特殊保径结构PDC钻头在渤海油田应用

随着石油勘探开发技术的不断进步,旋转导向钻井系统在现代钻井中的应用越来越多。但当面临更加复杂及曲率更高的井身结构时,单依靠Xceed指向式旋转导向工具不能完全满足钻井作业的要求。针对这一情况,提出一种特殊保径结构的PDC钻头,其特殊在于上部1 in标准保径,下部3 in保径为0.6°倒角保径。经过计算机模拟分析,这种PDC钻头相较于常规PDC钻头不但可以提高钻具组合的造斜能力还能提高钻具工作稳定性。在渤海油田现场使用表明,这种特殊保径结构的PDC钻头具有更强的造斜能力,保证旋转导向工具和其它井下工具稳定性,减缓井下仪器由于井下震动导致的失效。     

渤海浅部疏松地层旋转导向轨迹控制关键技术

旋转导向工具在渤海油田应用较为广泛,但长期以来由于旋转导向工具在渤海浅部地层的造斜率不稳定,不能完全满足轨迹控制要求,因此一般是上部采用螺杆马达钻具,中途起钻更换旋转导向钻具。但螺杆马达钻具一方面滑动定向时效较低,另一方面起钻更换为旋转导向钻具需耗时12~15 h。若能直接采用旋转导向工具,取消中间的起钻换钻具步骤,作业效率将大幅度提高。通过定向井轨迹优化、旋转导向工具对比优选、钻井液性能优化等技术措施,成功地在渤海浅部疏松地层实现了旋转导向控制轨迹技术,大幅提高了作业效率。     

AutoTrack旋转导向工具现场应用分析

旋转导向钻井技术在国内外已经得到了广泛的运用,为了适应旋转导向钻井技术现场应用的需要,在简要介绍了旋转导向系统的分类及特点的基础上,详细分析了贝克休斯AutoTrack系列旋转导向工具在威页1HF井和永页1HF井的现场应用情况,并总结出了旋转导向工具现场应用的优缺点,最后提出了旋转导向工具现场应用的一些建议。     

几种新型连续管钻井技术

连续管钻井技术是近二十年发展起来的一项钻井新技术。阐述了传统连续管钻井系统的基本构成及其优缺点,并在此基础上介绍几种连续管钻井底部钻具组合前沿技术。电动连续管钻井系统采用电潜泵马达代替螺杆钻具,能够更好的适应钻井环境;VIPER连续管钻井系统通过底部钻具组合设计以及地面电缆遥控,实现在欠平衡条件下的快速高效钻进;新型推靠式导向马达系统是建立在类似旋转导向系统基础之上,通过设计不同的工作模式和优化底部钻具组合来克服连续管定向钻井本身存在的缺点,从而实现不同的钻井目的。     

旋转地质导向钻井工艺技术发展及应用

钻井工程是一项随着基础科学的发展和使用工艺的升级而不断延伸的工程技术学科。在钻井工程领域,为保证安全性与经济性,已经形成了钻井工艺、工具和地面设备的升级与改造,完善了以水平井、大位移井和多分支井等复杂工艺发展下的新型高效钻井工艺。为分析研究旋转地质导向钻井工艺技术应用效果,探讨了井下闭环旋转导向钻井工具机理,并根据该工艺技术的实际应用,表明了宏观上来看旋转导向钻井系统涵盖了动力机械、钻井液循环和工具部署的全方位系统性闭环自控理论。以指向式旋转导向钻井工具为核心的相关工艺运用,能全面优化钻井过程中的井下摩阻、提高钻探能力和控制精度,值得行业大规模运用与研究领域深入革新。     

导向涡轮轨迹控制技术及影响因素

水平井钻井已成为新疆玛湖区域提高采收率的常态,旋转导向钻井系统造斜段专打、水平段使用大功率螺杆配合高效PDC钻头钻进相关技术应用业已成熟。然而,伴随着深层二叠系风城组勘探进展和取得的重要突破,首次应用旋转导向钻井系统钻水平井遇到了新难题,主要表现在钻头选型难度大,导致钻井施工效率低。针对高抗压强度、研磨性较强的致密白云质储层水平井钻井难题,提出并组织实施高速导向涡轮配孕镶金刚石钻头钻水平井,结合MY1H水平井现场钻井实际,分析了导向涡轮钻具关键结构参数、钻进参数对轨迹控制的影响规律。计算结果表明,导向涡轮扶正器间距、近钻头以及钻具扶正器的直径、涡轮弯角度数、钻头各向异性指数、钻压等参数对复合钻进稳斜效果影响较大。根据计算结果和轨迹控制现场表现,适时调整了涡轮钻具结构参数以及钻具扶正器尺寸。MY1H导向涡轮配孕镶金刚石钻头钻水平井取得了较好效果,机械钻速以及趟钻进尺大幅度提高,施工效率明显提升,对该区域及相似地质条件水平井钻井具有重要的借鉴意义。     

大庆油田水基钻井液中应用Geo-Pilot旋转导向浅析

旋转导向钻井技术是当今钻井领域发展出来的一项高端钻井新技术,它是在钻具旋转的模式下,通过下传指令,对工具面和造斜力的调整,实现对井眼的轨迹控制,根据造斜原理分为推靠式和指向式2种类型。如今3大技术服务公司均已实现旋转导向工具的商业化应用,主要是提供服务,也有个别型号的产品出售,但是旋转导向的核心技术仍被垄断。结合我公司引进的Geo-Pilot旋转导向系统,在大庆油田水基钻井液实际钻井过程中遇到的问题,并探讨如何加强应用,为钻井提质提速,为大庆油田松辽盆地致密油开发积累实际应用经验。     

Power Drive Xceed指向式旋转导向系统在渤海某油田的应用

通过对Power Drive Xceed指向式旋转导向钻具外部结构、内部组成以及工作原理的简要说明,对该钻具和泥浆马达钻具在安全性、时效性2方面进行了对比。最后通过Power Drive Xceed指向式旋转导向钻具在渤海某油田的应用,进行了其与泥浆马达钻具在轨迹控制、机械钻速以及近钻头连续井斜方位的对比分析,给出了渤海在水平井常用的泥浆马达钻具和Power Drive Xceed指向式旋转导向钻具的使用模式,为其它地区使用该工具提供了参考经验。     

国外钻井工具与仪器新进展及国内发展建议

页岩气、致密油气、深井超深井油气和深水油气的勘探开发对钻井工具与仪器提出了更高要求。本文介绍了国外钻井工具与仪器的新进展,钻井工具包括高效破岩钻头(Aegis铠装合金钻头、Crush&Shear™混合式钻头、智能自适应钻头、StrataBlade*凹面金刚石元件钻头和HyperBlade*双曲面金刚石元件钻头)、辅助破岩工具(Navi-Drill DuraMax井下马达、NitroForce™高性能螺杆和耐温300℃螺杆钻具)和循环短节(iCWD智能循环短节、iDisc智能循环和丢手工具、MOCS G2循环短节和JetStream®RFID循环短节),而钻井仪器包括旋转导向工具(Lucida高端旋转导向系统、RST旋转导向系统、VectorEDGE旋转导向系统、HALO高性能旋转导向系统和NeoSteer@bit导向系统)和随钻测量仪器(TruLink*高分辨率动态MWD、IriSphere*随钻前视LWD、HEX200℃高温LWD和QuestTM随钻陀螺测斜仪)。在此基础上,对国内钻井工具与仪器的未来发展提出了建议。最后指出我国应尽快完成核心钻井工具与仪器的国产化,继续加大低成本替代技术的研究力度,以实现经济有效开发。     

镇北油田丛式井底部钻具组合优选与应用

随着钻井技术的发展,越来越多的"鸡肋"油气田开始投入钻采开发。在钻井的过程中,特别是丛式井钻井,如何在地层情况复杂多变的条件下,既保证钻井井身质量,防斜防碰,控制井眼轨迹,提高机械钻速又节约钻井成本,成为"鸡肋"地层钻井必须考虑的问题。从丛式井复合钻井技术及其在镇北油田现场的应用现状出发,分析介绍了"四合一"不同复合钻具组合的功用及钻进工具参数优选方法,为保证镇北油田快速、高效、准确钻进提供了技术保障。     

昌吉油田致密油长水平段水平井优快钻井技术

利用长水平段水平井开发低渗透性、致密油气藏是油田开采的重要技术手段,昌吉油田属于典型的低渗透性油藏,新疆油田公司针对昌吉油田先导试验水平井做优快钻进技术研究,对昌吉油田后期水平井的开发有指导性意义。分析了致密油水平井钻井过程遇到的平台井组井眼间距小、防碰绕障工艺复杂、二叠系地层可钻性差、长水平段带来摩阻扭矩大、托压严重等难点。通过井身结构优化、地层可钻性评价、优选导向钻具和PDC钻头、新工具应用等技术研究,并在不同施工阶段制定针对性技术措施,有效地提高机械钻速。JHW018水平井利用常规导向钻具完成1963.92m长的水平段,对昌吉油田利用常规导向钻具完成长水平段水平井有指导性意义。     

Power Drive Xceed指向式旋转导向钻井系统在张海29-36L井的应用

埕海2-2人工岛是大港油田为实现海油陆采而建设的人工岛,因受地面条件和地质靶点制约,主要采用大斜度井、大位移井、水平井等复杂井型进行开发。张海29-36L井是部署在埕海2-2人工岛的一口三开大位移定向井,本井最大水平位移1764.51m,最大井斜76.16°,为有效克服三开滑动钻井产生的频繁托压、粘卡现象。应用了斯伦贝谢公司的power drive xceed指向式旋转导向钻井系统,其工作原理是在钻具旋转状态下实现定向作业,应用旋转钻进方式代替滑动钻进方式,显著地减小了钻柱与井壁之间摩阻/扭矩。张海29-36L井应用结果表明,应用旋转导向钻井系统井段比未使用该工具的井段机械钻速提高了71%,取得了非常显著的提速效果;旋转导向钻井系统在张海29-36L井成功应用实例为探索大位移井钻井提速提供了有益的参考。     

哈萨克斯坦科扎萨伊油田优快钻井技术

哈萨克斯坦科扎萨伊油田钻井地质环境复杂,储层位于盐下,钻遇的地层层系多,地层性质差异大,具多套压力系统。钻井过程中发生地层漏失、坍塌、掉块及盐膏层蠕变等复杂情况,严重影响了钻井时效和钻井安全。针对这些技术难题,开展了油田井身结构、井身质量、提速潜力、高效钻头等分析与优化,提出了预弯曲钻具高倾角地层井斜控制技术、混合钻头减震提速技术,以及PDC-孕镶块复合钻头高研磨性地层提速技术。现场应用取得了较好的效果,平均机械钻速提高50%以上,钻井周期缩短28%。     

应用水力空化射流技术提高灰岩地层钻速

水力空化射流技术具有安全、可靠、效果好等特点,在石油钻井中得到了推广应用。针对伊朗Y油田中下部中硬灰岩地层可钻性差、机械钻速低的情况,试验应用了水力空化射流工具。研究了试验油田的地层强度及可钻性参数,优选了水力脉冲空化射流装置和下部钻具组合,优化了机械及水力参数。现场实钻资料表明,水力空化射流工具提高钻速明显,对中硬地层的灰岩具有良好的钻进效果。     

定测录导一体化技术在涪陵页岩气田的应用

为满足涪陵二期复杂构造条件下钻井的提速增效,引入了旋转导向工具,应用定测录导一体化工作模式,通过旋转导向工具选型、地层特性与钻头匹配性、优化轨迹控制方法、完善现有信息平台和导向软件,形成了定测录导一体化技术。经过涪陵页岩气田8口井的现场应用试验,储层钻遇率明显提高,轨迹控制圆滑,钻井提速明显,达到了"跨界组合、创新发展"的目的,具有较强的推广性和适用性。     

钻具失效的分析及预防

钻具失效事故一直是影响优质高效钻井的主要因素.通过对钻具失效的现场调研分析,全面、系统的阐述了钻具失效的现状、失效形式、失效原因及预防措施,对复杂井的钻具使用具有一定的指导性.     

鄂尔多斯盆地南部油田复合导向钻井应用技术

复合导向钻井技术是利用动力钻具组合,在连续钻进过程中采用滑动钻进与复合钻进交替进行的方式,达到对井眼轨迹连续控制的目的.1998年以来,我们开展了复合导向钻井技术的研究与应用,不断优化复合导向钻具组合及施工工艺,逐年拓宽应用范围,在定向井、丛式井、防碰绕障井及直井易斜井段应用,效果非常明显,有效地提高了钻井效率.     

减振技术在博孜区块砾石层钻井的应用

库车山前博孜区块等地质条件极为复杂,存在大段含砾石地层,可钻性差,钻进过程中易憋跳钻、断钻具等复杂情况发生,通过对在砾石层钻具损坏因素分析,进行钻具组合优化、工具安装位置优化等技术研究,现场用于3口井,有效地保护钻井提速工具和钻头,延长了使用寿命,对于该区域砾石层等复杂地层钻井提速具有较好的借鉴意义。     

埃及旋转导向系统与可变径扩眼器钻井技术应用分析

近年来,在埃及为了进一步优化定向井钻井技术,引进了一种旋转导向系统和可变径扩眼器相组合的钻井技术。运用该技术可以避免在先期钻导眼后再下入专门的扩眼器进行扩眼,从而节约了扩眼作业成本。但是这项技术受到了钻具组合在井下工作状态不稳定、振动剧烈、滑动摩阻大等一系列问题的挑战,由此可能导致钻具组合部件疲劳破坏、定向效果差等后果。介绍了在埃及施工的三口定向井的实例,在施工中先后使用了三种类型的可变径扩眼器,与旋转导向系统相结合,成功地把12-1/4″导眼扩大为13″～17-1/2″的范围,充分证明了运用旋转导向系统与可变径扩眼器的组合钻井技术,可以达到提高机械钻速和控制井身轨迹的理想效果,同时还降低了因扩眼带来的钻具结构震动和部件失效的风险。     

鲁克沁复杂山地深层稠油大平台丛式井优快钻井技术研究与应用

鲁克沁油田玉北构造带深层稠油潜力巨大,受地形影响,需采用大平台丛式井开发,复杂的地质条件导致钻井过程中存在周期长、机速低及复杂事故率高等钻井难点,为此开展了井身结构与井眼轨迹优化、长裸眼段降摩减扭、高效PDC+复合导向钻具优配及安全快速钻井液等优快钻井配套技术研究,通过现场试验及规模推广应用,取得了显著的效果。千米井底位移井与2013年相比,平均钻井周期缩短至71d,降幅11.61%。复杂事故时效降为4.13%,降幅44.78%。平均水平位移由1344m增至1629m,增幅21.2%。有效解决了制约复杂山地超深稠油大位移钻井的技术瓶颈,建立了不同井型优快钻井模式,为鲁克沁超深稠油高效经济动用提供了技术途径,切实加快了鲁克沁油田产能建设步伐。