一种用于大斜度大位移井岩屑床清洁的新装置

大斜度大位移井岩屑易在井眼井斜段中沉积,形成岩屑床,导致蹩泵、蹩钻或卡钻,甚至造成井下事故。在分析岩屑床的形成及危害的基础上,对岩屑床的清除办法进行了探讨,并设计出了一种新型岩屑床清洁装置。该装置能有效地解决大斜度大位移井岩屑床的清洁问题,提高钻井效率,优化钻井工程设计,为实现安全快速钻进提供了新的途径。     

大位移水平井常见问题机理分析及对策

从DK304BC井斜井段,水平段井眼净化不好,造成卡钻直至无法钻井,被迫改钻小井眼,引伸论述水平井大斜度井段井眼不清洁的危害,岩屑床形成机理及影响因素,通过研究,分析与使用,提出对付水平井岩屑床的对策,认为“常规清洁法”,利用旋转自动导向系统以及小井眼钻井的方法可以解决大位移水平井岩屑床问题。     

岩屑床的控制技术及其应用

在定向井钻井过程中,岩屑床的形成极易造成井眼堵塞和卡钻事故。分析了形成岩屑床的影响因素,提出了控制岩屑床应采取的措施,即中斜度井段选择平板型层流洗井,大斜度井段采用紊流洗井,中斜度及大斜度定向井环空返速应控制在0.9—1.5 m/s为宜。     

南海大位移水平井中新型岩屑床破坏器的应用

针对南海大位移水平井钻井过程中上返岩屑容易在大斜度井段形成岩屑床,造成钻具托压、摩阻扭矩增大,出现憋泵甚至卡钻问题,研发了一种新型岩屑床破坏器,并提出了岩屑床破坏器在钻具组合中安放位置间距计算公式.新型岩屑床破坏器在南海东部某油田大位移水平井中应用效果良好,岩屑返出量大幅提高;钻具托压出现次数减少,首次出现的井深变深,...     

泡沫钻水平井岩屑颗粒的运移规律研究

水平井岩屑大量堆积会引起摩阻和扭矩增加,还可能出现许多复杂问题,严重时会出现卡钻事故,甚至影响后续作业。为了研究大斜度及水平井中岩屑的输送规律,文章基于泡沫流体的特殊流变模型,建立了垂直/近垂直段、过渡段和大斜度/水平段岩屑输送的数学模型,并对岩屑床厚度随井斜角的分布特征以及不同泡沫流动参数对环空岩屑床厚度的影响规律进行分析。结果表明,井斜角、环空速度、泡沫质量、岩屑粒径和偏心度是影响环空岩屑传输的关键因素。环空中岩屑床的厚度随着井斜角的减小而减小;随泡沫流速、质量的增大而减小;随钻柱偏心度增大而增大。因此在现场作业中,在大斜度井段应降低钻柱偏心度,保证钻柱居中度,同时旋转钻柱、提高泡沫流速或增加泡沫质量来减小岩屑床的厚度,以便更好地改善井眼的清岩效果。     

大斜度井环空压耗模式的应用及分析

本文根据两口水平井的实钻资料，对室内理论研究成果──大斜度段和水平井段环空压耗经验模式进行了验证性评价，并利用验证的数据分析了在大斜度段和水平井段钻进时，由于岩屑床的客观存在，岩屑床厚度与环空压耗的关系。     

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...     

涠洲油田随钻井壁修整工艺的应用

海上油气田的开发以丛式井台的定向井为主,受地层非均质性、井眼清洁等条件限制,定向钻进中易产生不规则井壁,大斜度井易形成岩屑床等,导致起下钻阻卡、套管下入困难等问题。为此,在扶正翼上敷焊PDC切削齿,增加划眼和破坏岩屑床功能,形成随钻修整井壁的划眼器,改善井眼质量,进而实现钻井效率的提升。南海西部涠洲油田的现场应用表明,该工艺能够有效清刮渗透性砂岩井壁的厚泥饼、修整PDC钻头在软硬交错地层形成的不规则井壁,破坏大斜度井的岩屑床,减少短起下钻及通井次数,从而提高钻井效率。     

冀东油田大斜度井及水平井岩屑床厚度分析

针对冀东油田在大斜度井及水平井钻井过程中岩屑颗粒易在井壁低边堆积形成岩屑床、造成井下复杂情况并影响后续作业这一问题,对井下环空岩屑床形成与否及厚度大小、影响钻井液携岩效果的主要因素如井斜角、钻井液环空返速及性能、钻杆偏心及旋转等问题进行了研究,建立了环空岩屑床厚度计算模式,并用该模式对冀东油田高104-5平56井进行了具体分析。分析表明:该井二开钻进时预测最小排量与实际排量接近,钻进过程比较安全;三开钻进时上部二开井段实际排量远低于预测最小排量,致使该段岩屑床厚度达到危险情况。建立的岩屑床厚度计算模式的计算结果与实际情况比较吻合,该模式的应用可为现场施工人员了解井下岩屑床厚度提供参考。     

大斜度井环空岩屑床厚度评价技术及其应用

大斜度井段和水平井段极易在钻井过程中形成岩屑床，为解决定向井井眼净化问题，在考虑钻杆旋转、钻井液性能和岩屑颗粒尺寸等多种因素的基础上，推导出了一套适合大斜度井、水平井的无岩屑沉降的环空临界返速模型。在此基础上，修正了环空岩屑床厚度评价模型。利用该模型对冀东柳103-平1井环空岩屑床厚度进行了评价。结果表明，该井在井斜角为66°左右时岩屑床厚度达到了最大，但没有达到发生复杂事故临界点。实践表明：该方法可为现场工程师在大斜度井段和水平井段水力参数的设计提供指导，能有效避免钻井复杂事故。     

大位移井岩屑床危害及处理措施研究

在钻井过程中钻头破碎岩石所产生的大小、形状各异的岩屑颗粒堆积在井底,如不及时清理将会使钻头重复破碎,影响钻井速度,增加钻井成本。在大斜度、大位移井中,钻头破碎的岩屑易在井中形成岩屑床,导致钻井过程蹩泵、蹩钻甚至卡钻,因此,井眼净化是钻大斜度井的关键技术。在分析岩屑床的成因及危害的基础上,分析了井斜角、环空返速、钻井液性能、钻井液流态、钻具旋转等因素对携带岩屑效果的影响,提出了一些有效预防和解决高难度定向井携岩问题的办法和措施,指出最有效的方法应是适当地利用大排量、改善钻井液性能和借助岩屑床清除工具等相结合的综合措施除岩。     

煤层气井超短半径自进式水平钻井技术研究

煤层气井超短半径自进式水平钻井技术是在煤层气勘探井内布置机械或水力扩孔装置，对准选定的煤层进行扩孔后下入特制的转向工具在300 mm的曲率半径内实现由垂直转向水平进行钻井。自进式钻头由旋转喷嘴、钻屑整合装置、推力提供装置等组成。自进式钻头带动为其提供高压水动力的特制胶管向前连续钻井。高压水通过高压胶管为自进式钻头提供动力进行钻井，推力及排渣。该技术可以在同一煤层气勘探井内，在不同煤层内完成多个径向水平钻孔。这些径向水平钻孔的形成可以沟通新的瓦斯流动通道，提高煤层气产量。     

水平井随钻地质导向方法的研究与应用

以大港埕海油田水平井随钻地质导向的应用为例,总结分析了国内外现场水平井地质导向技术方法,提出了水平井优化设计的技术思路;通过结合精确地质模型的建立、随钻过程中围岩储层的识别及现场录井等技术,摸索出了水平井着陆与水平段钻进的主要技术流程与导向原则,提出了钻头位置、地层倾角及地层视厚度的判定方法;并在此基础上,完成了地质导向监测系统的构建,实现了油田地质、钻井、录井实时数据的资源共享,保证了水平井精确中靶及最大限度地钻遇储集层,该方法与传统水平井导向相比,较大幅度地提高了水平井的钻井成功率。     

基于X射线荧光元素录井的深层页岩气精准地质导向技术

川南威荣页岩气田深层页岩气水平井钻井过程中,准确卡取标志层、识别钻头位置和判断钻头穿行状态的难度很大。为此,利用X射线荧光（XRF）元素录井数据建立了三端元图版、元素交会图版和元素三维显示图版,以及岩石密度、含气量等评价参数的定量计算模型。根据三端元图版卡取入窗前的重要标志层,利用元素交会图版指导水平井准确入窗,通过元素三维显示图版判别水平段钻头穿行状态,利用岩石密度、含气量等评价参数指导水平井井眼轨道优化,形成了基于X射线荧光元素录井的精准判识目的层及钻头穿行状态的地质导向技术。该技术在威荣页岩气田18口页岩气水平井进行了应用,靶体平均钻遇率达到98.06%。研究表明,基于X射线荧光元素录井的精准地质导向技术能够准确卡取标志层、识别钻头位置和判断钻头穿行状态,提高优质储层的钻遇率。      

滑动钻进造斜率预测与分析

滑动钻进工况下造斜率的准确预测是钻井工程面临的难点问题。首先利用加权余量法,建立了导向钻具组合的三维力学模型,得到了滑动钻进过程下钻头机械载荷及导向钻具组合的摩阻分布;其次考虑滑动钻进过程中工具的造斜特性,建立了零侧向钻速准则下的滑动钻进造斜率预测模型及折算系数反演方法;最后利用一口页岩气水平井钻井数据,反演计算了该井造斜率折算系数,验证了滑动钻进造斜率预测模型的精度,并分析了钻井参数、轨迹参数、钻头切削特性、工具结构等对工具造斜率和摩阻的影响规律。研究结果表明:滑动导向模式下,通过适当增加工具结构弯角、降低钻压、提高钻头侧向切削能力等,有利于发挥工具的造斜性能,提高滑动钻进效率,为导向钻井参数优化、工具结构优化设计及井眼轨迹控制等提供重要依据。     

煤层气分支水平井地质导向实践与认识

为满足低成本开发煤层气的需要,渤海钻探公司首次尝试采用综合录井与MWD结合实施煤层气羽状分支水平井钻探。通过分析煤层特点,优选导向参数组合,建立水平段地质导向工作流程,研究实践近钻头围岩识别与轨迹控制技术,保证了2口先导试验井的顺利完成。ZP02井MWD钻进井段见煤进尺3105 m,煤层钻遇率88.08%;ZP05井见煤进尺3169 m,煤层钻遇率89.40%。2口试验井的钻探成功表明应用综合录井与MWD结合实施煤层气羽状分支井钻探是切实可行的。     

改变润湿消除钻头泥包钻井液技术研究

钻井过程中钻屑颗粒吸附钻头、BHA面形成泥包导致重复破碎,严重影响钻井速度。为此,提出改变润湿钻井液需具备功能及处理剂分子结构要求,研发了改变润湿防止钻头泥包剂(KSZJ-1)。通过润湿性、表面张力、吸附效应等试验对改变润湿防止钻头泥包剂的润湿性和改善钻头泥包的性能进行了评价,试验结果表明,KSZJ-1一方面在钻屑表面形成单分子吸附层防止钻屑附聚造成重复切削;另一方面改变岩石表面及孔隙内部的润湿性,降低岩石的表面张力;而且在钻头、BHA面以有机膦定向吸附的形式形成强定向多分子层物理和化学吸附,显著减少钻头泥包的现象。     

对接水平井及其井间导航轨道控制技术

对接水平井是一口水平井与其他井在地下相交并连通的井组，主要用于盐矿开采、煤层地下气化开采、石油和天然气开采、煤层气开采、地热开采、管道和隧道河底穿越等领域，潜在的应用领域为天然气水合物和铀矿的开发等。用对接水平井可以提高矿藏的开采速度、提高采收率并降低成本；用对接水平井开采稠油效果会更好；对接水平井可能成为开发天然气水合物的重要手段。针对对接水平井对接精度很低的问题，提出井间导航轨道控制技术的思路，即从已钻井内接收在钻井的信息或从在钻井接收已钻井的信息，确定两井间的相对位置，引导在钻井井眼轨道与已钻井轨道精确对接的技术。主要包括：对接水平井的井眼轨道设计技术、井下雷达钻头定位技术、待钻井眼轨道设计技术、井眼轨道的预测与控制技术和井底误差分析技术；其中，井下雷达钻头定位技术是关键。     

恩平24-2油田水平井钻井液技术研究

为满足恩平24-2油田水平井钻井工程和储层保护需要,通过实验研制出一种无固相快速弱凝胶钻井液体系.室内评价试验表明:该钻井液具有较高的动塑比和较高低剪切速率黏度(LSRV),能有效克服水平井段携岩难、易形成岩屑床的问题.具有优异的抑制性和润滑性,且滤失量较小,具有较强的抗温、抗污染能力、井眼净化能力和储层保护能力.针对恩平24-2油田水平井采用裸眼完井工艺,研究了破胶剂JPC对钻井液及其滤饼的破胶性能,破胶剂JPC能有效解除聚合物对储层造成的污染.研究结果表明,该钻井液具有独特的流变性,维护简单,优异的储层保护性能和较好的可降解性,适用于恩平24-2油田水平井水平段的钻进.