新型随钻安全接头及其强度分析

在对钻井事故处理不断思考和总结的基础上，根据卡钻特点，研制了一种能很好地处理卡钻事故的新型随钻安全接头；同时对其优越性及其强度进行了分析。考察了非对称和对称结构，分析了对称结构对于承受复杂情况的优越性。现场应用表明，新型随钻安全接头既起到了接头的连接作用，又可在特殊情况下，需要将其倒开时，随时可倒开。并且一次性倒扣成功，安全可靠，不会出现意外退扣使钻具掉落井底。保证了各种技术参数齐全、准确，误差在要求范围之内。     

卡钻事故预测技术研究

提出了将卡钻类型分为机械卡钻、压兰卡钻和循环卡钻三类的新方法。利用华北油田卡钻事故资料，通过多元聚类分析和多元判别分析的方法，建立了三类卡钻事故的预测模型，预测结果符合生产实际，可以作为卡钻事故处理的依据。     

井壁状态物理量在随钻风险智能评价系统中的应用探讨

针对目前随钻风险评价系统中部分钻井风险预测精度低的问题，引入了井壁状态物理量的概念，探讨了将井壁状态作为输入参数或中间参数来提高数据模型精度的方法。最后将阻卡机理物理量作为中间参数，建立了提高复杂事故处理效率的数据模型。应用效果表明，该模型能很好地对阻卡机理进行实时识别，根据阻卡机理采取针对性的推荐施工方案可以明显的提高复杂事故处理效率。     

长25-29井卡钻事故的处理

长２５－２９井在完井阶段通井过程中发生粘附卡钻事故，在处理卡钻过程中又发生卡套铣筒、井漏、溢流等事故及复杂情况。通过对井下情况的认真分析，采取先堵漏后循环再解卡的处理方案，顺利地解除了该次卡钻事故，大大地减少了经济损失。     

川孝267井定向侧钻卡钻及事故处理

川孝267井为西南石油局第一口段铣式套管开窗定向侧钻井，在定向侧钻施工过程中发生了严重的卡钻事故，在分析卡钻事故原因的基础上，采取了多种手段对事故进行了处理，获得了一定的定向井卡钻事故处理的经验。     

新型液压滑套式随钻安全接头的研制

海洋深水钻井具有高风险、高投资和高技术的特点,一旦发生井下钻井事故,则损失巨大,如何迅速解除卡钻事故,降低钻井风险和事故损失是当前钻井工作的当务之急。在对钻井事故处理不断探索和总结的基础上,针对现有倒扣式和剪断式安全接头结构上的局限性和缺陷,研制出了一种能很好地处理井下卡钻事故的新型随钻安全接头。其工作原理为：在正常钻井作业中,它连接在钻具易卡部分的上端,当遇卡钻事故时,停钻、停泵,拆下回压凡尔以上工具（钻具内水眼需畅通）向钻具内投入钢球,接上方钻杆,开泵憋压使钢球入座滑套上端;由于泵压的上升,推动中心滑套剪断定压定位螺钉,使中心滑套上月牙键脱离键槽;当泵压下降后停泵,然后正转钻具,使上下反扣接头处分开,提升、取出钻具;然后再进行下一步套铣、打捞工作。对该工具进行了详细的强度分析计算,室内试验和在渤中34-5油田的两口井中使用表明,该安全接头具有安全可靠、操作简单、处理事故快等特点。     

也门1区块Abyed-2井卡钻事故的处理

Abyed-2井是位于也门1区块的一口探井。该井钻遇地层情况复杂,穆卡拉组与哈施亚特组地层的交界面存在风化壳,萨巴塔因组和密穆组存在高压层。在一开空气钻井过程中,因井眼垮塌导致卡钻,在处理卡钻事故时又造成了钻具断裂落井,导致井眼报废,移钻机重钻。重钻成功后,考虑到基底有油气显示,进行开窗侧钻,但在侧钻过程中又发生了卡钻事故,在处理卡钻事故过程中由于打捞工具的失效落井,使事故进一步复杂化并导致该井眼报废。详细介绍了两次卡钻事故的发生和处理过程,并分析了卡钻事故发生及处理失败的原因。该井卡钻事故的经验和教训对该区块后续钻井的顺利进行具有一定的借鉴价值。      

盐酸解卡在开窗侧钻小井眼中的实践与认识

套管开窗侧钻小井眼因其自身的特殊性，发生卡钻事故的几率较高，另一方面目前处理小井眼事故的配套工具还不完善，致使处理事故的方法极大地受到限制，严重地影响了小井眼施工速度，在WC51-180井施工中，采取盐酸解卡方法有效地解决了该井中的键槽卡钻问题，为小井眼事故的处理提供了一种方法，本文叙述了盐酸解卡在现场的具体施工过程和认识，并指出现场施工中应注意的问题。     

大牛地气田封隔器解卡技术方法研究

大牛地气田开发以来多口井压裂封隔器遇卡造成事故，其主要卡钻原因为水力锚或封隔器卡瓦不回缩、胶皮破裂、胶皮不解封等。提出了大力提?解卡、憋压解卡、悬吊解卡等6项事故处理措施，并对每种措施进行了现场应用分析，为今后该类卡钻事故处理提供了参考。     

河南油田卡钻原因及预防措施

通过对河南油田近年来１８７次卡钻事故的分类，归纳出３种主要卡钻类型；压差卡钻、键槽卡钻、缩径卡钻。结合钻井实践，对这三种卡钻类型进行原因分析，并提出了相应的预防措施。     

径向井钻杆截面变形模型及实验分析

径向水平井技术在国内外已研究多年。但其钻杆的弯曲状态、应力应变分布始终未见研究报道。现文运用刚塑性理论,对有限弯曲状态下的钻杆弯曲进行了建模,得出其中性层始终位于钻杆拉伸侧的结论。且随着钻杆上所受阻力的增加,中性层偏离越大;采用塑性增量理论,建立了钻杆截面变形模型,应用所建立的模型对实验结果进行了分析。从而确定了钻杆与滑道的间隙是决定钻进成败的关键。对比分析发现钻杆上的阻力,有相当一部分来自造斜器对钻杆的方向性挤压。这为改进造斜器的设计、增加钻进进尺指出了方向。     

径向水平井钻杆截面的塑性变形及轴向受力分析

径向水平钻井技术是开发油田的一种新技术,钻杆在经过斜向器时曲率半径反复变化,钻杆处于应力-塑性应变状态.钻杆截面变形量大小及斜向器弯道阻力的大小对能否正常钻进至关重要.分析了钻杆截面的应力-应变关系,在假定钻杆为理想刚塑性材料的条件下,推导出了钻杆截面的长、短轴极限变形量及钻杆转弯时的阻力计算公式,分析了滑道摩擦系数、射流反力对阻力的影响,从三种条件下公式的计算结果与实验对比中可证明这些公式的正确性,对斜向器的设计和钻杆的选材以及确定实际钻进的工作参数具有指导意义.     

钻杆流场诱导腐蚀模拟

钴杆是钻柱系统的重要组成部分,在工作中除要承受多种载荷外,还要受到钻井液等流体的诱导腐蚀,是钻柱系统的薄弱环节,现场实际工作中钻杆失效事故更是频繁发生.而钻杆失效高发区域便为加厚过渡带,传统上的钻杆失效数值模拟分析采用的主要方法是建立钻杆加厚过渡带的力学模型,从该区域受到载荷的情况下分析其等效应力的分布和应力集中系数的...     

气体钻井稳定器设计及结构参数对工具性能的影响

针对气体钻水平井中岩屑在下井壁滞留和聚集的问题,设计了一种气体钻井专用稳定器,所设计的新型结构可避免稳定器处发生沉屑卡钻或减少其发生几率。基于气-固两相流理论和数值模拟技术,提出了稳定器工作性能优劣的评价指标,并研究了稳定器结构参数（流道入出口径、槽深、窄流道位置、螺旋度、螺旋棱轴向长度、螺旋棱形状）对稳定器工作性能的影响。研究表明：在气体循环介质条件下,结构参数对稳定器的工作性能影响很大,燕尾槽形的流道入出口和零端面厚度的螺旋棱导流坡面复合结构可以有效解决稳定器入、出口端的岩屑粒子反射和沉降问题。直径为215.9 mm稳定器可用于气体钻井,特别是气体钻水平井中,提出的工作性能评价方法和研究结论可指导其他规格气体钻井稳定器的设计。     

伊朗Y油田F地层防卡技术

为解决伊朗Y油田在钻进F地层时卡钻事故频发的问题,分析了F地层的地质特征、压力特征和卡钻特征,分析认为,由于F地层裸眼井段存在不同的压力层系,钻井液液柱压力与地层压力之间存在高压差,从而造成了卡钻。根据钻柱与井壁的摩擦力计算公式,提出了防卡技术措施:采用无渗透钻井液封堵近井地层,将钻井液液柱压力与低压地层隔开,阻断压差传递;优化钻井液性能,改善泥饼质量,降低钻柱与井壁的摩阻系数;简化钻具组合,减少钻具组合与井壁的接触面积;分段封堵、控制井眼轨迹和缩短钻具在井内静止时间等配套技术措施。伊朗Y油田的13口井采取该防卡技术措施后,在钻进F地层时没有出现卡钻事故。这表明,采取所提出的防卡技术措施能解决F地层的压差卡钻问题。      

超短半径转向滑道的阻力建模及布轮设计

超短半径的转向过程是带有初始应力的弹塑性弯曲过程,由于塑性弯曲的非保守性,钻杆最终的形态及施加在其上的载荷与加载顺序有关,实际计算超短半径钻杆转向阻力时要考虑载荷施加顺序的影响。通过对超短半径钻杆转向过程的受力分析,建立了滑道的分段阻力模型,提出用滑道阻力系数评定滑道设计的优劣。结果认为,副弯曲段的阻力特性模数并不因为转向角度小而有明显降低,要重视其结构设计;降低系统摩擦因数μ值及保证钻进中μ值的稳定,是保证转向器工作可靠的要点。     

保德区块煤层气定向井黏附卡钻的分析与预防

山西保德区块保1向2井和保1-1向1井钻井过程中,在钻穿8/9号煤层后打口袋时在同一天同一层位发生了黏附卡钻事故。针对保德区块定向井施工中出现的这一共性问题展开研究,利用保德区块已施工定向井的录井、测井及钻井等数据资料分析黏附卡钻产生原因,从钻具组合、钻井液性能和钻进工艺3个角度出发,分别提出预防黏附卡钻的措施,经过现场试验,显示出良好的效果,能很好地预防保德区块定向井黏附卡钻事故的发生,保证煤层气定向井钻井工程的顺利进行。同时,研究结果对其他区块的煤层气定向井施工也有借鉴意义。     

磁耦合有缆钻杆关键技术与发展趋势

作为高速井下网络通讯部件,磁耦合有缆钻杆利用水眼内的同轴电缆实现信号的高速传输,利用钻杆两端的磁耦合线圈实现了钻杆间的无线通讯,磁耦合通讯使磁耦合有缆钻杆不影响常规接单根等钻井工艺。借助数据服务器、无线短节、中继器、井下单元及各种有缆钻具等功能部件的配合,磁耦合有缆钻杆系统能够实现地面及井下数据的组网通讯,具有高速、双向、全天候的传输特性。磁耦合有缆钻杆的关键技术包含:高速调制解调器、井下令牌环网、虚拟串口技术及分布参数测量等(基于高速调制解调器的井下令牌环网是高效的组网技术);虚拟串口技术便于第三方厂家快速利用磁耦合有缆钻杆连接自己的测量工具;分布参数测量以较低的成本实现了全井筒的状态监控,在控压钻井、井控安全、钻井参数优化等方面有重要作用。智能(自动化)钻井是钻井业的发展趋势,磁耦合有缆钻杆的独特特性使其适用于智能(自动化)钻井。在减少应用成本的情况下,磁耦合有缆钻杆能够进一步开拓市场。     

硅酸盐钻井液降低易失稳地层钻井液密度可行性分析

珠江口盆地古近系地层在钻井过程中,多口井出现坍塌、卡钻、起下钻遇阻等井壁失稳问题,现场通过增加钻井密度解决垮塌问题,但又出现压差卡钻、钻井时效低的问题。从黏土矿物含量分析、扫描电镜、滚动回收率及膨胀性实验入手,分析珠江口盆地古近系地层井壁失稳原因。古近系地层为微裂缝发育,在钻井过程中井壁周围应力发生变化及钻井液侵入,引起井壁坍塌,继而出现卡钻、起下钻遇阻等问题。为了解决以上问题,结合硅酸盐钻井液抑制性强、封堵性好、可增强岩石强度的特点,降低地层坍塌压力。对硅酸盐水基防塌钻井液进行优化及性能评价,结果表明,其性能参数满足钻井要求,具有提高岩石内聚力、抗压能力的特点,同时与古近系已用PLUS-KCl钻井液、油基钻井液相比,优化的硅酸盐水基防塌钻井液浸泡后岩石具有抗压强度高、内聚力高等特点,其内聚力高达11.7 MPa,是PLUS-KCl钻井液的1.9倍,是油基钻井液的1.5倍,可见在保证井壁稳定的前提下,用硅酸盐钻井液降低地层坍塌压力是可行的。      

高压膏盐层定向井钻井关键技术

Jeribe—Kirkuk储层为伊拉克哈法亚油田的主力储层之一,上覆厚约500 m、地层压力系数为2.25的Lower Fars膏盐层作为其盖层。因该高压膏盐层的存在,导致第一口Jeribe—Kirkuk定向井多次卡钻2次侧钻,第一口水平井提前下套管完井,Lower Fars高压膏盐层钻井面临极大挑战。为此,通过分析Lower Fars膏盐层的力学特性、孔隙压力、地应力大小以及岩石矿物特征,建立Lower Fars层不同岩性地层井壁稳定和井眼变形规律的数学模型和判定规则,模拟钻井过程中的井眼变形规律,有针对性地研制适用于该膏盐层定向钻井的高密度饱和盐水钻井液体系、优化定向井井眼轨迹与施工方案。研究结果表明:(1)Lower Fars膏盐层最易失稳地层为泥岩层,卡钻的主因是泥岩水化后流变性增大,导致井眼缩径,并拖拽相邻硬石膏和盐岩坍塌,加剧卡钻的风险导致卡钻;(2)Lower Fars层井壁变形失稳随井斜角和井眼钻开时间的增大而增大,随着井眼钻开时间的延长,井壁失稳的风险急剧增加;(3)筛选了适合高密度饱和盐水的聚胺抑制剂BZ-HIB及聚合物稀释剂JNJ,优化钻井液配方,可有效提高钻井液在膏盐层钻进过程中的抑制性及流变性;(4)Jeribe—Kirkuk定向井造斜点由Lower Fars层提升至Upper Fars层,Upper Fars井段造斜、Lower Fars井段稳斜,降低Lower Fars段的井斜角和定向段长度,从而降低卡钻风险。截至目前,22口井的现场应用效果表明,该区?311.2 mm井眼事故复杂得到了有效控制,其中,2016年平均钻井周期为35.8 d,同比缩短52.8%,机械钻速从平均3.3 m/h提高至7.33 m/h,提高122%,技术优化取得了明显的效果。