堡古1井高温复杂地层PDC钻头的研究与应用

堡古1井为冀东油田第一口重点风险探井,位于河北省唐山市东南海域南堡油田4号岛上,设计井深5 396 m,为一口三段制四开定向井,设计井斜15 °,三开井段(φ)215.9mm钻头钻进井段3 550～4 918 m,地层为沙河街灰质泥岩、砾岩、玄武岩和砂泥岩互层段,岩性变化频繁,地层研磨性强,可钻性差,无邻井参考资料.为了提高该井段高温复杂地层条件下的钻井速度,经过对PDC钻头损坏机理研究,采用等切削和等磨损原则设计钻头,充分考虑高温复杂地层对复合片的冲击和研磨作用,及钻头工作的稳定性,分别从钻头冠部形状、切削齿尺寸、倾角、布齿密度、工作稳定性以及选齿等方面进行优化设计.通过在现场的实际使用,获得了良好的效果,对今后此类地层的钻头设计和选型具有较强的指导意义.     

JZLu-1高效润滑剂的制备及现场应用

针对大斜度井和大位移井钻井过程中摩阻扭矩高及常规润滑剂用量大、润滑效果差的问题,以合成基础油为主要原料,添加球形纳米SiO2和硫-磷-钼等抗磨损极压剂,并应用阳离子乳化剂进行乳化,制备了JZLu-1高效润滑剂。应用ζ电位测定仪、四球试验机和极压润滑仪测试了JZLu-1润滑剂的电位、减磨性能和极压润滑性能,利用电子显微镜观察了JZLu-1高效润滑剂在金属上的吸附过程,结果表明:JZLu-1高效润滑剂带微弱正电荷,可以主动吸附在金属表面上,形成油膜;JZLu-1高效润滑剂含有的纳米SiO2起减磨作用;JZLu-1高效润滑剂含有的硫-磷-钼极压剂提高了其极压润滑性能,其极压润滑系数为0.028 3。6口井的现场应用表明,JZLu-1高效润滑剂能够大幅降低大斜度井和大位移井钻井过程中的摩阻扭矩,解决了常规润滑剂润滑效果差、用量大的问题。      

川庆钻探工程公司精细控压钻井系统研发及应用

控压钻井技术是近年来发展起来的一项新技术,主要应用于窄安全密度窗口、不确定性压力系统地层的安全钻进。在国内外控压钻井技术发展基础上,基于智能化、信息化、集成化的钻井技术发展方向,采用分散集中控制思路,研发出一套自主知识产权的精细控压钻井系统,实现井筒压力闭环精细控制。该系统通过随钻实时监测井底及地面工程及设备参数,并进行分析及决策,实现井底压力的自动精确控制。该系统在南堡油田进行工业应用,开创了国内控压钻井技术工业应用的先河,解决了该区块奥陶潜山窄安全密度窗口地层恶性漏失、漏喷共存、难以钻达设计地质目标的难题,取得了显著效果。     

低自由水钻井液研究及在南堡油田应用

由于泌304区块地层结构成熟度低,岩性较疏松,钻井过程中出现场井壁不稳定、漏失和油气层损害严重等问题,结合该区块两口水井钻遇储层特点和钻井工艺要求开展了水平井钻井完井液技术研究.研究结果表明,以FST-Ⅱ主处理剂复配形成的混油防塌非渗透钻井完井液体系流变性、润滑性好,封堵承压能力强(形成膜可承压16～26 MPa),渗透率恢复值高(92%～93.33%).应用效果表明,两口未出现井下复杂故障,井壁稳定,钻井施工顺利,油层保护效果好,安平1井初始日产油30.9 t,安平2井初始日产油25.7 t,达到了水平井预期效果.     

套管钻井技术在定向井上的应用

使用套管钻定向井的目的是解决井下复杂问题,简化钻井程序,降低钻井成本.套管钻直井的效果得以证实以后,又加大到钻定向井方面.定向套管钻井系统使用一套位于套管下端的电缆可回收式定向钻井装置,替代了钻杆钻井时使用的常规定向工具.可回收井底组合需要从套管内穿过,对钻头、稳定器、泵等下井工具的尺寸都有所限制,其工艺在提高机械钻速、定向控制方面仍有待改进.套管代替钻杆作为钻柱,其直径、强度及井下受力情况、破坏机理也不同,需要进一步分析研究.尽管套管钻井方法还有诸多问题需要解决,自20世纪90年代商业应用以来,通过专用工具的研发换代,结合现场试验不断改进,套管钻井技术得到快速发展,目前已经可以同旋转导向技术组合应用在海上钻定向井,显示出广阔的发展空间.     

冀东油田水平井固井技术

提高水平井固井质量以适应油田进一步勘探开发的要求是钻井工程研究的一项重要课题,分析了水平井固井存在的套管安全下入、替净、自由水、泥浆混油、套管居中、井眼条件等技术难点,对水泥浆和前置液体系、套管的安全下入、套管居中等技术进行了研究,通过优选水泥浆和前置液体系解决了替净、自由水、泥浆混油问题;对套管下入的理论校核和现场模拟解决了套管的安全下入问题;对扶正器的合理选型和科学加入解决了套管居中问题,通过采用合理的技术措施提高了冀东油田水平井的固井质量,在现场实践中取得了显著效果,形成了系统、成熟的水平井固井技术,对冀东油田水平井固井质量的提高具有重要的指导作用.     

国外防漏研究的新进展

介绍了挪威斯塔万格(stavanger)大学开展的一项针对使用水基钻井液出现井漏问题的研究成果。该成果利用新提出的裂缝力学模型——"弹塑性屏障模型"描述了裂缝产生的过程,指出泥饼作为防漏屏障对提高破裂压力具有重要作用。防漏配方的实验结果表明:防漏剂类型、颗粒强度以及添加剂之间的不同组合,对井眼抗压裂能力都有很大影响。这项研究为新型井壁加固防漏技术提供了理论支持。     

无黏土低固相新型有机盐钻井液的室内研究

无黏土有机盐盐水钻井液能较好地解决常规无固相钻井液的3大难题（提黏、抗温和密度调节）。研制出一种新型有机盐，并根据复合成膜封堵技术优选出一套无黏土低固相有机盐钻井液配方。新型有机盐OS-100性能优良：溶解度高，其饱和溶液密度在1．505g／cm^3以上；无毒，腐蚀性低；能提高体系中处理剂的抗温能力。优选出的无黏土低固相有机盐钻井液具有良好的流变性、封堵造壁性和抑制性，抗钙可达3．0％～5．0％，钻屑容量限高，可达20％，润滑性能好，可降低钻头研磨效应，提高机械钻速，保护油气层。     

人工岛灯塔平台断桩修复治理

某人工岛登陆点的灯塔平台在恶劣天气时受到意外撞击,其中一根钢桩与墩台底部断开,不能继续使用。针对钢桩的受损情况进行分析,制订了增设两根钢桩的修复方案。根据平台所受荷载进行有限元计算,确定两根钢桩的总体布置,最后对施工工艺及详细流程进行了阐述。结果表明,修复后的钢桩能够满足灯塔平台的承载能力,灯塔平台恢复使用功能。     

北12X3井?139.7mm套管固井技术

北 12X3井是 1口重点探井,实际完钻井深 44 15m。该井三开钻井过程中,井下出现了坍塌、掉块、井漏、气侵严重等复杂情况,造成三开井段井径极不规则,给固井施工带来很大的困难。通过强化固井准备、优化固井设计、优化水泥浆性能,严格细化技术措施,较好地解决了施工中存在的问题,固井质量达到设计要求。