新疆地区大直径井眼提高钻速的若干问题浅析

根据新疆地区大直径钻井实践的认识和理论分析，较为深入地讨论了影响其钻速提高的原因，针对这些因素提出了一些有价值的建议，对大直径井眼机械钻速的提高有一定的指导意义。     

低压脉冲射流井底欠平衡钻井提高钻速机理分析

理论分析了井底欠平衡压力对井底岩石应力状态的影响以及负压差促进岩屑脱离井底的机理。通过对压力波在井底岩石中的扩散特点的分析 ,得出脉动性井底低压比持续性低压更有利于提高渗透性岩石的破碎效果。对于钻进大多数中渗透性地层 ,建议单个低压脉冲的持续时间应为几毫秒 ,而相应的低压脉冲之间的间隔应为几十毫秒。     

不同钻井条件对钻速的影响分析

利用有限元软件对不同钻井条件下井底岩石的应力状态进行了对比和分析,结果发现:气体钻井过程中井底岩石上凸.表现为类似"张力"的外拉趋势;另外.由于没有了钻井液静液柱压力的作用.井底应力状态也发生了很大变化,岩石开始从塑性向脆性转变.这些转变更利于钻头切削面与岩石接触.提高岩石的破碎效率.从而找到了气体钻井提高钻速的一个主要原因。     

液动冲击器在川合148井的应用

利用液动冲击器进行旋冲钻井是在常规旋转钻井基础上发展起来的一种钻井新方法,它对于硬脆性岩石及可钻性差的地层可大幅度地提高机械钻速。介绍了液动冲击器的结构及工作原理,在川西地区合兴场构造川合148井下部中硬地层的应用表明,旋冲钻井可提高机械钻速20％以上,值得在该地区推广应用。     

利用涡轮钻具提高深井钻速的试验研究

分析了影响我国深井和超深井机械钻速的主要因素，并讨论了相应对策，比较了不同井下动力钻具的优缺点，提出我国应为充分发挥涡轮钻具钻井技术在深井和超深井中的优势创造必要条件。     

利用空气钻井技术提高钻井速度研究

采用空气钻井技术提高钻井机械钻速非常有效，钻速是常规钻井机械的数倍。但空气钻井技术较常规钻井技术更为复杂，从装备、井口到钻具组合都有其特点。当地层压力系数小于1时，常规钻井液钻井必然发生井漏，易造成井下工程事故。利用空气充气钻井技术对付地层既出水又发生恶性井漏的井，在川渝地区的钻井作业中，尚属一种全新的工艺技术。通过威寒1井的空气充气钻井实践，解决了因井漏而引起的井下系列复杂问题，大大缩短了复杂井段的钻井作业周期，同时也降低了钻井作业综合成本。     

液动冲击器功率传递理论分析及应用研究

运用波动理论分析了液动冲击器结构对能量传递的影响，室内模拟试验结果与波动理论分析计算结果有很高的吻合度。推导出了功率传递效率模型。以花岗岩和大理石为对象，分别求出了不同钻头的钻入系数和回弹系数。分析认为原设计液动冲击器功率传递机构不够合理，指导改进后的液动冲击器简化了结构、提高了强度，能量传递效率提高近30％，现场应用表明，改进后的液动冲击器在硬地层中可提高机械钻速30％以上。     

空气钻井随钻监测技术及其应用

为解决现有录井监测系统不能满足空气钻井现场的需要,容易出现钻具失效、井下燃爆、地层出水及井壁坍塌等复杂钻井问题。基于井下燃爆理论和监测监控系统技术,以井下燃爆监测成果为基础,应用UBD气体监测系统及其配套分析技术;通过多次在空气钻井现场监测服务,验证了该监测系统及分析技术的合理性和实用性,为安全顺利实施空气钻井提供了技术保障。     

空气钻井技术在滴北1井的试验与应用

新疆准噶尔盆地陆东地区的深探井，由于下部石炭系地层可钻性差，机械钻速低，钻井周期长，严重制约了陆东地区的天然气勘探开发进程，如何提高钻井速度一直是陆东地区钻井工作的一个难题。在滴北1 井的钻井过程中，为提高三开井段机械钻速，加快该区的勘探步伐，在三开井段实施了空气钻井，空气钻进井段3365～3924.56m，进尺559.56m，平均机械钻速～3924.56 m，559.56 m，5.26 m/h，是常规钻井机械钻速的5倍，节约钻井工期25 d。空气钻井在该井的成功实施，提高了机械钻速，降低了钻井周期，节约了钻井成本，同时也探索了深部石炭系提速工艺，为新疆油田推广应用空气钻井技术积累了经验。     

空气钻井技术在徐深21井的应用

大庆油田为给提高深层地层机械钻速提供科学依据，在徐深21井的泉头组2段以下非储层段进行了空气钻井试验。试验结果表明，空气钻井能大幅提高机械钻速，与常规钻井相比，纯空气钻井机械钻速提高4～6倍，充气钻井提高1倍以上，空气钻井井段的井斜控制在设计范围内，井径扩大率比常规钻井液钻井略大。这表明大庆油田外围深部地层稳定性良好，适合应用空气钻井技术。     

应用空气锤钻进提高钻速机理分析

气体钻井是目前国际上迅猛发展的一项技术,被广泛应用于钻井提速、降低成本、保护油气藏等方面。在气体钻井中应用空气锤能够改善钻井性能,提高钻速。从空气锤钻进过程中井底岩石的力学性质、冲击旋转的钻井方法以及清洁井底方面分析了提高钻速的原因,并结合实验室岩石破碎状态,对空气锤钻井破岩特点进行分析,得出提高钻速得利于井底负压、高频冲击动载及清洁的井底。     

石油钻井机械钻速预测研究进展

预测机械钻速研究的进展大体可以分为三个阶段：用现场数据直接统计出钻速方程；考虑所钻地层性质和钻头结构的钻速方程；用计算机仿真方法来预测机械钻速。对每个时期的机械钻速预测研究的情况作了详细介绍，并分析了其优缺点。指出用计算机仿真方法来预测机械钻速是可行的。也是今后机械钻速预测研究的重点方向。     

Initial Research on the Effect of Inorganic Salt on Rate of Penetration (ROP) in Drilling Fluids

The authors attempt to investigate the interaction between inorganic components of drilling fluids and sandstones as well as the influence on the rate of penetration (ROP) imposed by inorganic components. With the analysis of Zeta potential of cuttings solution, the mechanism of the experiment is initially achieved. The results show that the ROP will be enhanced by 33.7% when AlCl₃ concentration is up to 0.01 mol/L, and therefore AlCl₃ and Al₂(SO₄)₃ possess a tendency to enhance ROP. In addition, Al³⁺ enables Zeta potential of the solution containing cuttings shifted from negative value to zero, and finally to positive value by means of analyzing Zeta potential, which contributes to the significant improvement of ROP when Zeta potential is greater than ?10 mV. Higher surface free energy created by the close-to-zero Zeta potential is conducive to crushing rocks, which in turn increases the ROP and meanwhile reduces drilling costs.     

阀式双作用液力冲击钻具性能及使用

论述了阀式双作用液力冲击钻具的工作原理，推导了冲击力和冲击频率的计算公式。计算表明：在软硬交替的地层中钻进，采用最大锤重和调节钻井液流量以改变冲击力和冲击频率，可提高钻头的破岩效率。     

旋冲钻井参数对破岩效率的影响研究

通过理论和试验相结合的方法,分析了旋冲钻井参数对破岩效率的影响及钻井参数与冲击器性能参数间的关系,讨论了石油钻井中常遇到的泥岩、砂岩、灰岩的基本特性参数与冲击器的冲击功和冲击频率的关系,给出了岩石强度、可钻性及硬度与冲击器性能参数的关系.     

空气冲旋钻井破岩试验台架研制初探

分析了空气钻井冲旋破岩的井底压力和温度、钻压、转速、空气排量、空气锤、射流作用等影响因素。由于台架和真实钻井的差异，忽略了井底压力和温度，不做模拟井壁，岩屑可以充分排出。在此基础上，提出了台架机械系统的3种实现方案：方案一借鉴了钻机钻井的实现方法；方案二使用了旋转岩样的方案，不再需要水龙头，钻压施加方便，且节省了一个液压缸；方案三使用液压缸模拟冲击。