牙轮钻头牙齿滑移量规律的仿真研究

通过计算机编程与仿真得出钻头主要结构参数的改变对井底牙轮钻头牙齿运动轨迹和滑移量的影响,并作定量对比分析。根据牙轮钻头几何学、运动学基本方程建立牙轮钻头几何学、运动学仿真模型,编写牙轮钻头牙齿运动轨迹程序。研究结果表明,当其它参数不变时,牙齿井底滑移量随轮底中心臂长C的增大而增大,随钻头外径D的增大而减小,移轴距S对牙齿滑移量的影响不明显;运用井底牙齿轨迹仿真方法能方便地得到井底牙齿滑移量的定量值,避免了通过速度计算得出牙齿滑移量的大量繁琐计算,也大大改善了牙齿滑移量对比分析的不直观性。     

单牙轮钻头牙齿齿形研究

目前,单牙轮钻头的牙齿使用的是三牙轮钻头的牙齿。由于单牙轮钻头的结构、运动规律和破岩方式与三牙轮钻头有很大区别,使得单牙轮钻头特有的作用及潜力受到限制。建立了单牙轮钻头的坐标系,推导出几何公式,并引入有向距离的概念对单牙轮钻头的牙齿进行研究。根据等磨损原理,提出适用于单牙轮钻头的结构特点和运动规律的牙齿齿形,并提出新的布齿方案,即,在牙轮工作面的永远接触区域内使用轴对称的牙齿;在轮换接触区域内使用椭圆形牙齿。     

双心钻头在塔里木地区的应用

塔里木盆地地质情况复杂、井深,有许多钻井技术难题。下第三系的复合盐岩层分布广、埋藏深,用双心钻头钻进可有效地推迟或消除地层塑性蠕变而造成的卡钻;取心井段用双心钻头扩眼,可提高再取心时的岩心收获率;加深井钻进,用双心钻头可增大环空间隙,提高固井质量。"九五"期间塔里木深井、起深井增多,双心钻头在深井、超深井复杂井段和小井眼扩眼段有广阔的推广前景。     

基于随钻测井资料的井漏位置识别及压井液密度确定

油田勘探开发过程存在不同程度井漏现象。为有效判识漏点位置,实施堵漏作业及实现安全高效钻井,归纳了井漏现象在随钻测井资料的响应特征,提出了通过自然伽马、电阻率、井径、孔隙度等随钻测井资料及时准确识别井漏位置以及计算压井液密度,形成井漏识别及确定压井参数的测井评价技术,为安全钻井提供支持。通过NP8井致密油水平井的实例分析,说明随钻测井资料可以为钻井堵漏和压井作业提供实时、准确、直观、可靠的依据。     

川石钻头又结硕果

成都石油总机厂坚持“内抓质量、外抓市场”的工作方针,使产品质量又有大幅度提高,川石钻头现场使用效果明显,捷报频传:①新疆石油局淮东钻井公司在北三台井区T002井用两只川石φ444.5mmXHP_2钻头分别在0～293.31m和292.31～693.77m井段使用47.8、81.7h,起钻后牙轮、牙齿完好,还可继续入井使用;②长庆油田对延长组与纸坊组1679.95～2430.43m井段使用川石φ241.3mmXHP_(2s),1~#钻头纯钻48.5h,进尺达382.98m,2~#钻头纯钻83.5h,钻头取出后轴承完好,仍有4至5     

川东北地区恶性井漏层段地震预测技术探索

针对川东北地区嘉陵江组层段存在的恶性井漏现象，选取了LJZ，DKH和QLX等构造上在钻井过程中漏失严重的井，分析研究了恶性漏失层段的地质特征、测井及地震响应特征。通过多种特殊处理方法效果的分析，总结了一套较为有效的恶性井漏地震预测技术，如相干体分析、频谱分析等。利用这些技术对LJ11H井和LJ16H井是否存在严重漏失层进行了钻前预测，预测结果与钻井显示吻合得很好。     

元坝地区超深含硫气井安全快速钻井难点及对策

川北元坝地区是中国石化南方海相重点勘探区域,其钻井完钻井深超过7 000 m,属于超深含硫气井。针对该区陆相地层研磨性强、可钻性差,井身质量控制难度大、海相地层盐膏层发育、井漏和井控安全问题突出等施工难点,提出了安全快速钻井技术对策：①运用气体钻井技术提高机械钻速,减少井漏复杂事故;②结合邻井资料,优选钻头类型,优化钻井参数;③制订井下安全钻井技术措施,预防地层掉块和键槽卡钻、缩径和压差卡钻、断钻具和钻头等井下复杂情况的发生。     

复合冲击钻具的研制及现场试验

为了进一步提高硬地层的机械钻速,同时控制PDC钻头的黏滑振动,将扭力冲击器和旋冲钻具的特点相结合,研制了同时给PDC钻头提供高频单向轴向冲击和往复扭转冲击的复合冲击钻具。通过地面试验验证了复合冲击钻具的可行性并测试了其性能,结果表明,复合冲击钻具能实现轴向冲击和扭转冲击功能,冲击频率、冲击功和压降随排量增大而增大,随喷嘴直径增大而减小。在葡4-32井的现场试验结果表明:使用复合冲击钻具后,与邻井“螺杆+PDC钻头”复合钻井相比,机械钻速提高了60.2%;试验过程中,PDC钻头未出现黏滑振动和崩齿现象。研究结果表明,复合冲击钻具能提高硬地层机械钻速,并能控制PDC钻头的黏滑振动,起到保护PDC钻头的作用。      

影响川东碳酸盐岩深井钻井速度的因素及对策

川东地区独特的地质特点致使在该地区钻井要遇到一系列复杂和事故,主要表现为井深、极易井斜、复杂的井眼不稳定、长段井漏、多压力系统、地层高研磨性以及岩石不均质特性等。加之钻井设备老化等因素,严重影响了该地区的机械钻速。文中分析了产生这些问题的原因,提出了大力推广利用地层自然造斜规律钻中靶井技术和防斜打快技术;深井超深井配备大尺寸钻杆;在确保井控安全的前提下实施平衡钻井技术;针对地层岩石特性研制新型高效钻头类型;推广应用金刚石钻头配井下动力钻具,提高高密度条件下硬地层钻井速度技术;完善与发展井漏的测漏与综合堵漏技术。此外,继续从基础理论和机理上深层次研究川东碳酸盐岩裂缝性产层的压力、裂缝规模及分布规律和井眼失稳问题,加强小眼井钻井的配套工具与工艺技术,加强队伍素质培养。     

套管钻井在San Juan盆地的压力衰竭煤层未发生井漏

在San Juan盆地开展的一个套管钻井先导试验证明,套管钻井能够在钻进压力衰竭煤层时减轻井漏,避免井漏对邻近产煤井造成伤害并取得较好的经济效益.先导试验通过对钻头、套管、钻井参数、钻具组合等的不断改进,不但成功防止了煤层漏失,有效避免了钻头泥包,还使瞬时机械钻速比传统PDC钻头提高了54%,并应用空气锤配合冲击钻头成功钻穿套管钻井钻头.试验了分级固井工具、泡沫水泥、充气钻井液等工具和技术,取得了良好的效果和宝贵的经验.     

螺杆钻具防斜和提速在滴西19井和H2451井中的应用

针对滴西19井存在的机械钻速低，牙轮钻头损坏严重，钻头选型存在困难；地层倾角和走向不清，易发生井斜；地层可能存在裂缝，易发生井漏等复杂情况，提出了利用螺杆钻具＋单钟摆钻具组合方式实现防斜和提速的方法。针对H2451井的缩径、垮塌、井漏等造成的卡钻，提出加强短程提下钻和测单点的频率，以保证井身质量和预防复杂情况的发生。同时还介绍了螺杆钻具纠斜的关键技术。     

专利技术

<正>专利名称:液位监测报警仪专利申请号:CN200620099587.7公开号:CN200989808申请日:2006.10.24公开日:2007.12.12申请人:江汉油田信毅石油设备有限公司本实用新型公开了一种能够监测石油钻井过程中井涌、井漏的液位监测报警仪,主要由显示仪表与微型打印机通过导线相连接     

组合射流PDC钻头试验研究

为了将不同射流方式应用于PDC钻头以改变井底流场,并给钻头提供设计依据,通过数值模拟和室内试验分析了反向射流对井底流场的影响规律,并对旋转射流的破岩能力进行了评价。结果表明:PDC钻头加装反向射流喷嘴之后,钻头破岩部位压力降低,并且压降随着反向射流喷嘴距钻头底部距离的增大而减小,随反向射流流量的增大而增大,上部钻井液液柱压力对压降影响不大;在相同压降或排量下,旋转射流较普通直射流有更好的破岩能力。根据试验结论研制出了反向射流与旋转射流组合的PDC钻头,并在坨747井进行现场试验。结果表明,坨747井采用组合射流PDC钻头后,与采用普通PDC钻头的邻井相比,钻速提高40%以上。这表明,将反向射流和旋转射流组合应用于PDC钻头,可以明显提高机械钻速。      

新疆塔中西部地区中古11-H2井提速认识

新疆塔中地区中上部地层成岩性差、机械钻速快,但易发生钻头泥包、井眼垮塌、缩径等事故复杂,中下部地层砂泥岩交错也易泥包钻头且井壁周期性垮塌,部分层段有火成岩抗研磨性强,易损坏钻头,而水平段地层压力低,井漏严重,喷漏同存,井控风险大。针对这些提速难点,通过应用优质牙轮钻头、长寿命螺杆+高效PDC钻头、优质钻井液、欠平衡控压钻井等主体提速钻井技术,中古11-H2井以91.25 d钻井周期创造了塔中地区同类井最短钻井周期的新记录。通过对中古11-H2井提速技术分析、总结,也进一步完善了塔中地区快速钻井技术模版。     

定向随钻扩孔钻压分配及优化

深井大斜度井扩孔难题一直没得到较好解决,传统的方法是采用液力扩眼工具进行钻后扩孔。然而,钻后扩孔实践表明,随着井斜增加,钻后扩孔难度增大,钻后扩孔在定向井中一般在32°以内。为此,引进了53/4 in×51/2 in×43/4 in CSDR5211S-B2定向随钻扩孔钻头。扩孔钻头钻压分配关系对工具面稳定和机械钻速具有重要影响。介绍了定向随钻扩孔钻头特性,分析了钻压分配关系,并对钻压分配进行优化。优化后的钻压应用于塔河油田TH10410CH2井定向随钻扩孔试验。应用结果表明,根据扩孔钻头偏心部分所要求钻压,计算出定向随钻扩孔钻头施工最大钻压不超过40 kN;在20～40 kN钻压工况下,定向随钻扩孔钻进过程中无憋跳现象、工具面平稳、井眼轨迹平滑、机械钻速高,说明该井优化的钻压合理。     

调整井刮刀钻头与牙轮钻头使用特性对比分析

通过１５６口调整井钻井试验，对比分析了刮刀钻头和牙轮钻头的钻进特性、牙齿磨损特性、井底流场特性及钻井效果。结果表明，大庆油田葡萄花组以上地层宜用刮刀钻头钻进，刮刀钻头的平均机械钻速比牙轮钻头的平均机械钻速提高８２％。     

溪203井?914.4mm大井眼钻井实践

巫溪203井是地表地貌为喀斯特地貌,出露碳酸盐岩的一口预探井,由于地震勘探受地表激发、接收条件等因素影响无法对地层有明确的认识,根据邻井资料显示表层可能存在溶洞、暗河,一旦钻遇至暗河,发生恶性井漏的可能性大。为了避免井下事故复杂,巫溪203井决定采用?914.4 mm钻头开眼,并用?720 mm导管封固50 m以上井段。通过对该口井钻井中经验的摸索,从优化钻井参数、调整钻井液性能、选用适合的钻具组合等方面,总结出一套适合于?914.4 mm大井眼的快速钻井方法。     

T301井复杂情况下的完井技术

一、井眼概况T301井是塔河3号油气田上的一口评价井,目的层为奥陶系碳酸盐岩裂隙型储层,储集空间为溶蚀孔、洞及各种裂缝。钻进过程中经常发生井漏、井喷及储层严重污染等事故。该井设计井深5520.00m,完钻井深5557.21m。实钻井身结构为:444.5mm钻头×500.00m 311.1mm钻头×3900.00m 215.9mm钻头×5350.00m 149.2mm钻头×5557.21m;套管程序为:339.7mm表层套管×480.35m 244.5mm技术套管×3896.55m 177.8mm油层套管×5343.76m。T301井在钻至井深5387.09m时,对裸眼井段进行了一次中途测试,在6.35×25mm的工作制度下,日产原油103…     

塔河十区优质快速钻井技术探讨

影响塔河十区安全、优质快速钻井施工的主要原因有深表层使用牙轮钻头机械钻速偏低;二开裸眼段长,要求排量大、泵压高,螺杆寿命有限;二叠系易漏、易垮,且含灰黑色玄武岩,可钻性差,地层研磨性强,极易磨损PDC钻头;康村底和吉迪克富含石膏,易吸水膨胀产生缩径;三叠系地层发育含砾不等粒砂岩和东河塘石英砂岩导致钻头先期损坏;三叠系泥岩段易吸水膨胀或应力释放,造成井壁垮塌;二开中完井深钻进至一间房组,裂缝发育,易出现放空、井漏,井涌及井喷,井漏严重或失返导致石炭系、三叠系或上部地层垮塌,钻具被埋;同时目的层地层压力高,富含硫化氢和稠油,稠油卡钻风险大,井控风险高;钻遇裂缝、断层易发生卡钻或钻具故障。     

动态法优选钻井参数

根据钻井过程钻头牙齿是连续不断地磨损,因此选择的最优转速、最优钻压也应是不断连续变化的,称这种优选方法为动态法。文中从微积分角度给出了钻井成本目标函数表达式。计算结果表明,最优转速、最优钻压随着钻头牙齿的磨损(是不断增大的)瞬时每米成本也是不断增大的,但在钻头所钻井段中的平均每米成本却存在着最低值。