关于金刚石钻头深井涡轮钻井及其在我国的发展前景

由于深井涡轮钻井技术的不断发展,用涡轮钻具组合金刚石钻头进行深井钻井,与普通转盘钻井相比具有一定的优越性,是提高深井钻井指标的良好措施。本文着重分析了金刚石钻头对钻井工艺参数、涡轮钻具的结构与性能的要求。同时,又概述了涡轮钻具组合金刚石钻头钻井在我国的发展远景。     

现代井下动力钻具发展的四大特征

<正> 行业现状涡轮钻具和螺杆钻具是当今井下动力钻具的主体。在80年代,井下动力钻具、聚晶金刚石(PDC)钻头和随钻测量(MWD)系统这三大技术工具得到了高速发展和广泛应用,特别是这三者的有机组合体——井下动力钻具导向钻井系统的问世,极大地促进了丛式井、大     

低速大扭矩耐高温涡轮钻具

先进的地热涡轮钻具(ＡＧＴ)可能成为20年来地热钻井的一项大突破。若充分开发涡轮钻具的应用潜力,在高达260℃温度下钻水平井,可极大地促进在美国开发地热能源的经济效益。该涡轮钻具是一种耐高温马达,由轴承组件、减速器和涡轮三大件组成,能对3048ｍｍ(12英寸)牙轮钻头?..     

涡轮钻具复合钻进技术

涡轮钻具复合钻进技术是大幅度提高钻井速度、防斜打快的主要手段之一,随着涡轮钻具性能、型号的完善,加上高效PDC钻头的蓬勃发展,涡轮钻具复合钻井技术将得到大规模推广应用。在对涡轮钻具和螺杆钻具结构、性能和使用优缺点进行对比的基础上,提出了涡轮钻具复合钻进最佳工况的概念,给出了明确的转速范围;从涡轮钻具的特性和PDC钻头配合要求着手,详细论述了涡轮钻具复合钻进的机理;建立了涡轮钻具系统在钻井过程中的动态和纵向振动模型,为获得最佳的涡轮钻具复合钻进效果提供了理论依据。在国内高陡构造的典型地区进行防斜打快的应用实例表明,机械钻速明显提高,钻井周期大大缩短,钻井成本大幅度下降,经济效益显著。     

如何发挥涡轮钻具和PDC钻头组合的最优工作特性

本文阐述了涡轮钻具与PDC钻头组合的工作特性,论证了涡轮钻具配用PDC钻头可以提高机械钻速和降低钻井成本;同时也为发展我国直井、定向井和丛式井钻井技术提供了切实可靠的资料。     

俄罗斯减速器涡轮钻具驱动PDC钻头在西西伯利亚油田的成功应用

涡轮钻具由前苏联研制出来以后，得到了迅速发展，目前已发展到减速器涡轮钻具阶段。现在，俄罗斯西西伯利亚地区普遍使用减速器涡轮钻具钻井，而减速器涡轮钻具驱动PDC钻头的使用还是空白。采用俄罗斯生产的几种不同型号的减速器涡轮钻具，在西西伯利亚进行了驱动PDC钻头钻井的阶段性试验。试验结果表明，在优选PDC钻头结构的情况下，用减速器涡轮钻具驱动PDC钻头，钻头进尺和机械钻速都较牙轮钻头有显著的提高，经济和社会效益显著。介绍了试验中使用的3种俄罗斯减速器涡轮钻具(TPM-195，TPⅢ-195和TPO3—195)的结构特点和主要技术参数。     

2010年第2期部分文章预告

<正>定向喷嘴PDC钻头井底流场特性研究俄罗斯萨哈林E号区块优快钻井技术初探与思考TDR1-127减速涡轮钻具在TH12509超深井的试验研究郑平01-1煤层气多分支水平井优化设计与实践?311 mm垂直钻井系统现场试验     

CGDS172NB近钻头地质导向钻井技术在江汉油田的应用

地质导向钻井系统是近年来国内外发展起来的前沿钻井技术之一,是石油钻井工业的一次技术革新,它以近钻头地质参数与工程参数的随钻测量、传输、地面实时处理解释和决策控制为主要技术特征,被广泛应用于水平井(尤其是薄油层水平井)、大位移井、分支井、侧钻井和深探井.通过分析常规LWD在江汉油田的应用效果及存在的弊端,介绍了我国首套CGDS172NB近钻头地质导向钻井系统的性能特点,并结合在江汉油田的应用实例,分析了近钻头地质导向钻井技术的优越性和重要性.     

近十年国内外涡轮钻井技术的发展水平

介绍了国外近十年中涡轮钻具在北美、北海和中东等地区的应用情况及所取得的经济技术效果，指出国外涡轮钻井技术蓬勃发展的主要原因：一是涡轮钻具性能和轴承寿命的提高较大幅度地提高了行程机械钻这；二是金刚石钻头质量的提高减少了钻头的消耗量，从而降低了每米进尺的钻井成本。结合我国钻井技术的发展，提出了加快我国推广应用涡轮钻井技术步伐，以提高我国钻中深井和深井的技术经济效益的若干建议。     

孕镶金刚石钻头配合螺杆钻具在乌参1井应用

随着国内外深井、超深井钻井数量逐年增加,常规牙轮钻头和PDC钻头采用常规钻井方式在可钻性差的研磨性地层中已无法获得令人满意的技术经济指标。目前,孕镶金刚石钻头配合高速涡轮钻具钻该地层取得了一定的技术效果,但是该技术钻井成本高,涡轮钻具压差大对钻井设备要求高。研究的孕镶金刚石钻头配合螺杆钻具钻井模式应用于乌参1井的火成岩地层钻井,取得了降低钻具压差和钻井成本的技术经济效果,并对现场应用进行了分析研究,为今后孕镶金刚石钻头研制和技术推广应用给出建议。     

复合钻井技术在元坝地区陆相地层中的应用

川东北元坝地区陆相地层,特别是须家河组地层具有研磨性强、可钻性差的特点,致使该地区陆相地层的机械钻速较低,而“PDC钻头+螺杆”和“高速涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井技术可以提高机械钻速。在元坝地区陆相地层的应用表明,与常规钻井技术相比,“PDC钻头+螺杆”和“高速涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井技术均能提高该地区的机械钻速和单只钻头进尺,但“PDC钻头+螺杆”复合钻井技术只适用于该地区的上沙溪庙组地层,“高速涡轮钻具+孕镶金刚石钻头”复合钻井技术适用于须家河组地层。复合钻井技术的成功应用为高研磨性的元坝地区陆相地层提速提供了一种有效的技术手段。      

涡轮钻井技术在元坝等重点区块的应用

针对高研磨性坚硬地层机械钻速慢的难题,中国石化近年来引进了“孕镶金刚石钻头+涡轮钻具”复合钻井技术,取得了较好的应用效果,同时也暴露出一些问题。为全面准确掌握涡轮钻井技术在油田现场的应用情况,对涡轮钻井技术在元坝、川西和巴麦地区的应用情况进行了统计分析,并对其在现场应用过程中存在的问题进行了总结。结果表明:元坝、川西和巴麦地区应用 “孕镶金刚石钻头+涡轮钻具”复合钻井技术后,平均机械钻速同比提高了102.74%,128.24%和115.38%,钻井提速效果明显;元坝地区采用“孕镶金刚石钻头+涡轮”复合钻井技术钻进自流井组地层取得了直接经济效益,而在钻进该地区其他地层和其他区块还没有取得直接经济效益;涡轮钻井技术现场应用中主要存在部分井的机泵条件达不到涡轮钻具高压降要求、与涡轮钻具配套的钻头选择不尽合理以及卡钻等复杂情况时有发生等问题。      

172组合减速涡轮钻具的研究与应用

针对普通涡轮钻具转速高、扭矩小、压降高、型号单一,与牙轮钻头和PDC钻头不相适应,采用积木式涡轮节和2K-H-NGW型多列行星轮系减速传动方案设计了新型172mm组合减速涡轮钻具。室内实验表明,新型172组合减速涡轮钻具转速适中、扭矩大、压降低,能与高速牙轮钻头和PDC钻头匹配;现场应用表明,新型涡轮钻具能满足高速牙轮钻头和PDC钻头需要,寿命长,采用减速涡轮复合钻井方式可以较大幅度提高钻速;建议加大组合式减速涡轮钻具研究投入力度,并将新型涡轮钻具应用于深井超深井钻井。     

PDC复合钻井技术在苏里格气田水平井中的应用

随着苏里格气田天然气水平井的大规模开发,天然气水平井机械钻速低、钻井周期长的问题日渐突出,这在很大程度上归咎于牙轮钻头平均机械钻速低、钻头用量大、单只钻头进尺低、起下钻频繁等原因.伴随着钻井工艺技术的进步和螺杆钻具型号规格的完善及其性能的提高,配合高效PDC钻头进行复合钻井的技术在苏里格水平井开发过程中的应用已趋于成熟.针对近年苏里格已施工的水平井情况,综合分析了苏里格天然气水平井目前使用的PDC钻头和螺杆钻具工作特性,阐述了PDC钻头配合螺杆复合钻井技术在苏里格天然气水平井的快速钻进中的应用情况及效果.结果表明,该技术对水平井提高机械钻速,缩短钻井周期,节约钻井成本,加快勘探开发步伐具有重要意义.     

元坝124井超深井钻井提速配套技术

元坝124井是元坝地区的一口重点探井。由于元坝地区陆相地层石英含量高、研磨性强、可钻性差,导致单只钻头进尺少,机械钻速低,钻井成本高。为此,首先评价了元坝地区前期的钻井提速技术:气体钻井技术、“孕镶金刚石钻头+涡轮钻具”复合钻井技术、控压钻井技术和“PDC钻头+螺杆钻具”复合钻井技术。并在此基础上,根据元坝124井所要钻遇地层的特征,制定了该井的钻井提速配套技术方案:一开采用气体钻井技术,二开采用“孕镶金刚石钻头+涡轮钻具”复合钻井技术,三开采用“PDC钻头+螺杆钻具”复合钻井技术。实钻表明,该钻井提速配套技术方案可行,能够大幅提高机械钻速,缩短钻井周期。该井平均机械钻速2.80 m/h,钻井周期253.84 d,是目前元坝地区钻井周期最短的一口井。      

水平井钻井中钻头牙轮事故的预防及处理

众所周知,牙轮钻头寿命一直是影响钻井速度的主要因素之一,水平井钻井中如何预防钻头牙轮事故则是现场技术人员必须面对和解决的难题。从水平井的钻井特点、水平井钻头牙轮事故的预防、水平井处理钻头牙轮事故的常用方法、认识与结论几方面就水平井钻井中钻头牙轮事故的预防和处理的一些方法进行了分析和总结。     

新型煤层气水平井钻井工具

从水平井的优势和煤的内生裂隙结构分析研究入手,阐述了水平井是开发煤层气的重要手段之一.本文详细介绍了新型煤层气(CBM)水平井钻井工具的近钻头测量和地质导向功能,并列举了CBM水平井的应用实例,说明近钻头动态井斜测量和地质导向给CBM水平井钻井施工创造了有利条件.     

钻井技术的发展

本文着重介绍了钻井及其有关技术中的一些重大进展。在钻井遥测设备方面介绍了泥浆脉冲系统和实线遥测系统,并对两种系统进行了对比。关于井底动力钻具,除涡轮钻具外还对正排量穆瓦诺型井底动力钻具和叶片式井底动力钻具作了介绍。文章认为,这些钻具的发展展示了新的前景。在钻头方面,着重介绍了高速镶齿钻头。钻头的滑动轴承的发展大大地提高了钻头的寿命和机械钻速。     

“一趟钻”关键工具技术现状及发展展望

"一趟钻"钻井技术是实现非常规油气资源高效开发和钻井全面提速的重要技术手段。根据国内外"一趟钻"技术研究及应用情况,分析了非常规油气水平井实施"一趟钻"的技术难点,对旋转导向系统、高效钻头、长寿命螺杆、MWD供电技术和变径稳定器等关键工具技术现状进行了详细介绍。结合国内外技术差距和国内现场应用中存在的问题,提出了国内非常规油气水平井"一趟钻"关键工具今后的发展建议:加快国产旋转导向钻井系统的技术攻关、提升高效钻头等国产工具性能、优化工具适用性等,以便促进我国"一趟钻"关键工具配套水平和"一趟钻"钻井技术在国内的进一步推广应用。     

斯伦贝谢公司推出水平井一趟钻钻头导向系统

<正>为了提高水平井钻井中的一趟钻能力,斯伦贝谢公司推出了NeoSteer钻头导向系统(ABSS)。该系统应用了最新的井眼轨迹算法,具有机器学习和数据分析能力,可大大提高其智能化水平和水平井钻井能力。同时,该系统具有更强的探测能力、更高的弯道和侧向穿透率,可大大改善水平井钻井效果。NeoSteer钻头导向系统已经在北美地区和阿根廷的非常规油藏中应用了250次,总进尺超过了792 480 m,平均