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.     

国产新型水力振荡器在陕北YB536-H02井的应用

陕北地区定向水平井一般采用螺杆+PDC钻头的常规钻具组合,在斜井段或水平段钻进过程,存在钻压传递困难,定向作业托压、粘卡等现象,影响机械钻速。部分井位采用常规水力振荡器解决该问题,但同时带来工具压耗高、工具稳定性差或效果不明显等问题。陕北YB536-H02井使用国产新型水力振荡器进行施工,现场应用表明,该水力振荡器工具压耗较低,输出载荷稳定,有效降低了钻柱与井壁间的摩阻,同时避免常规水力振荡器带来循环系统压力过高的问题,解决了托压、粘卡等问题,实现了提速降本增效。     

水力振荡器的研制与现场试验

为了解决水平井钻进过程中摩阻大、托压的问题,提高水平井钻井效率,研制了水力振荡器。依据机械振动理论,井下钻具在一定频率轴向振动时,可以将钻具与井壁之间的静摩擦转变为动摩擦,且动摩擦力小于静摩擦力;水力振荡器是以钻井液作为动力源,驱动振荡器轴向运动带动井下钻柱沿轴向振动。在卫 186-平142 井进行了水力振荡器现场试验,进尺501.00 m,累计工作时间96 h,托压减小20~40 kN,滑动钻进36.77 m,机械钻速提高54.9%,复合钻进464.23 m,机械钻速提高23%。现场试验结果表明,应用水力振荡器钻进时能够降低水平井摩阻,减小托压,提高机械钻速。      

水力振荡器在塔中地区水平井中的应用

塔里木盆地塔中地区奥陶系缝洞型碳酸盐岩储层非均质性强、连续性差,为同时钻遇多个缝洞单元,钻井方式以超深水平井为主,水平段长度通常介于800~1 400 m。水平段长度主要由钻井过程中的井下摩阻决定,随着水平段的延伸,越来越大的井下摩阻会带来机械钻速减慢,起下钻困难等问题。当水平段超过800 m后,滑动钻进时托压现象非常严重,导致滑动机械钻速很低,同时也增加了卡钻的风险。针对这一问题,采用水力振荡器,并运用三维管柱力学分析确定水力振荡器最佳安放位置。现场应用结果表明:(1)通过水力振荡器自身产生的轴向震动减小井下摩阻,有效解决了钻进过程中托压、黏卡等问题;(2)使用水力振荡器的井平均机械钻速比未使用水力振荡器邻井的机械钻速提高了67%,缩短了钻井周期,降低了钻井风险,节约了钻井成本。在塔中地区实际应用的效果表明:水力振荡器在长水平井段钻井中具有较高的推广价值。     

水力振荡器在新场气田新沙21-28H井的应用

定向井水平井在滑动钻进时,托压、黏卡严重,如何提高滑动钻进钻压传递的有效性、减少钻具与井壁间的静摩擦,一直是待解决的技术难题。为此,分析了水力振荡器作用机理：通过一对阀门周期性的相对运动把流经动力部分的流体能量转化为压力脉冲,将该压力脉冲传递给振荡短节,由振荡短节带动钻具在轴线方向上进行往复运动,使钻具在井底的静摩擦变成动摩擦,既有效地实现了降低钻具摩阻,又达到了改善钻压传递的效果,且不影响MWD、螺杆钻具的使用。该工具首次在四川盆地西部新场气田的新沙21-28H井进行了提高钻速应用试验,在Φ172 mm振荡器的上下位置各接入1根加重钻杆,以预防钻具轴线蠕动造成钻具应力破坏。结果表明：加接该工具的滑动钻进机械钻速提高了45.16%、复合钻进机械钻速提高了30.00%,取得了非常显著的效果。该工具的应用需充分考虑钻井设备的工作能力,最大限度发挥其潜力。     

渤海油田大斜度井减阻降压技术探讨及减阻工具在钻井中的应用

井下动力钻具进行水平井、大斜度井滑动钻井过程中,遇到最大的难题是钻具在井下摩阻很大,严重制约钻井周期,增加钻井成本,甚至还可能造成卡钻等事故,造成严重的后果.水力振荡器是通过自身产生的轴向振动来提高钻进过程中钻压传递的有效性,并减少底部钻具与井眼之间的摩擦阻力,可以应用在各种钻进模式中来提高机械钻速.岩屑床破坏器可以将...     

水力振荡器在川渝地区水平井的应用

川渝地区地质结构复杂,在水平井施工过程中出现严重的托压、粘卡现象,尤其在滑动钻进过程中,无法保证给钻头施加真实、有效的钻压。水力振荡器可以使常规的钻具组合克服定向钻进过程中遇到的常见问题。为此,介绍了水力振荡器的结构及工作原理,并在在长宁H2-1井、高石12井施工过程中应用了水力振荡器。应用效果分析表明,水力振荡器在水平井中把单纯的机械式加压改为机械与液力相结合的加压方式,为钻头提供了有效、真实的钻压,改善井下钻压传递效果,明显降低摩阻,提高机械钻速,缩短钻井周期。     

涪陵页岩气田三维水平井大井眼导向钻井技术

涪陵页岩气田三维水平井二开斜井段井眼尺寸大,稳斜段长,砂泥岩地层交互频繁,存在井眼轨迹方位调整幅度大、钻具组合造斜率低且不稳定、机械钻速低等问题,为此,进行了三维水平井大井眼导向钻井技术研究。利用地层的自然造斜能力,对井眼轨道进行优化设计,降低造斜率,缩短稳斜段长度,减少井眼轨迹调整量,降低井眼轨迹控制难度;将“单弯双稳”钻具组合优化为“单弯单稳”钻具组合,并对钻压进行优化,以提高稳斜段复合钻进进尺,降低摩阻扭矩;应用水力振荡器降低扭方位井段的摩阻扭矩,以实现提高机械钻速的目的。该导向钻井技术在涪陵页岩气田焦石坝区块34口水平井进行了应用,二开斜井段平均定向钻进时间15.30 d,较同区块已完钻井缩短37.63%,平均钻井周期58.45 d,较同区块已完钻井缩短21.01%,井身质量合格率100%。应用效果表明,三维水平井大井眼导向钻井技术可以有效提高涪陵页岩气田大尺寸斜井段的机械钻速,缩短钻井周期。      

Ф172mm水力振荡器在川西中浅水平井的应用

川西中浅水平井由于受到地层因素的影响,普遍存在井斜难以控制,钻井效率难以提高的问题。水力振荡器可以使常规的钻具组合克服定向钻进过程中遇到的常见问题。在马蓬23—3HF井、新沙21—28H井施工过程中应用了Ф172mm水力振荡器。结果表明,合理的钻井参数配合水力振荡器能够改善井下钻压传递效果,明显降低摩阻,提高机械钻速,缩短钻井周期。     

Φ178型水力振荡器研制与应用

在水平井造斜段或长水平段钻进过程中,钻柱与井壁产生摩阻、粘卡、托压现象,无法给钻头施加有效钻压。研制了水力振荡器,以钻井液作为动力源,使钻具在轴向上产生振动,将静摩擦力转变成动摩擦力,从而减小摩阻,降低粘卡风险,防止托压现象的发生。现场试验证明:该工具能够为钻头提供有效钻压,减小摩阻,提高机械钻速,缩短钻井周期。     

水力振荡器在复杂结构井中的应用

大港油田六间房区块复杂结构井弯曲井段滑动钻进过程中托压现象严重,钻压传递效率低,导致滑动钻进机械钻速低。为此,介绍了美国国民油井公司生产的水力振荡器的结构和工作原理,以及其首次在大港油田六间房区块某口井的应用情况。应用结果表明,采用该水力振荡器后滑动钻进机械钻速提高了167.0%,平均机械钻速提高了211.2%,百米定向次数下降了49.51%,滑动钻进进尺比例下降了65.52%。针对此次应用中存在的问题,指出使用该水力振荡器除了要充分考虑自身振动的有效传播距离之外,还应考虑地面钻井设备的工作能力和井眼轨迹的复杂程度,这样才能最大限度地发挥其潜力。     

五段制井眼降斜段钻井提速关键技术分析

五段制井降斜段摩阻大,滑动钻进托压现象严重,导致滑动效率低。为此,本文分析降斜段技术难点,提出了"井斜角≥15°时采用水力振荡器+1.5°单弯螺杆进行主动降斜;井斜角<15°时采用"常规钻具+螺杆式液动冲击器"进行自然降斜段的提速技术,并在B16108井进行了现场试验。试验结果表明,该技术有效提高了降斜段机械钻速,提高降斜效率。本文的研究,为五段制井井眼降斜段钻井提速提供了有力的技术支持。     

水平井钻井水力振荡器安放位置优化与试验

水平井钻井中时常遇到摩阻高、托压、钻速低的问题,而水力振荡器是解决这类问题的有效手段之一,由于常规钻柱摩阻预测无法考虑水力振荡器影响,对水力振荡器的最佳安放位置仍然存在争议。为此,考虑水力振荡器产生轴向振动的影响,基于Dahl动态摩擦模型和常规刚杆模型建立了钻柱动态摩阻计算模型,并以井口实测的大钩载荷验证了该模型的准确性,分析了水平井摩阻分布特征和规律,并优化了水力振荡器的安放位置,最后开展现场验证试验。结果表明,钻柱动态摩阻计算模型计算得到的大钩载荷与实测数据一致性好、精度高,最大误差13. 19%,平均误差仅4. 90%;苏里格气田试验区水平井斜井段的最佳安放位置距离钻头60～80 m,水平井段的最佳安放位置距离钻头60～100 m;现场试验结果表明,斜井段械钻速提高了39. 01%,水平段机械钻速提高了41. 57%,提速效果明显。     

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。     

桩129-1HF井钻井工程优化设计与应用

桩129-1HF井是目前胜利油田浅海水平位移最大的一口非常规水平井。为了解决该井钻井过程中存在的摩阻与扭矩大、井壁易坍塌、井下温度高和固完井难度大等问题,通过分析地质特点和邻井实钻资料,结合软件模拟计算,优选七段制剖面类型,确定三开次井身结构,三开优化单弯双稳钻具组合,二开斜井段及三开优选聚合物有机胺钻井液体系。优化设计后该井平均机械钻速7.07 m/h,摩阻控制在300 k N以内,水平段复合钻比例高达83.55%,电测及下筛管作业均一次成功。实钻效果表明,较小的全角变化率、减摩降扭工具和优良的钻井液润滑性能是大位移井减摩降扭的关键;合理的底部钻具组合可以增大复合钻比例,提高机械钻速;聚合物有机胺钻井液具有较强的防塌抗高温性能,能够满足深层大位移水平井的携岩护壁要求。     

φ172mm水力振荡器在川西中浅水平井的应用

川西中浅水平井由于受到地层因素的影响,普遍存在井斜难以控制,钻井效率难以提高的问题.水力振荡器可以使常规的钴具组合克服定向钻进过程中遇到的常见问题.在马蓬23-3HF井、新沙21-28H井施工过程中应用了φ172 mm水力振荡器.结果表明,合理的钻井参数配合水力振荡器能够改善并下钻压传递效果,明显降低摩阻,提高机械钻速,缩短钻井周期.     

水力振荡减阻钻进技术发展现状与展望

随着水平井和大斜度井在油气开采中的广泛应用,钻进过程中钻柱与井壁之间摩阻较大时常产生托压现象,导致无法有效施加钻压,影响机械钻速,甚至诱发黏吸卡钻等井下事故。水力振荡减阻技术采用水力振荡器在钻具轴向产生一定频率和振幅的振动,将静摩擦力转变为动摩擦力,以减少钻具与井壁之间的摩阻,具有良好的发展前景。从振动减阻的原理、国内外水力振荡器典型结构、关键技术等方面系统分析了国内外水力振荡器的研究现状,指出现有水力振荡器存在的问题,提出应发展涡轮动力水力振荡器的建议,可为该技术的发展和提高提供参考依据。     

水力振荡器在渤海油田大位移井应用及故障分析

渤海油田含油气圈闭呈零散分布,大位移井能够增大井筒与储层接触面积,提升渤海油田勘探开发效率。渤海油田上部地层主要以松软地层为主,马达较旋转导向钻具组合具有低成本、高效率的优势,但滑动钻进钻头弹性接触井底、托压频繁,易导致粘卡事故及工具损坏,故马达配合水力振荡器成为了目前渤海上部地层大位移井钻井首选钻具组合。本文分析了马达配合水力振荡器钻井技术在秦皇岛某油田A1H井中的应用情况,研究了大位移井中水力振荡器常见故障发生的原因及现象,为现场分析底部钻具工作状态提供了可参考依据,有效指导了水力振荡器在大位移井中的应用。     

水力振荡器最优安放位置研究与应用

复杂结构井滑动钻进过程中,托压现象严重,钻头无法获得有效的钻压,导致滑动钻进机械钻速低。水力振荡器通过轴向振动带动钻具产生轴向蠕动,从而使滑动钻进的静摩擦转变为动摩擦,可以大幅降低摩阻,从根本上解决托压问题。对井眼轨迹进行了力学简化,通过钻柱瞬态动力学分析,建立了工具有效传播距离的数学模型和计算方法。针对张海31-26井的现场试验提出了相对于钻头的最佳安放距离,并对试验中机械钻速、百米定向次数和滑动钻进进尺比例等参数进行了统计分析,验证了模型的有效性。研究内容为该工具的有效应用提供了理论指导。     

水力振荡器在ZP21井中的应用

介绍了水力振荡器的工作原理及技术参数,水力振荡器在ZP21井中的应用结果表明:水力振荡器定向钻进机械钻速提高116.66%,复合钻进机械钻速提高52.17%,可有效降低长水平段水平井的施工摩阻,取得了很好的应用效果及经济效益。