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。     

PDC钻头结构特征因素对造斜率影响的机理浅析

近年来PDC钻头配合动力钻具在现场应用良好，但同时暴露出造斜率控制难以掌握的实际问题。结合现场实际，浅析了动力钻具 PDC钻头钻进时，PDC钻头结构特征因素对造斜率的不同影响。多口井的钻井实路证明，优选结构合理的PDC钻头可达到有效控制造斜率，提高钻井速度、降低钻井成本之目的。     

PDC钻头在高渗砂岩层钻进时卡钻分析与预防

目前国内石油钻井现场,普遍采用PDC钻头+单弯螺杆钻具+MWD随钻测量施工,来提高钻井效率,但PDC钻头在螺杆钻具高转速工况下钻进时,钻头轴向保径齿磨损先于冠部切削齿的磨损,尤其是在高渗透性、高研磨性、粉砂岩钻进时,PDC钻头外径磨损速度大大增加,井径缩小,钻具环空间隙减小,且井壁易形成虚泥饼,从而会进一步恶化井下环境,导致卡钻,且极易发生在上提钻具过程中。通过对盘40-斜203井卡钻事故的原因分析,从而剖析出研磨性导致PDC钻头外径缩小和渗透性导致的虚泥饼,是导致上提钻具时卡钻的主要原因,并找到解决方法,具有一定的普遍性和指导性。     

鸭西背斜钻井提速技术试验及效果分析

鸭儿峡油田白垩系油藏鸭西背斜,地层倾角大、夹层多、研磨性强、可钻性差。钻进中直井段易斜;PDC钻头选型难度大,定向钻井时,工具面稳定性差、"托压"严重;钻井液性能要求高,常因与地层配伍性差,导致井下复杂情况发生,严重制约钻速提高。本文针对制约钻速提高的难点,通过现场试验效果分析来阐述鸭西背斜鸭K区块钻井提速措施,包括直井段防斜打直技术、水力振荡器试验、PDC钻头个性化试验、钻具组合选择和优化钻井液性能等,通过现场试验,为鸭西背斜钻井提速积累了成功经验。     

国内外新型牙轮钻头保径结构概述

从牙轮钻头的常规保径结构在现代钻井条件下存在的问题出发,指出了研究开发新型保径结构的必要性,综述了国内外牙轮钻头保径结构的发展动态,强调了研究和应用具有主动切削功能的保径结构对牙轮钻头的重要性。     

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。     

弯壳体导向钻具造斜能力影响因素分析

下部钻具组合尤其导向钻具的造斜能力不但是评价工具性能的主要指标,也是井眼轨迹控制的重要依据,并且准确地设计和预测下部钻具组合的造斜能力更是实现连续导向钻井的技术关键,因此分析弯壳体导向钻具造斜能力的影响因素具有十分重要的意义。从研究导向钻具组合造斜能力的影响因素出发,应用三点定圆法预测造斜能力,重点分析影响因素对不同导向钻具造斜能力的影响,并绘制出各种影响曲线图,直观地反映出造斜能力随影响因素的变化。     

加长马达配PDC钻头快速钻井试验研究

从分析PDC钻头特点着手,选用与PDC钻头特点相适应的加长马达来进行快速钻井试验,取得了良好的试验效果,试验结果表明,使用加长马达配PDC钻头加转盘复合旋转钻井方式能大幅度提高机械钻速,降低钻井成本,保证井身质量,从而达到提高钻井效率,增加经济效益的目的。     

孕镶金刚石定向钻头生产试验情况

1989年6—11月间，由地矿部探矿工程研究所研制提供的4个孕镶金刚石定向钻头，在我队虎家尖矿区3个钻孔中用螺杆钻具配用该种钻头进行了生产试验，总计完成造斜进尺87.77m，平均钻头进尺21.94m。试验结果表明：孕镶金刚石造斜钻头在使用过程中外径和中心小眼直径磨耗甚小，经受了软硬地层的考验，取得的经济技术指标和造斜效果是理想的。由于这种钻头寿命比较长，时效高，造斜强度大，保径效果好，深受试验单位的欢迎。     

加长马达配PDC钻头快速钻井试验研究

从分析 PDC钻头特点着手 ,选用与 PDC钻头特点相适应的加长马达来进行快速钻井试验 ,取得了良好的试验效果。试验结果表明 ,使用加长马达配 PDC钻头加转盘复合旋转钻井方式能大幅度提高机械钻速 ,降低钻井成本 ,保证井身质量 ,从而达到提高钻井效率 ,增加经济效益的目的。     

PDC钻头在沙南油田沙丘3井区的推广应用

结合井下作业公司钻井实际情况，以现场应用PDC钻井为例，对PDC钻头特性及现场应用做了一一阐述，并和SH11R钻头作了同井段可钻性的比较，得出了符合该公司现场使用PDC钻井的普遍经验、规律。     

煤矿井下定向钻进新技术

通过调查煤矿井下现有定向钻进的技术现状以及石油钻井领域的一些新技术,论述了煤矿井下定向钻进的新技术和发展趋势,包括测量钻头位置的随钻测量系统、提供钻头动力的孔底马达以及全新的旋转导向钻进系统等先进技术。其中,随钻测量系统的关键技术是在保证钻杆强度的前提下钻杆本体的密封以及钻杆内永久电缆联接处的密封;孔底马达重点要解决定子和轴承的寿命问题。随钻测量系统与孔底马达在国内煤矿已有初步应用,但仍需发展完善;旋转导向系统在煤矿井下的应用将是一个主要的发展方向。     

煤矿井下硬岩定向钻进PDC钻头选型及试验分析

为了提高煤矿井下硬岩定向钻进的效率,在分析硬岩定向钻进PDC钻头的结构要求的基础上,选择了3种不同类型的PDC钻头进行煤矿井下硬岩定向钻进试验。试验结果表明,平底型PDC钻头不适用于定向钻进硬岩,而三翼抛物线型钻头和四翼平角型钻头在定向钻进硬岩时,表现出长寿命、高效率等特点,适合于定向钻进硬岩地层,大大提高了煤矿井下定向钻进硬岩地层的效率。     

TorkBuster扭力冲击器+PDC钻头应用分析

TorkBuster扭力冲击器是一种纯机械动力工具,应用表明,TorkBuster扭力冲击器配合PDC钻头一起使用提高机械钻速效果显著。新疆油田引进扭力冲击器配合PDC钻头在环玛湖探区使用,现场应用发现该工具在部分井区应用尚未达到预期提速效果,机械钻速较低。分析TorkBuster扭力冲击器在环玛湖探区实际应用情况发现TorkBuster扭力冲击器+PDC钻头钻速受钻头泥包问题、钻头崩齿问题、钻井液体系问题等因素影响较大。通过有针对性的改进钻井措施,有效地提高了TorkBuster扭力冲击器+PDC钻头钻速。现场应用的9口井中,平均机械钻速提高到7.05 m/h,较改进措施前提高156.65%,平均每口井钻井周期节约9.68 d,达到了预期提速的要求。     

PDC钻头井底流场实验装置设计

根据ＰＤＣ钻头的结构特点、破岩原理及现场使用情况，阐明了进行ＰＤＣ钻头井底流场试验研究的必要性和迫切性。结合国外的有关资料，设计出能够进行ＰＤＣ钻头单喷嘴射流特性、井底漫流特性及全尺寸钻头井底液流流动规律试验研究的实验装置。该装置实现了井底流场特性的三维空间测量。     

扩孔钻头在水平定向井中的应用

传统扩孔钻头在长距离水平定向井应用过程中出现泥包问题时,由于钻速变慢易造成钻进轨迹偏离原井眼,而且起钻时由于抽吸压力对井壁的作用易造成井壁压差坍塌,影响井下钻具仪器安全,增加辅助时间和钻井成本。为解决该问题,通过总结施工经验,结合数值模拟理论实验优化改进扩孔钻头,并在山西某井田煤层气水平井钻井工程项目中进行工业性试验,与传统扩孔钻头相比平均钻时减少38.9%,大大减少辅助操作时间,钻进效率提高的同时减少钻井成本。     

人造金刚石在中国地质钻探中的应用

人造金刚石于７０年代开始在我国地质钻探中推广应用。除人造金刚石单晶外，还采用了聚晶、复合片以及其它烧结体或镶嵌体。从钻头制造到钻探设备、工具、仪器以及钻探工艺等一系列科研成果用于生产，并进行了多项相关理论的研究。建立了钻探设备和工具两个质检中心。所有这些大大地推动了我国钻探工程的技术进步。     

液力衡扭旋冲提速工具及其在达深16井的应用

大庆油田深部地层岩石坚硬、研磨性强,运用常规手段钻进,单只钻头进尺少、寿命短且机械钻速较低。应用液力衡扭矩提速工具,有效解决了这些问题,显著提高了机械钻速和单只钻头的进尺。通过达深16井的现场试验证明,该工具能够使钻头的破岩方式在剪切的基础上附加机械冲击和高压水力脉冲,有效提高PDC钻头剪切岩层的效率,为深井提速提供了一种有效的手段。     

页岩气开发技术装备自主化研究进展与展望

对国内外页岩气开发装备作了概述,着重阐述了国内在页岩气开发技术装备自主化研究方面的进展。国外页岩气水平井开发核心技术装备包括智能化测量工具、井下动力钻具、旋转导向工具、地质导向工具等;压裂增产技术主要包含水力喷射工具、多层同时压裂工具等。国内钻机、压裂机组技术水平可满足丛式、水平井等工艺要求,封隔器、滑套等井下工具已初步实现国产化,测井设备可靠性、时效性及测量精度与国外先进水平差距较大,随钻测井(LWD)工具、旋转导向工具等几乎全部依赖进口。本文提出了页岩气开发装备自主化研究的攻关方向和发展趋势,建议研制适合不同钻井深度和资源条件的专用钻机,解决页岩气长水平段钻井难度大、周期长等问题的井下提速和导向工具,高分子材料井下封隔器等压裂改造工具,和适应未来大规模产量下的合理组织技术及后期完整配套采气工艺装备。