钻头型号的优选

对河南油田各钻井阶段的技术指标进行了对比，计算出每阶段的单只钻头进心和平均机械钻速都比上阶段分别提高了１５．１９％－４１．１２％，和２３．５４％－５５％。分析了河南油一大区块的钻头使用民政部和地层可钻性级值对钻头选型的影响。     

钻头优选新方法及其应用

针对大港油田X区块地层特点、钻头选型的难题，利用现场测井资料及岩心实验结果建立了该区块岩石可钻性与声波时差、岩石可钻性与地层密度的单因素计算模型及岩石可钻性与多元测井参数计算模型，并利用多元测井参数与岩石可钻性的关系模型，对单一测井参数计算得到的岩石可钻性级值的误差进行了修正，建立了该区块横向地层岩石可钻性剖面及整个区块岩石可钻性纵向剖面，找出了该区块地层岩石横向及纵向可钻性变化规律，根据计算结果优选出适合于该区块的钻头类型，解决了钻井速度慢、钻井周期长的问题。     

一种新的钻头优选方法-YH钻头优选法

探井所钻探的多为新区，资料及实践经验少，很难直接确定出合理的钻头型号及钻进参数。“ＹＨ钻头优选法”通过地层岩石可钻性建立新区地层与老区地层之间的联系，再根据老区钻井钻头的实钻数据优选适合新区的钻头型号。该方法不受实钻数据多少限制，并可对相同钻头的钻进参数进行比较分析，从而找到较合理的钻井参数。     

利用地层综合系数法评价及优选钻头

常规钻头选型或者通过钻头的实际使用效果(如钻头进尺、每米成本、机械钻速等参数)，或者通过地层岩石力学的一个或几个参数来进行，但由于钻头在井下受多种地层力学参数的影响，常规方法难以选出最适合本地区的钻头型号。阐述了一种既考虑钻头的经济效益又考虑钻头钻遇地层的岩石力学特性来进行钻头评价和选型的方法，即“地层综合系数法”，并给出了该方法的计算步骤。应用该方法既可以对钻头的预期表现进行评价，也可以进行钻头优选。     

适用于软地层钻井的新型胎体钻头

通过对有关的钻井因素，钻头材料、钻头结构以及钻井实例的分析，介绍了一种全新结构的胎本钻头，其新颖笥包嵌入胎体刮刀的钢质加强、流线型钻头体、以及渐变的切削齿后倾角。这种新型钻头可取代牙轮钻头更好地应用于软地层钻井。     

单牙轮钻头的发展前景研究

分析单牙轮钻头的优越性，解决目前钻业面临的问题，方法研究了单牙轮钻头的侧切削特性，单牙轮钻头和弹塑性地层的相互作用及单牙轮钻头的热应力分布，分析了钻头结构，地层岩石特性及钻井工艺参数等因素对单牙轮钻头性能的影响。     

钻头优选的TOPSIS法

在评述目前选择钻头方法的基础上，提出了ＴＯＰＳＩＳ法评选钻头。该方法具有限制条件少，应用灵活方便等特点，并详细地介绍了该方法的原理和计算步骤，同时运用油田的实钻资料进行了计算。结果表明，该方法计算简便，结果与现场实际相符，便于现场应用。     

使用不等径双喷嘴钻头大幅度提高钻井效率

广西钻探二公司在百色油田使用不等径双喷嘴钻头大幅度提高了钻井速度。笔者通过1988～1990年公司在27口井上的使用经验认为,若普遍推广,钻速和效率将大幅度提高。本文对本地区使用不等径双喷嘴的原理也进行了分析。     

PDC钻头切削齿的改进及破岩试验研究

为扩大ＰＤＣ钻头使用范围，设计出涂焊薄层碳化钨的ＰＤＣ切削齿。通过对比试验，给出了ＰＤＣ钻头钻速随进尺的变化曲线。结果表明，在硬地层中改进后的ＰＤＣ钻头在钻速、切削齿强度和使用寿命等方面具有明显优势，其平均寿命可提高２０％。     

硅酸盐钻井液泥包形成的趋势研究

硅酸盐钻井液因其优异的防塌抑制性常应用于泥页岩地层,但其在钻进过程中极易发生钻具泥包现象。笔者通过分析硅酸盐钻井液极易产生泥包的原因,选取用膨润土制成2.0 mm～3.2 mm的泥球来模拟钻屑用于实验研究,利用自制直径为25 mm的钢球,老化罐的滚动模拟井下钻进情况,通过硅酸盐加量、硅酸盐模数、膨润土含量、KCl加量及不同防泥包剂对硅酸盐钻井液体系产生泥包的实验研究,探讨了不同因素对硅酸盐钻井液产生泥包的程度及趋势的影响。结果表明,硅酸盐模数对泥包影响不大;随着硅酸盐含量的增加,泥包程度呈上升趋势,但加量超过9%后泥包程度相差不大,建议加量在3%～5%之间;随着膨润土加量的增加,泥球的直径呈先减小后增大的趋势,膨润土加量为1%时,泥球直径最小;KCl在一定浓度内降低泥包的产生,过量的KCl反而会促进泥包生成,最佳浓度为3%～6%;加入3%防泥包快钻剂WETMINE能有效防止钢球泥包的产生。通过与钻井液体系流变性相结合,优选出能最大程度减少钻具泥包的硅酸盐钻井液体系关键外加剂的加量,为选择合适的外加剂提供参考依据。     

录井资料在钻头选型中的应用

通过开展利用录井资料进行钻头选型方面的研究,开辟一条钻头选型的新途径。文中通过现场实验和资料处理建立了录井参数与岩石可钻性关系模型,利用该模型结合新疆塔西南巴楚地区录井、地质、钻井资料进行钻头合理选型,得出该地区初步钻头选型结果,并在现场进行了初步应用,取得了较好的效果。     

综合考虑成本和钻速的PDC钻头钻进参数优化设计

传统的钻进参数优化模型不适用于PDC钻头。针对传统模型的不足,在牙轮钻头钻进参数优化理论的基础上,引入钻井成本和钻速权重系数,结合PDC钻头钻速方程、磨损方程和钻速随累积进尺的变化规律等基本方程,建立了钻井成本和钻速双目标约束下的PDC钻头钻进参数优化模型。该模型可根据降低成本或提速的具体目标设置钻井成本系数和钻速系数,在同时考虑成本和钻速的条件下对钻进参数进行优化设计。川西新场地区实钻资料的计算结果显示,经过参数优化后PDC钻头的单位进尺成本降低,同时钻速提高,这表明该模型可以用于双目标下PDC钻头钻进参数的优化设计。      

钻井泥浆污染储层程度的测井评价方法研究

对钻井泥浆污染储层程度进行评价是油(气)层保护的一项重要工作，若能用测井资料对它实现直接或间接评价将是一项经济有效的手段。文章以实验为基础，从研究渗透率损害比与储层单因素间的关系入手，对储层污染评价指标间的内在关系进行了深入研究，并建立了各评价指标，如渗透率损害比、污染表皮系数、泥浆污染深度与测井参数、钻井参数以及储层物性和电性参数间的定量计算模型。最后通过编程计算和实际资料的处理分析，发现所研究的评价方法正确可行，并可针对具体研究井区给出钻井泥浆污染储层程度的判断标准，最终能为钻井施工、射孔作业以及增产措施的科学决策提供重要依据。     

钻头切削齿破碎岩石的温度变化试验及机理分析

钻头切削齿是破碎岩石的核心部分，在破岩过程中做的绝大部分功会转换成切削热，导致切削齿温度升高，目前对切削齿温度的影响研究成果主要集中在切削深度、切削速度及切削齿结构方面，但对于岩石特性对切削温度影响程度和机理的认识尚不明晰。为此，在自制的MDES 2000微钻平台上，开展了砂岩、大理岩、花岗岩以及玄武岩等4种典型岩石的钻进试验，基于岩石破碎力学模型和数值分析结果，探讨了岩石特性对切削温度的影响程度并进行机理分析。研究结果表明：①在相同的钻进参数下，岩石强度直接影响不同岩石钻进深度，导致岩石破碎模式（塑性、脆性）的转变，从而造成不同岩石切削温度的波动差异，砂岩、大理岩发生塑性破碎，温度波动范围约为±0.5 ℃，而花岗岩、玄武岩则发生脆性破碎，切削齿温度波动范围约为±1.5 ℃；②岩石强度是影响切削温度温升速率变化的重要因素，强度越大所需切削力越大，产生切削热增加，导致4种不同岩石钻进时温升速率随岩石强度的增加而逐次递增；③岩石破碎力学模型和前、后刀面温度分析结果表明，切削齿前刀面起主要的切削作用，是造成不同岩石的切削温度波动程度的主要因素。结论认为，钻进试验与数值模拟所得到的温度变化趋势基本吻合，该成果可以为钻头切削齿工作寿命研究提供借鉴和参考。     

Drilling cost optimization in a hydrocarbon field by combination of comparative and mathematical methods

In drilling operation,a large saving in time and money would be achieved by reducing the drilling time,since some of the costs are time-dependent.Drilling time could be minimized by raising the penetration rate.In the comparative optimization method,by using the records of the first drilled wells and comparing the criteria like penetration rate,cost per foot and specific energy,the drilling parameters of the next wells being drilled can be optimized in each depth interval.In the mathematical optimization technique,some numerical equations to model the penetration rate,bit wear rate and hydraulics would be used to minimize the drilling cost and time as much as possible and improve the results of the primary comparative optimization.In this research,as a case study the Iranian Khangiran gas field has been evaluated to optimize the drilling costs.A combination of the mentioned optimization techniques resulted in an optimal well which reduced the drilling time and cost considerably in comparison with the wells already drilled.     

大洋钻探天然气水合物储层测井评价研究进展

国际科学大洋钻探计划自1970年首次在布莱克海脊钻遇天然气水合物（以下简称水合物）以来，迄今已在全球三大洋（太平洋、大西洋、印度洋）的大陆边缘总共53个站位钻遇了水合物，采集了大量的地球物理测井资料，为理解水合物及其宿主沉积物原位特性提供了关键信息。水合物所具有的不导电、低密度、高声波速度、高含氢量等特性，为根据测井资料识别水合物并预测其分布提供了重要的依据。目前已提出的一系列根据测井资料估算水合物饱和度的方法，主要包括阿尔奇公式、密度—核磁共振测井联合、各种形式的三相声波方程以及基于不同岩石物理模型的弹性波速度模拟等方法。海底水合物具有明显的非均质分布特性，主要表现在水合物分布对宿主沉积物岩性的选择性以及在相同岩性宿主沉积物内部对成核部位的选择性上。尽管测井资料在评价水合物分布的非均质性、推断水合物生长习性方面已经得到了初步应用，但仍然存在着一些不足：①大洋钻探水合物测井解释中所依赖的地层模型还是过于简单，大多数都是两组分或三组分模型；②高分辨率随钻测井资料的应用还很有限；③测井解释与岩心地质研究的结合还不够紧密。结论认为，将水合物与宿主沉积物视为一个整体，基于更为复杂的地层模型，在岩心标定的基础上，依据多种高分辨率随钻测井资料，联合反演地层的岩性组分、孔隙度和水合物饱和度，或许是未来水合物储层测井评价发展的一个重要方向。     

鄂尔多斯盆地东南部长7油页岩时空分布及控制因素——来自沉积环境和沉积速率的制约

鄂尔多斯盆地东南部延长组长7段油页岩资源丰富。早期研究主要集中在油页岩特征及形成环境描述上,对油页岩富集规律及控制因素的不明确,制约了油页岩选矿及开发。在综合分析露头、岩心和古生物资料的基础上,建立层序地层格架,并确定长7油页岩的沉积环境。结合有机地球化学和元素地球化学分析,从沉积相、有机质来源及沉积速率等方面分析油页岩时空分布规律及控制因素。鄂尔多斯盆地东南部延长组长7段油页岩形成于三角洲-湖泊环境中,有机地球化学分析表明油页岩有机质为湖泊低等生物和陆源高等植物混源,陆源有机质通过重力流输送到深湖中。沉积相和微量元素Th/U分析表明,湖侵域时期（长7₃）湖泊扩张,水深加大,可容纳空间增大和还原环境为有机质富集及油页岩形成提供了有利条件;在湖侵晚期,水深过大,陆源有机质供给不足,且有机质易降解,同时由于烃类向浊积岩夹层运移,导致油页岩含油率降低。稀土元素（La/Yb）_N分析表明沉积环境和沉积速率控制了油页岩的分布：在靠近三角洲-浊积扇前缘的深湖区,沉积速率适中,距物源较近,有利于有机质输入和保存,为油页岩形成的理想场所;在三角洲-浊积扇沉积区,水体较浅,水动力较强,沉积速率过高,有机质易被稀释;在远离三角洲-浊积扇的深湖区,距物源较远,沉积速率较低,陆源有机质输入不足且易降解。     

注入水中固相颗粒损害地层机理分析

当含有固相颗粒的注入水进入地层时,水中的固相颗粒将不同程度地滞留在孔隙网络中,使地层渗透能力下降。分析胜利油田商三区和胜二区注入水中固相颗粒分布特征、地层孔喉特征,以此为基础,采用实验方法研究注入水中固相颗粒与岩石孔喉的匹配关系,分析固相颗粒损害地层的机理。研究结果表明从水站到注水井,注入水水质沿流程变差;在双对数坐标下,商三区和胜二区岩石孔喉半径与渗透率存在线性关系;当水质一定时,微小粒径的固相颗粒进入岩石孔隙内部形成深部损害,粒径较大的固相颗粒只能在岩石表面和浅表部位附着或桥堵而形成表面(层)损害。根据架桥法则,确定了商三区和胜二区注入水中固相颗粒指标。图3表3参4（秦积舜摘）