一定程度上能够为提高鸭儿峡区块水平井机械钻速有所建议。     

射流式液动旋冲钻井工具在辽河静73-21井的应用

为了提高辽河静73-21井下部井段机械钻速,采用了射流旋冲钻井提速技术。根据地层岩性和邻井特点,通过射流旋冲钻井工具性能测试,优选出了工具的冲击功及冲击频率,确定了旋冲钻井参数。射流旋冲钻井工具配合PDC钻头应用井段为386~2049m,通过合理确定水力参数及旋冲工具的性能参数,取得了预期的提速效果,达到了提速增效的目的。射流旋冲钻井工具纯钻共计67h,总进尺1663m,静73-21井二开井段机械钻速为24.82m/h,与邻井相同井段相比提高了18.92%。应用结果表明,φ178mm液动射流式钻井工具提速效果显著,为该区块硬地层钻井提速提供了一项有效技术手段。     

低速螺杆在定向井钻井中的应用

近年螺杆加PDC钻头钻具组合在水平井、定向井以及防斜打直井中的推广应用,螺杆钻具的大力推广应用对螺杆马达的性能要求提高,低速大功率螺杆与常规标准螺杆相比,具有工作扭矩大,入井有效工作时间长和转速低等特点,通过应用低速螺杆钻具,达到减少螺杆损耗,提高螺杆和钻头利用率的目的,进而提高钻井速度,节约钻井成本,提高油田钻探的经济效益。     

自激振荡式旋冲钻具在塔河油田深井提速中的应用

脉冲射流和轴向振动冲击可经济有效地提高深井硬地层钻井机速。自激振荡式旋转冲击钻井工具综合二者优势,将高速流经自激振荡器的钻井液调制生成水力脉冲,产生低幅高频机械冲击力,并通过冲击传递杆作用于钻头。自激振荡式旋转冲击钻井工具在塔河油田TH12272、S72-27X井深部地层进行试验应用,结果表明:可比条件下,使用旋冲工具可使机械钻速提高40%以上;工具质量可靠,能量利用率高,纯钻191h后仍能保持工作性能;旋冲工具可与螺杆配合使用,并能延长钻头使用寿命;旋冲工具在2口试验井中均取得显著的提速提效效果,适合进一步推广应用。     

榆树林油田定向井钻井提速配套技术

在榆树林油田施工定向井组具有机械钻速低、钻头选型不合理、轨迹控制难度大等难点,为了提高榆树林油田定向井施工效率,缩短钻井周期、降低钻井成本,形成一套完整的定向井钻井提速配套技术,进行了PDC钻头个性化设计和钻井参数的优选,针对区块特点优化设计了四段制井眼轨迹剖面类型,同时设计了双?210mm稳斜防卡钻具组合,降低了井眼曲率变化幅度,提高了定向一次成功率,建立起了一套较好的定向井钻井提速技术,取得很好的施工效果。     

硬地层PDC钻头优快钻井配套技术研究进展

PDC钻头配合动力钻具、水力设备等辅助设备钻进能够有效提高硬地层破岩效果,降低硬地层钻井成本。在调研近年来国内外硬地层PDC钻头优快钻进配套技术研究成果的基础上,总结分析不同配套设备及配套技术的使用特点及局限性。针对我国现有配套设备和配套技术的发展现状,指出应加强对动力钻具、水力设备等使用寿命的研究,提高其性能、可靠性和使用寿命。同时,应加快对动力钻具+水力设备配合PDC钻头钻进作用机理的研究,实现机械-水力联合高效破岩钻进,提高硬地层钻井破岩效率。     

复合冲击钻井工具在大庆徐深气田现场试验

大庆油田徐深气田区块登娄库组至营层组层位研磨性强、可钻性差,导致在该段钻井工程中,单只钻头进尺少、钻头寿命短、机械钻速低,为解决难钻层位钻井效率低问题,在该区块深层应用了复合冲击钻井工具,该工具能够实现轴向和周向冲击,在减少钻头粘滑现象同时增加切削齿进入地层深度,提高破岩效率。在大庆徐深气田应用复合冲击钻井工具进行现场试验,提高机械钻速、降本增效效果显著。     

New Drill在鸭西区块白垩系地层的应用与评价

玉门油田鸭西区块白垩系地层主要以杂色砂砾岩、灰色泥质粉砂岩、深灰色泥岩为主,近年来应用PDC+螺杆复合钻进,并跟踪MWD仪器随钻测斜及时调整轨迹,上部地层提高机械钻速效果显著,但在鸭西区块白垩系地层提高机械钻速一直效果不佳,2015年尝试应用New Drill新工具在鸭西区块白垩系地层钻进,并优选出高效适合强的PDC钻头,打破了硬地层适应性差的局限性,并配合使用长寿命、大扭拒井下动力钻具New Drill后,提高机械钻速效果明显,彻底释放了单趟钻的机械钻速,并且减少了频繁起下钻趟数,解决了鸭西区块白垩系地层机速慢的难题。同时也节约钻井成本,缩短了钻井周期。