易斜地层防斜打快钻井理论与技术探讨

在高陡构造等易斜地层进行垂直钻井时，如何实现防斜打快的理想目标，是目前石油工程领域的重大技术难题之一。简要讨论了传统静力学防斜理论和技术的局限性，进而阐明了动力学防斜打快理论的基本概念与技术要点。在此基础上，较详细地讨论了光钻铤大钻压、偏心“刚柔”钻具组合等动力学防斜打快技术理论及其应用情况，同时分析了井下动力钻具复合旋转钻井方式的优越性，并简要介绍了国外自动垂直钻井系统的发展概况。     

液力推力器配合宽齿钻头在苟西4井的应用

如何提高机械钻速一直是钻井作业中使钻井成本降到最低值的一个重要技术指标,苟西4井首次试用了液力推力器配合宽齿钻头的使用取得了显著成效,这是提高机械钻速的又一新途径。文中介绍了TLQ型液力推力器的特 点、工作原理及使用方法,在苟西4井的使用情况表明,它具有改善钻具受力减震的作用,减少了钻具疲劳损坏,提高了机械钻速。     

空气锤提速防斜研究

钻井领域中，当遇到坚硬、复杂、高倾斜地层时，造成机械钻速低、井斜严重，不断发展的空气锤技术成为解决这些问题优选方法。本文针对空气锤提速降斜的原因进行了分析，阐述了空气锤钻速提高有效防止井斜的机理。在冲击回转钻进过程中，根据不同井段合理的选择钻头可以更好的钻速提高有效的控制井斜。     

固定同心式随钻扩孔器防斜打快技术初探

针对传统防斜打快技术限制机械钻速和防斜效果差的缺点，以及先进的自动垂直钻井系统成本高又无法大面积推广的现状，提出了采用固定同心式扩孔器进行边钻边扩来达到防斜打快的效果。其打快原理是：在钻进时，固定同心式扩孔器和领眼钻头形成的阶梯形井底改变了井底岩石的应力状态，使其容易破碎，从而提高机械钻速；领眼钻头可获得足够的机械和水力能量，能提高机械破岩能力及改善清洗井底的效果，从而有利于提高机械钻速。其防斜原理是：扩孔器受到的平衡地层的力克服了钻头偏斜力，使钻头中心线与井底保持垂直；扩孔器与领眼钻头之间的距离很短，使扩孔器下部钻柱弯曲变形十分有限，从而有效限制了钻头偏斜。现场应用表明，采用固定同心式扩孔器随钻扩孔能实现防斜打快的目的，并为防斜打快技术的研究提供了一套全新的思路。     

胜和1井纠斜打快钻井技术

胜和1井浅层变质岩片理发育，钻进过程中易发生井斜，在分析其原因的基础上，在二开井段采用了偏轴与柔性钟摆钻具组合钻井，三开井段采用了单弯动力钻具组合复合钻井，不但有效地防止了井斜，使井眼轨迹符合设计要求，而且大大提高了机构占速，经济效益和社会效益非常显著，也为大段易斜地层钻进提出了一种控制井斜的新方法。     

普光气田防斜打快技术研究与应用

井斜问题是油气井生产中一个非常突出的难题，尤其是在高陡构造的深井钻井中，如何实现防斜打快一直是钻井界努力探索的课题。为此，介绍了普光气田防斜打快技术研究取得的新进展。实践表明，复合钻井、垂直钻井、空气钻井、空气冲击钻井在普光气田实现了防斜打快的预期目标，成为了加快普光气田勘探开发进程的重要技术。分析认为，垂直钻井技术、空气钻井技术和空气冲击钻井技术将会成为国内深井、特别是高陡构造深井、超深井防斜打快的核心技术之一。     

反钟摆防斜打快技术在江苏油田的应用

江苏油田属于复杂小断块油田,在直井段存在打不直、机械钻速慢的现象。常规钟摆钻具组合以牺牲钻井速度和钻井效益为代价来防斜。介绍反钟摆钻具组合防斜打快机理及其钻柱受力分析的影响因素,反钟摆钻具组合受稳定器位置和尺寸的影响。通过江苏油田现场应用情况分析,并与同一区块邻井相同井段没有使用该钻具组合的钻进效果情况对比,实践表明,反钟摆钻具组合解决了防斜打快的瓶颈问题,由于解放了钻压,充分发挥钻头的攻击性,提高了作业效率,缩短钻井周期,使钻直与钻快统一起来。对控制井斜,提高井身质量具有一定的指导意义。     

水力振荡器与液力推力器集成应用研究

为了解决复杂结构井滑动钻进托压问题,提出了水力振荡器与液力推力器集成应用缓解托压的方法,从原理上进行了技术可行性分析。该集成技术可以起到3方面的作用:降低滑动钻进钻柱与井壁间的摩阻,缓解滑动钻进托压,提高滑动钻进行程钻速;当摩阻增加到一定值时,出现小幅度的托压释放时,保证工具面稳定;滑动钻进时,为钻头提供足够钻压,提高滑动钻进机械钻速。在G962-24井进行的现场试验中,滑动钻压维持在40~50 k N之间,托压现象明显缓解;滑动行程机械钻速由1.48 m/h提高到5.14 m/h,机械钻速平均提高到3.10 m/h。该项集成技术的成功应用,为同类型的井缓解滑动钻进托压现象提供了理论依据和技术支持。     

液力推力器在新疆油田准噶尔盆地石炭系地层的提速研究

伴随着新区块新领域的不断深入,新问题也会不断出现,尤其在各合油区块的石炭系地层,其可钻性非常差,机械钻速非常低。面对此难题,现场试验了一种可以提高机械钻速的工具一液力推力器。通过跟踪分析表明, 该工具在一定程度上不但可以提高机械钻速,而且对整个钻柱起到了保护。如果液力推力器在本油田推广使用,将对新疆油田在石炭系地层的深入探油,起着积极推动的作用。     

新型防斜打快钻井技术在渤海油田的应用

常规的防斜打直钻具组合（例如钟摆钻具）能在一定程度上达到直井防斜的目的,但是在高陡构造和地应力异常地层防斜效果非常有限,而且大大地束缚了机械钻速的提高,造成了钻井成本大幅度增加,为此,中海石油（中国）有限公司天津分公司结合中国海洋石油总公司“高陡构造复合钻井防斜打快技术研究”的科研成果,在渤海湾选定了几口地层倾角较大的井,采用新型防斜打快钻井技术进行现场试验,结果标明,在井眼轨迹控制和机械钻速提高方面都取得了不错的效果,在钻机日费昂贵的海上钻进具有广阔的应用前景。     

水力加压装置在滑动钻井中的应用

介绍了水力加压装置的结构原理和技术特点。钻具受力状态分析和现场应用表明：水力加压可使钻铤的刚性加压变为液力柔性加压,能够提供足够的、稳定的、可控的钻压;改善了钻具受力状态,具有纠斜、防斜和快速钻进功能,从而达到高速度、高质量、低成本钻井的目的。     

水力振荡器在大位移井张海29-38L井的应用

张海29-38L井是部署在埕海2-2人工岛的一口三开大位移定向井,最大水平位移2 625.38 m,最大井斜76.24.,三开滑动钻进井段频繁出现托压、压差卡钻现象.于是尝试应用了水力振荡器,其工作原理是通过自身产生的纵向振动,来提高滑动钻进过程中钻压传递的有效性和减少钻具与井壁之间的摩阻.张海29-38L井应用结果表明,应用水力振荡器井段比未使用该工具井段的机械钻速提高了218％,提速效果非常显著.水力振荡器在该井的成功应用,为探索大位移井钻井提速提供了有益的借鉴.     

基于水力能量利用效率的超深井钻井提速技术

水力因素是影响钻速最活跃的因素之一。为了最大限度地利用水力能量,提高超深井钻井速度,利用编制的软件,对影响水力能量利用效率各因素进行了分析。结果表明,超深井采用?139.7 mm钻杆代替?127 mm钻杆,1000 m可减小泵压约0.6 MPa;黏度每降低10 mPa·s,泵压可降低0.4 MPa左右;密度每增加0.1 g/cm3,泵压增加0.8 MPa左右;排量每增加1 L/s,泵压增加1 MPa以上。同时,分析了超深井钻井喷射钻井的可行性及实现方式,指出超深井水力参数设计需按最小流量法设计,为提高超深井钻井速度提供了有益的参考。     

华北油田深井钻井新技术应用方案研究

近年来华北油田深井的数量不断增多,仅2008年超过4000 m的深井就有20多口.深部地层可钻性变差,造成机械钻速慢,钻井周期长.仅占全井35.4%的深井层段,钻井周期就占总周期的57.9%.为了提高机械钻速,缩短钻井周期,节约钻井成本,进行了适合华北油田的深井钻井新技术研究,形成了华北油田应用新技术的初步方案,为华北油田的提速工作打下了基础.     

灰色关联法在欠平衡水平井地质导向钻进技术中的应用

NF273-平253井是大庆油田第1口挖潜扶余油层储量的全过程欠平衡水平井,在钻进过程后期出现了岩屑返回失真甚至取不到样的情况,单纯依靠地质导向技术难以精确控制轨迹走向.针对该井地质导向施工难点,探讨了在录井岩屑部分失真的情况下运用灰色关联法识别岩性、同时利用钻进过程中综合钻时和气测等信息配合地质导向施工的方法.利用该方法有效提高了该井储层的穿透率,时同类施工具有一定的借鉴意义.     

水力喷射径向钻孔技术在江苏油田的应用研究

随着多年持续开发生产,江苏油田的老井数量不断增加,同时存在多块低渗油气藏和稠油油藏,开采难度越来越大,一些区块无法实施压裂改造等工艺措施,而水力喷射径向井钻孔技术提供了一种新的开采工艺。水力喷射径向井钻孔技术具有定层位、定方位、定深度等优点,可以准确地对剩余油富集部位进行有目标的挖潜增产,其措施半径最长可达到100m以上。到目前为止,该技术在江苏油田现场应用6井次,作业过程进展顺利,为江苏油田增产提供了一种经济高效的开采途径。     

LG地区X井快速钻井配套工艺技术

LG地区X井是中国石油天然气集团公司布置在该构造上的一口风险探井,存在井深、岩石可钻性差,参考资料较少,钻遇异常高压可能性大,井底温度高,纵向上地层压力系统多,硫化氢含量普遍较高等钻井工程风险。针对深井安全钻井的难点,开展了气体钻井、螺杆带PDC钻头、防斜钻井等综合配套技术试验研究,并提出如下建议：①在井下出现油、气、水显示,已危及钻井安全,或供气量不够、井底沉砂超过20 m,接单根困难以及有阻卡现象,应及时转换为钻井液钻井;②采用空气锤不仅能够保证良好的井身质量,而且能保持较高的机械钻速,应继续在311.2 mm井段中推广应用钟摆、满眼钻具防斜技术;③加强总结,不断完善LG构造上的深井、超深井安全快速钻井配套技术。     

水力脉冲空化射流技术在非常规钻井中的应用

部分非常规井由于地层古老,岩性致密,可钻性差,钻井周期长,钻井过程中遇到的复杂情况增多,机械钻速下降幅度明显增大,同时钻井成本也急剧增加。从非常规钻井施工实际不难发现,采用传统钻井工艺和方式不能解决钻井机械钻速低,钻井周期长等难题。目前,石油专家通过探索研究发现,在水力参数不变的条件下,利用脉冲射流和空化射流能够产生较大的冲击载荷,提高清岩和破岩效率,从而顺利解决了钻井机械钻速低,钻井周期长等难题。通过跟踪、对比分析水力空化射流钻井技术在非常规钻井中的应用情况,研究该技术提高机械钻速的可行性,探索提高水力脉冲空化射流工具结构、水力参数、钻具组合与地层适应性关系,对非常规钻井提速做好技术准备具有重要的现实意义。     

水力脉冲空化射流钻井技术在河南油田中硬地层中的应用

针对河南油田目前中硬地层机械钻速低、钻井周期长、钻井成本高等问题,开展水力脉冲空化射流钻井提速技术研究及现场试验,优选了水力脉冲空化射流发生器和钻具组合,并优化了水力参数,现场应用4口井表明,水力脉冲空化射流技术提高了中硬地层的钻井速度,同比机械钻速平均提高16.24%,解决了河南油田中硬地层地层机械钻速低的难题。     

液压自动防斜钻具设计

目前国内所使用的各种防斜钻具主要是靠钻具本身的重力来产生降斜力,在井斜角很小时,降斜力一般很小,在某些区块钻井时不能满足防斜要求。为此,根据不倒翁原理,设计了一种液压自动防斜钻具。这种液压自动防斜钻具主要由钻铤体、偏心套筒、钢球、阀腔、阀杆、活塞杆等组成。该钻具能够自动利用液压力来产生很大的降斜力,从而能够防止井眼的偏斜。该钻具原理可行,结构简单,若能在现场得到应用,可节省钻井时间,从而节省钻井投资,其应用前景十分广阔。