玛湖致密砂砾岩2 000 m水平段水平井优快钻完井技术

准噶尔盆地玛湖斜坡百口泉组致密油为新疆油田公司新发现的大油区,在探索长水平段水平井开发过程中,面临砂砾岩地层可钻性差,地层井壁失稳垮塌严重,漏失复杂情况多,平均单井漏失173 m3,水平段机械钻速仅2.06 m/h,固井难度大等问题。针对以上难点,重点开展了井身结构及井眼轨迹优化、EVOLUTION?类油基钻井液、长水平段小间隙固井技术、砂砾岩难钻地层的钻头选型等钻井提速配套技术研究和实践。在玛131区块成功完钻了2口2 000 m长水平段水平井,钻井周期减少27.7%,下套管顺利,固井质量满足大型分段压裂要求,形成了一套适合玛湖地区致密油经济有效开发的钻完井技术。     

沙特B区块高效破岩钻井技术

沙特B区块为典型的高温高压低孔低渗砂岩储层,平均机械钻速2.25 m/h,平均钻井周期250 d。为了提高机械钻速,缩短钻井周期,进行了沙特B区块高效破岩技术研究与应用。根据建立的沙特B区块岩石可钻性剖面,以岩石可钻性为基础,不同类型钻头的现场实钻效果为依据,与钻头厂家共同研究优选出了该区块不同地层的钻头推荐方案;参照沙特B区块地层的可钻性,根据螺杆钻具和涡轮钻具工作特征参数,优选出了适用于该区块的螺杆钻具和涡轮钻具。现场应用表明,沙特B区块采用优选出的钻头推荐方案“螺杆钻具+PDC钻头”和“涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井方式可以实现高效破岩,使该区块平均机械钻速提高46.8%,钻井周期缩短23.3%。      

胜利油田东营北带砂砾岩体PDC钻头个性化设计与应用

针对胜利油田东营北带丰深1与盐227区块沙四下砂砾岩体地层岩石研磨性强、可钻性差、机械钻速低、钻头寿命短的技术难题,开展了旋流PDC钻头个性化设计与应用研究。通过室内实验,优选出了适合该地层特点的PDC切削齿类型;通过电脑模拟,优化了钻头的冠部轮廓、切削结构和切削齿后倾角设计;研制出旋转射流喷嘴,设计并试制了水力与机械联合破岩的新型PDC钻头。在丰深1-平1井的砂砾岩体地层中进行了钻井试验,与其他类型PDC钻头相比,机械钻速提高了46.8%,单只钻头进尺提高了69.6%;与牙轮钻头相比,机械钻速提高了48.1%,单只钻头进尺提高了156.5%。在盐227井工厂砂砾岩体井段推广应用也取得了明显的提速效果,机械钻速提高26%,平均单只钻头进尺提高102 m。研究成果对PDC钻头个性化设计具有一定的借鉴意义,对硬的强研磨性地层钻井提速具有推广应用价值。     

新疆油田砂砾岩水平段个性化钻头研究与试验

准噶尔盆地玛湖致密砂砾岩油田是新疆油田提产的重点区域.针对新疆油田艾湖井区砂砾岩水平段地层不均质性强、可钻性差,钻头单只进尺短,报废率高,导致钻井周期长的难题.对艾湖井区已钻井的地层岩性、钻头使用情况、钻井参数等进行分析研究,设计开发了针对艾湖区块砂砾岩水平段的新型个性化PDC钻头,配套优化的钻井参数及钻具组合,形成了...     

岩石抗钻能力界定新方法——五参数法

准确评价地层岩石力学特征参数是钻头优选的基础。对现场岩心进行室内实验,利用回归分析法建立岩石抗钻特性参数计算模型,考虑岩石物理性质、力学性质及孔隙特征对岩石抗钻特性参数的影响,兼顾钻头攻击性和耐磨性,根据不同声波时差与地层岩石硬度、内摩擦角、单轴抗压强度、研磨性级值及岩石可钻性级值之间的关系,应用归一化处理方法,建立了地层抗钻特性五参数雷达图,绘制并应用雷达图对X 油田渔洋组层段进行了钻头选型。结果表明:应用雷达图选出的钻头,平均进尺提高188%,平均机械钻速提高7%,平均纯钻时间提高160%,应用该方法进行钻头优选能够指导现场施工。     

川西须家河组地层PDC钻头结构参数优化及选型

川西深层须家河组气藏主力储层埋藏深、地质条件复杂,尤其是其地层硬度高、可钻性差,致使钻头选型困难,机械钻速低。为提高须家河组地层机械钻速,针对地层岩性特征,利用ABAQUS软件建立了切削齿破岩有限元模型,结合钻头设计理论优化了PDC钻头结构参数,确定出了适合须家河组地层的钻头冠部轮廓、切削齿、刀翼数和保径特征等主要结构参数,提出了PDC钻头选型的关键特征。在此基础上,优选出了9个型号PDC钻头,形成了须家河组地层钻头系列化选型方案:须5段-须3段地层宜选用攻击性强同时具有较强抗研磨性和抗冲击性的PDC钻头,须2段地层宜选用高抗研磨性兼顾吃入能力和抗冲击性的混合布齿钻头。现场应用表明,42只优选钻头平均进尺增加27.57%,钻速提高40.19%,实现了须家河组地层钻井提速新突破。      

地层抗钻强度与钻头磨损实用评估方法

以牙轮钻头单齿破岩机理和力峨量平衡理论为基础,综合考虑了钻头结构、地层特性、水力参数及钻井参数等的影响,提出利用钻井参数评估地层抗钻强度和钻头磨损程度的方法,将钻井过程中牙齿磨损和地层抗钻强度变化产生的耦合作用通过自定义参数描述,用新钻头的实钻数据确定钻头破岩的基本特性参数,从而为区分地层和钻头的影响提供了基础。本文方法,既可用于现场实时分层监测钻井工况的变化和诊断井下异常状态,也为钻后分析和钻头优选提供了定量依据。文中用实例进行了说明。     

基于测井曲线和灰色关联度的楼探井区钻头选型方法

优选与地层抗钻特性相适应的钻头是提高钻井机械钻速的重要技术保证。在获知各厂家钻头结构特征的基础上精准优选钻头,不但要考虑不同埋深所对应的地质力学环境下地层的可钻性、研磨性、硬度和抗剪强度及其非均质各向异性等影响因素,而且要采用简捷合理的自动选型数学方法。为此,首先利用测井资料建立岩石抗压强度、抗剪强度、硬度、可钻性和研磨性等多个抗钻参数的连续剖面,并采用灰色关联主控变量分析法提取这些抗钻参数中的敏感参数,结合实际使用的高效钻头,建立与地层抗钻参数相匹配的钻头数据库及选型模式。然后,采用灰色关联法进行多口井钻井地质剖面的钻头类型自动优选,推荐适合钻井作业的有效钻头类型。将该技术应用于四川东部楼探井区的新井钻井实践中,提速效果明显,具有推广应用价值。     

莫西庄地区钻头选型及应用

莫西庄地区已钻井钻头选型不合理,机械钻速偏低。通过利用地层抗钻特性评价及钻头选型软件对已钻井资料进行处理,并结合钻头效益指数法进行钻头评价,优选出适合该地区的钻头类型。通过现场应用,机械钻速显著提高,获得了较好的经济效益。     

莫西庄地区钻头选型及应用

莫西庄地区已钻井钻头选型不合理，机械钻速偏低。通过利用地层抗钻特性评价及钻头选型软件对已钻井资料进行处理，并结合钻头效益指数法进行钻头评价，优选出适合该地区的钻头类型。通过现场应用，机械钻速显著提高，获得了较好的经济效益。     

优快钻井技术在环玛湖凹陷斜坡区的应用

环玛湖凹陷斜坡区是新疆油田重点探区之一,该区地层压力系统复杂、区域变化大,下部地层可钻性较差,机械钻速低,漏失频繁,钻井周期长。通过综合分析环玛湖斜坡区地层的岩性、压力系统等钻井工程因素,完善了井身结构设计。应用比能法对已使用钻头进行评价,优选了一套适用于环玛湖凹陷斜坡区的钻头序列,结合井下提速配套工具,钻井提速效果显著。优化钻井液体系配方,防漏堵漏技术取得良好成效。通过不断强化钻井配套技术,环玛湖斜坡带20口直井平均机械钻速提高22%,平均钻井周期缩短11.89 d,井下钻井复杂事故明显减少。     

新疆玛湖油田砂砾岩致密油水平井钻井关键技术

准噶尔盆地玛湖致密砂砾岩油田是新疆油田提产的重点区域,为了满足该油田勘探开发的需求,提高钻井速度,缩短钻井周期,通过优化井身结构,优化井眼轨道设计,优选钻井液和个性化PDC钻头,采用韧性水泥浆、漂浮下套管固井技术、“螺杆钻具+PDC钻头”复合钻井技术及旋转导向钻井技术等一系列钻井提速技术,形成了玛湖油田砂砾岩致密油水平井钻井关键技术。2018年,该油田玛131 区块完钻8口砂砾岩致密油井水平井,平均完钻井深 4?921.75?m,平均水平段长度 1?576.00?m,平均钻井周期 46.50?d,平均机械钻速 11.19?m/h,其中MaHW1247井完钻井深达5 040.00 m,钻井周期只有42 d,创造了玛湖油田完钻井深5 000.00 m以上水平井钻井周期最短纪录。现场应用表明,玛湖油田砂砾岩致密油水平井钻井关键技术能够提高机械钻速,缩短钻井周期,为玛湖油田的高效勘探开发提供技术支持。      

川东北海相地层PDC钻头优化设计及应用

针对川东北地区海相地层钻井速度慢、周期长等问题,采用室内试验、统计分析与理论研究相结合的方法,对海相地层抗钻特性进行分析,对高效破岩工具进行了优化设计,优选出适合海相地层PDC钻头的切削齿尺寸和后倾角。从剖面形状设计、布齿设计、力平衡设计和水力设计等方面对PDC钻头进行优化设计,研制出适合川东北海相地层高效钻进的个性化PDC钻头。现场应用结果表明,研制的P613MRR型PDC钻头能够大幅度提高机械钻速和钻头进尺,降低钻井成本,为海相地层的高效开发提供有力保障。     

基于因子分析法的玉北区块钻头优选及应用

现场使用的钻头与所钻地层的匹配程度较差,导致钻井速度缓慢,需在常规优选钻头的基础上对因子选取进行补充,考虑水力参数对钻头选型的影响。鉴于此,采用因子分析方法对吐哈盆地玉北区块实钻钻头进行了选型,选型中增添了水力参数(排量、立管压力、喷射速度和钻头水功率)作为影响因子,并与仅考虑破岩参数作为优选钻头结果进行对比,分析了增添水力参数后对钻头选型产生的影响。分析结果表明:机械钻速与立管压力呈线性关系,与排量呈二次多项式关系,与钻头水功率呈对数关系,与喷射速度呈指数关系;应用给定的钻井水力参数钻进,YB-1井克拉玛依组、梧桐沟组和桃东沟组平均机械钻速分别达到7.12、6.62和4.51 m/h,与邻井同一地层相比分别提高25.35%、26.58%和22.61%。所得结论可为吐哈盆地玉北区块的钻头优选提供参考。     

特种孕镶块加强PDC钻头的研制与试验

为提高PDC钻头在研磨性硬地层中的机械钻速、延长钻头寿命,研制了特种孕镶块加强PDC钻头.该钻头以PDC切削齿为主切削元件,天然金刚石孕镶块为副切削元件,既具有常规PDC钻头破岩效率较高的特点,又具有孕镶金刚石钻头在研磨性硬地层寿命长的特点.在钻头开始工作时,主要为PDC切削齿"犁切"式破岩,当PDC切削齿磨损到一定程度后,天然金刚石开始磨削岩石,形成"犁沟",有助于 PDC切削齿吃入并切削岩石.该钻头在东北金山气田金古 1-1HF 水平井基底花岗岩硬地层进行了现场试验,平均机械钻速达到4.46 m/h,是同井同地层常规PDC钻头机械钻速的1.5倍,是2口邻井同井段牙轮钻头和常规PDC钻头机械钻速的2倍以上,其使用寿命也达到2口邻井同井段牙轮钻头和常规PDC钻头的2倍以上,取得了良好的现场应用效果.特种孕镶块加强PDC钻头的成功研制,为钻进强研磨性硬地层提供了一种新的高效破岩工具.      

刀翼式孕镶金刚石钻头设计及在哈山101井的应用

为提高准噶尔盆地哈山区块火山岩地层机械钻速、增大单只钻头进尺、降低井眼失稳掉块卡钻风险,设计了刀翼式孕镶金刚石钻头。在分析地层岩石的力学特性的基础上,研发了新型胎体合金材料,以提高钻头研磨性;镶嵌孕镶切削块,以增强钻头破岩能力;优化设计了刀翼式孕镶金刚石钻头的结构和防卡流道,防止钻头卡死。研究发现,超细合金材料相互联结成键、牢固烧结,钻头胎体力学性能提高30%以上。刀翼式孕镶金刚石钻头配合高速大扭矩螺杆钻具在哈山101井火山岩地层进行了应用,单只钻头进尺增大4倍,机械钻速提高54.3%。研究结果表明,刀翼式孕镶金刚石钻头可以降低掉块卡钻风险,可实现火山岩地层安全高效钻进。      

济阳坳陷深部地层PDC钻头优化设计与应用

济阳坳陷北部沾车凹陷的沙3段、沙4段及中生界地层岩石强度高,研磨性强,可钻性差,严重制约着该地区深井、中深井钻井速度的提高。为此,对该地区26口井的地质资料、钻头使用资料和测井资料进行了分析和处理,得到了地层的强度、可钻性和研磨性等参数的定量数据,据此设计和优选了适用于不同地层特性的PDC钻头,并介绍了其主要特性。优选的PDC钻头进行了现场试验,其中1只Φ215.9 mm MSX516M钻头在7口井进行了试验应用,累计进尺2 687.00 m,总纯钻时641.00 h,平均机械钻速4.19 m/h;1只Φ215.9 mm RSR516S钻头在3口井进行了试验应用,累计进尺1 970.00 m,总纯钻时729.50 h,平均机械钻速2.70 m/h;1只Φ215.9 mm MSX813M型钻头在3口井进行了试验应用,累计进尺373.46 m,总纯钻时262.70 h,平均机械钻速1.42 m/h。几只设计优选的钻头与邻井所用其他钻头进行了使用情况对比,结果表明,不论是平均机械钻速还是单只进尺都有了大幅度提高。      

玛湖区块钻井关键技术研究与应用

针对玛湖区块钻井施工中存在的泥岩易缩径、地层倾角大、井斜易超标、八道湾组下部砾岩易损伤钻头、易漏、易垮等,导致机械钻速慢、复杂故障时效高等问题,通过钻头螺杆优选、轨迹控制、钻井液体系优选及复杂故障预防等研究,形成了一套适合玛湖区块的优快钻井配套技术,通过MH207井应用,机械钻速16.18m/h,比邻井提高63.83%,复杂时效零,为后期井施工提供了宝贵的经验。     

玛湖含砾难钻地层防斜打快技术研究及试验

新疆玛湖凹陷是新疆油田增储上产的重点地区,二叠系砂砾岩沉积地层制约了钻井提速,且部分区块地层倾角引起井斜。针对该地区二叠系的地层特点,研发了FX-YC-172DE新型防斜打快钻井工具和个性化的PDC钻头设计。该工具运用偏轴防斜原理预防井斜,并以一定的频率给钻头施加机械冲击力,并把连续的射流变为脉冲射流,从而提高钻头破岩效率,个性化的PDC钻头针对牙齿崩坏问题,采用新型锥形齿、优化钻头结构设计,从而形成玛湖二叠系难钻地层防斜打快的组合技术。该技术在新疆玛湖二叠系含砾地层进行了试验,进尺338 m,机械钻速2.67 m/h,见到了明显的提速成效,井斜控制在1°以内,为玛湖二叠系难钻地层的防斜、提速提供了有效的技术手段。     

徐家围子气田火山岩抗钻特性评价及应用

大庆油田徐家围子地区深部火山岩地层是重要的天然气储层，但该区块深层泉二段以下地层岩性致密坚硬，可钻性差，掌握营城组火山岩地层岩性特征至关重要。在分析测井资料与岩石力学特性参数之间关系的基础上，综合测井资料及室内岩心实验结果，建立了该地区深部火山岩地层抗钻特性与声波测井间的关系模型，应用该模型获取该地区地层抗钻特性参数剖面并进行了钻头初选。结果表明，综合运用测井资料、井史资料并结合一定的岩心试验结果建立地层抗钻特性参数剖面，在此基础上进行钻头优选，给出了该地区深层火山岩地层钻头选型标准。所建立的火山岩地层抗钻特性参数模型能较好地反映该地区的实际情况。