雄安新区D19地热勘探井钻探技术及成果

D19井是雄安新区地热清洁能源调查评价项目中的一个勘探井。钻探施工过程中,对多种钻进工艺、钻具钻头、钻井液等关键技术进行研究应用,提高了深部地热钻探施工效率,解决了D19井中复杂地层钻进困难的难题,实现了对目标热储层的保护,顺利地完成了钻探施工任务,通过测录井及抽水试验等手段查明了地质构造及热储特征。文章对D19井钻探关键工艺技术及成果进行了总结,可以为类似钻探项目提供技术支撑,有利于推动深部地热钻探的发展。     

深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻头应用研究

深部地热钻探中,通常会钻遇硬塑性泥岩,严重影响钻探施工效率。以雄安新区深部地热钻探工程实例为基础,深入分析硬塑性泥岩机械钻速低的原因,研究制定钻头的优化改进方案。实践应用证明：针对地层岩性特征设计的个性化PDC钻头配合螺杆钻具,可以有效提高硬塑性泥岩地层机械钻速;使用三棱形非平面复合片和三角形复合片等异形复合片可以有效提高PDC钻头的抗冲击能力、提高钻头在含砾石地层的使用寿命,同时也可以提高硬塑性泥岩地层机械钻速。探索出了一套适宜于深部地热钻探中硬塑性泥岩地层钻进的钻头应用方案。     

Φ215.9mm四牙轮取心钻头设计与应用

针对硬岩及复杂地层取心钻进效率低、钻头寿命短的问题,依托“深海钻探技术与工程支撑”项目研制了Φ215.9 mm四牙轮取心钻头。通过合理布置牙轮角度与分布、优化取心结构,有效提高岩心采取率,保证钻头在硬岩中的钻进速度与可靠性。在之前进行了陆地试验和海洋试验并不断优化改进的基础上,本次在内蒙古自治区呼和浩特市清水河县首次进行了实验性的地热勘探取心施工,全段地层均为高研磨性、高硬度花岗岩,取心困难。采用Φ215.9 mm牙轮取心钻头配合常规的取心钻具,钻进效率达1.2 m/h,岩心采取率为70%~90%,取得了较好的应用效果,为海洋钻探硬岩取心提供了技术保障。     

旋冲螺杆钻具在硬岩地热钻探中的应用研究

针对目前地热钻探中,在花岗岩、片麻岩等硬岩地层中机械钻速低的问题,引入一种机械式旋冲螺杆钻具,先后在JHR-1井花岗岩地层及HG-1井片麻岩地层中进行了试验应用。与普通螺杆钻具相比,旋冲螺杆钻具在JHR-1井Ø215.9 mm井段、HG-1井Ø215.9 mm井段和Ø311.2 mm井段机械钻速分别提高了10%、8.4%和7.6%,同时,旋冲螺杆钻具使用过程中未产生其他副作用。试验证明使用旋冲螺杆钻具可以有效地提高花岗岩、片麻岩等硬岩地层的机械钻速,为旋冲螺杆钻具在硬岩地层地热钻探中的应用推广打下了基础。     

王家庄北沟多金属矿区钻探施工技术

在河北省承德县王家庄北沟钼多金属矿钻探施工中,钻遇岩石以燧石条带白云岩、石英岩为主,岩石可钻性级别高,钻遇地层硬、脆、碎,钻头打滑严重,孔壁坍塌和漏失,钻进效率极低。为提高钻进效率,经取样分析岩性后,专门定制了适用于该地层的钻头。采用了多种方法迫使钻头出刃,并根据不同孔段地层岩性选择不同钻进工艺参数和钻井液体系。总结出适于本矿区地层的钻进工艺参数,使用不同性能的钻井液,起到了较好的护壁堵漏作用,提高了钻进效率。     

广西沙子江矿床深部及外围铀矿普查钻探施工技术

总结了广西资源县沙子江矿床深部及外围铀矿普查钻探施工技术。在花岗岩地层钻进中,解决了孔内漏水、掉块、垮孔及金刚石钻头寿命短、钻杆和钻杆接头磨损、钻孔弯曲等一系列问题。为在花岗岩地层钻进中积累了宝贵的钻探施工经验。     

?215.9 mm四牙轮取心钻头设计与应用

针对硬岩及复杂地层取心钻进效率低、钻头寿命短的问题,依托"深海钻探技术与工程支撑"项目研制了?215.9 mm四牙轮取心钻头.通过合理布置牙轮角度与分布、优化取心结构,有效提高岩心采取率,保证钻头在硬岩中的钻进速度与可靠性.在之前进行了陆地试验和海洋试验并不断优化改进的基础上,本次在内蒙古自治区呼和浩特市清水河县首次进...     

泉州聚龙小镇DZK1地热勘查孔钻探施工技术

地热勘查孔(探采结合孔)是在矿山钻探施工工艺的基础上进行的探索性施工。着重介绍了福建省泉州市聚龙小镇DZK1地热勘查孔在钻探施工过程中遇到的施工难题以及新技术、新工艺的应用。如大口径单管取心、空压机洗井和活塞洗井相结合的洗井方法、套管的隔级使用、深孔测试钻杆密闭性、深孔磨钻头、在涌水量大的地层钻进等。     

广宗5-2号煤田勘探深孔钻探工艺

随着岩心钻探向深部发展,作为钻探施工“血液”的冲洗液,是实现和确保施工顺利进行的基本保证。在对厚覆盖层及深部煤系地层钻孔的钻进工艺上,坚持不同的地层条件,有针对性使用不同类型的冲洗液体系,并通过改变双管钻具长度和改换取心钻头的切削具,满足软硬互层对钻头钻进效率的影响,更重要的是使深部见煤的判断与取煤质量上,增加了一项保证措施,不仅解决了生产中的一些难题,提高了钻进效率,而且满足了质量要求,收到了较好的效果。     

威海地区3000m深部地热钻探关键技术的应用与分析

“山东省文登-荣成-威海地区深部地热资源调查”项目是“山东省2018年度38个省直地质勘查项目”之一,总体目标是通过小口径深部钻探技术来完成3000 m测温孔的施工,为地热地质调查、钻孔测温、岩心热物性及放射性元素含量测试等工作提供通道和具体实物资料。本文结合3000 m小口径地热探孔的施工进程,系统介绍了该深孔的钻孔结构、施工设备、钻探工艺方法及关键技术等内容,重点针对严重破碎带、高应力复杂地层条件的泥浆技术、深孔钻头技术等展开了试验对比和分析研究,采取针对性技术措施,成功地解决了孔内复杂难题,配套研究的长寿命高效钻头提高了钻孔施工效率,减少了钻探成本投入。论文还探讨了深孔地热钻探的“现场标准化建设和绿色施工”管理方法。     

地热钻井用钻头

一、前言钻井费用在地热开发所需费用中所占比例非常大，如何缩短钻进时间，减小钻进费用成为一大课题。过去，为提高钻进效率曾进行了种种努力。目前，地热钻井用的钻头大部分为三牙轮钻头。但是牙轮钻头在高温环境中使用，密封和轴承等容易损坏，寿命短。为此，各国都进行了地热钻井用钻头的研究开发，并已制作出性能良好的地热钻井用钻头，但其性能尚不充分。高温钻头除了耐热、耐磨、耐腐蚀外，还应该具有类似全面钻头的简单结构。美国进行了金刚石复合片高温全面钻头的研究开发，但是钻进硬地层的效果不理想。日本也进行了高温硬地层钻进用金刚石复合片的开发。作者等对三牙轮钻头进行性能评价后，又以开发直径215.9mm（8~1/_2in）左右地热钻井     

平顶山北地热示范区PBR01井钻探施工实践

PBR01井是河南省有色金属地质矿产局在平顶山北组织实施的一口地热勘查示范井。完井深度2248.56 m,终孔直径216 mm。施工过程中遇到涌水、漏失、坍塌掉块、水敏失稳造浆等复杂地层及岩心采取率低等问题。本文从地层情况、井身结构设计、钻井工艺技术等方面介绍了该井的施工情况,总结取得的成果。通过采用改善钻井液性能、工艺堵漏、改进坚硬地层取心工艺、平衡法固井等措施解决施工中遇到的难题,为今后该地区中深部地热钻探积累一定的经验和技术。     

雄安新区D16地热勘探井分层抽水实践

雄安新区地热勘探D16井针对雾迷山组和高于庄组2个热储层在确保钻井施工井内安全的前提下,实施分层抽水试验,首次获得了2个深部基岩热储层的水文地质试验成果。为后续雄安新区地热勘探井钻井施工和水文地质勘查探索了基本技术程序,制定了工作样板,对雄安新区规范实施地热勘探具有重要意义。     

深部钻探绳索取心跨口径钻具的应用研究与拓展

在深部地质岩心钻探中,绳索取心是最常用的钻进工艺。由于绳索取心钻进环状间隙小,需要采取加大钻头的方式,解决泵压高、“激动”压力大造成孔壁失稳等问题。深孔施工在不下套管的情况下直接将钻头加大到上一级口径,可以解决环状间隙问题,还能多出一级备用口径。通过对绳索取心钻杆能力进行分析,研制了跨口径系列绳索取心钻具,并在实践应用中不断改进,为深部地质岩心钻探的钻孔结构设计和复杂地层钻进提供了保障,应用效果良好。为满足地热钻探的长孔段取心要求,提出了大口径绳索取心钻具的设计方案,进一步拓展了绳索取心工艺的使用范围。     

银额盆地蒙苏地1井钻井设计与施工

蒙苏地1井是中国地质调查局部署在银额盆地艾特格勒凹陷的一口大口径重点油气地质调查井,根据该区块地层地质概况和钻井施工技术难点,从井身结构、钻具组合、钻头选型和钻进工艺等方面对蒙苏地1井钻井工程进行了优化设计。综合采用“简化井身结构+非常规钻具组合+常规钻头选型+强抑制性泥浆”的钻井技术方案,解决了中生界巴音戈壁组和二叠系上部地层的高硬度、可钻性差、裂缝构造易井斜及井壁失稳等一系列难题,顺利完成了该井的钻井施工任务。该井完钻井深2763.66 m,完钻口径215.9 mm,平均机械钻速3.51 m/h,成功揭示了中生界和石炭-二叠系岩石组合特征及含油气性,优质、高效、零事故完成各项目标任务。     

致密泥岩用新型巴拉斯钻头的设计与应用

MK-2井钻探工程是国家地质大调查计划"钾盐资源调查评价"项目中的施工工程,由于该工程所在区域地层高研磨性、高弹塑性的特点,致使钻井施工缓慢。针对这一难题,研究设计了新型巴拉斯钻头,并通过现场试验验证了这种新型钻头在该类地层的适应性,同时总结出了相应的钻进工艺,为以后钻进该类致密泥岩地层提供了有效的破岩工具。     

大角度斜孔复杂地层钻探难点及对策

该孔设计倾角60°,钻遇地层有蚀变带、破碎带、断层带,整孔地层比较复杂。存在孔壁失稳、岩芯采取率不够、控制孔斜等诸多钻探难题。施工中采用绳索取芯钻进工艺,设计合理的钻孔结构,应用底喷钻头,特制钻具,PAB无固相冲洗液护壁,控制钻进参数等工艺技术措施,解决了施工难题,保证了钻探质量。为复杂地层地质岩芯钻探施工提供了成功经验。     

塔东古城地区钻头优选及应用

针对大庆油田塔东区块古城地区地层含砾、岩石硬度大、85%以上井段采用牙轮钻进,导致深部地层钻速慢,钻头磨损严重等问题,在传统钻速预测方法基础上,引入钻头磨损、地层岩性、应用井深等相关参数,建立钻头破岩效率计算方法,并结合所钻遇的地层岩性、测井资料及钻头类型等,建立钻头优选模型,实现钻头选型定量化,提出了适用于古城地区的钻头序列推荐方案。现场成功应用5口井,单只钻头进尺和平均机械钻速均得到了很大的提高,实现了钻头优选提速提效的目的,为古城地区的高效钻井施工提供了重要的技术支撑。     

NR826M孕镶全面金刚石钻头在元坝气田的应用

在石油钻井中,元坝气田珍珠冲地层岩性主要以砂砾岩、中砂岩为主,其中石英含量高,研磨性强,钻进难度大。针对这一地层特点,北京探矿工程研究所研制出NR826M型钻头,通过胎体配方的改进,水路及金刚石品级、浓度的优化设计,在施工现场取得了良好的钻进效果。本文详细介绍了适用于该种地层的新型胎体钻头的设计及现场应用效果,为类似钻探施工提供参考。     

高温硬岩空气潜孔锤钻头设计

干热岩试验性开发井钻井施工,在高温硬岩的地层条件下,如何实现高效钻进仍存在很多技术难点。空气潜孔锤钻进技术是解决硬岩地层钻进的有效方法之一,潜孔锤钻头是空气潜孔锤钻进的关键器具。根据青海共和干热岩GH-01井空气潜孔锤钻进技术应用情况,分析探讨了空气潜孔锤钻头断齿、掉齿、磨损严重、使用寿命短等问题,从钻头结构设计、钻头材料选取、钻头冷压固齿工艺等几个方面对空气潜孔锤钻头进行了优化。固齿优化过程中采用有限元分析方法,对钻头冷压固齿过盈量进行仿真分析计算,根据分析计算结果确定最优固齿过盈量。通过对潜孔锤钻头结构、材料、加工等优化,为适用于高温硬岩的空气潜孔锤钻头研制提供了借鉴。为提高空气潜孔锤钻进综合效率,为干热岩钻探开发提供了技术支持和技术储备。