复合钻井技术研究及应用
复合型钻井液体系的研究及现场应用
性 剂 一聚 合 物 络合 物 ， 因此 具 有 实 际 意 义 的表 面 活 性
剂 一 聚合 物体 系有 阳离 子表 面 活 性 剂 一 阴离 子 聚 电解 质 （ 十六烷 基三 甲基溴 化铵 （ ＴＡＢ ／ 如 Ｃ ） 聚丙 烯 酸 ） 和非 离 子 表 面 活性 剂 一 共 聚 物 （ 聚 氧 乙 烯 醇 醚／ 氧 乙 如 聚
新 型优 化钻井 液体 系 的 研究 基 于 聚合 物 与 表 面 活 性剂 混合体 系相互 作用 的原理 ， 原理 始 于 ２ 纪 ４ 该 ０世 ０ 年代 发现 蛋 白质 与 阴离 子 型表 面 活 性 剂 的相 互 作 用 。 ２ 纪 ５ 年 代 ， 聚合物 与表 面 活性剂 混 合 体 系的研 Ｏ世 Ｏ 对
＊ 收 稿 日期 ：０ １１一５ 修 回 日期 ：０ 卜１－７ ２ １－０ｌ ２ １ １１
选 择适 当 的聚合物 与 表 面活性 剂 可显 著 改 变 固体 的界
面行 为 ； 利用该类 体 系 ， 在 远低 于 表 面 活性 剂 临界 ③ 可 胶束 浓度 的条件下 实现增 溶 的 目的 ， 展 了表 面 活性剂 扩
究逐 渐转 向离子型 表 面活 性 剂 与非 离 子合 成 聚 合物 的 作用 。随后 ， 离子 型 聚合 物 和离子型 表面 活性剂 及聚合
物与 非离子 型表 面活性剂 相互 作用 的研究 也开展 起来 。
而有关 聚合 物与两 性 表 面活 性 剂相 互 作 用 的研 究则 是 ２ Ｏ世 纪 ９ 年 代才开 始 的 。近 年来 ， ０ 随着 现 代 分析 仪 器
泛， 近几 年来 发展也 很快 ， 已成 为钻 井液 工 艺 上 的重 要
在该 领域 的应用 ， 得该 类研 究 向纵 深 方 向 扩展 ， 使 即逐
煤矿井下复合定向钻进技术研究与应用
煤矿井下复合定向钻进技术研究与应用赵建国;赵江鹏;许超;吴智峰【摘要】针对传动滑动钻进方法施工千米以上长距离定向钻孔遇到的问题,借鉴石油钻井领域先进技术经验,提出煤矿井下近水平复合定向钻进技术,对其高效钻进机理与钻孔轨迹控制原理进行了分析探讨.根据复合定向钻进工艺技术要求,完成了泥浆脉冲无线随钻测量系统选型,完善了复合定向钻进技术装备配套,形成了泥浆脉冲无线随钻测量复合定向钻进工艺,开展了煤矿井下长距离定向钻孔复合定向钻进现场试验,完成一个1566 m本煤层定向长钻孔.试验结果表明,与传统滑动定向钻进技术相比,在钻进安全性显著提升的基础上,复合定向钻进技术综合钻进效率显著提升,实现了本煤层定向长钻孔的安全高效钻进.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2018(046)004【总页数】5页(P202-206)【关键词】复合定向钻进;泥浆脉冲;随钻测量【作者】赵建国;赵江鹏;许超;吴智峰【作者单位】中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077;中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077【正文语种】中文【中图分类】P634随着我国煤矿井下高产高效综采技术全面推广，煤矿安全生产对于煤矿井下地质异常体探测钻孔、水害防治钻孔与瓦斯抽采钻孔轨迹精确控制要求不断提高，随钻测量定向钻进技术在煤矿坑道钻探工程领域迅速推广，广泛应用于煤层瓦斯抽采治理，矿井水害防治，井下隐蔽致灾地质因素探查，采空区防灭火等工程领域[1-2]。
在上述背景下，传统的滑动定向钻进技术逐渐暴露出一些问题和不足：下斜定向长钻孔钻进返渣不畅，局部孔段易出现积渣卡钻情况；碎软地层孔壁稳定性差，易发生塌孔埋钻、卡钻事故；随着钻孔深度的增加，孔内钻柱存在“托压”现象，导致钻机推进压力过高，不利于实现深孔钻进。
上述问题的出现，一定程度上制约了随钻测量定向钻进技术在煤矿井下定向长钻孔中的进一步推广。
复合钻井技术在延长油田的应用分析
文献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：Ｏ ６ ７８ （００ １— Ｏ ４— ０ １ ０— ９１ ２１ ）Ｏ １ ６ ３
不好， 增斜率 不 易掌握 ， 井 眼轨迹 控制 过 程 中滑动 在
由于受 地理 条 件 的限制 ，延 长油 田在 一个 井场 有 多 口定 向井 已很 常 见 。 由于 同一 井 场 井 位较 多 ，
认 为应 密切结 合地 质特 性 、 整钻进参 数 和优化 钻具 组合 。使 复合钻 井技 术在 延 长油 田发挥 提 高钻 速 、 调
缩短 建井 周期 和提 高经 济 效益 等优 势。
关键词 ： 复合钻 井 ； 地质 条件 ； 钻进 参数 ； 钻具 组 合
中图分 类号 ： ２２ ＴＥ ４
推 广 ， 四合一 ” 井 技术 逐 步 成 为 钻井 大 提 速 的重 “ 钻 要手 段 。“ 四合 一 ” 具 是在 原复 合导 向滑 动钻 具 的 钻 基础 上 ， 破 碎岩 石较 好 且寿 命较 长 的 Ｐ Ｃ替 代 了 用 Ｄ 牙轮 钻头 ， 并且 后缀 外 径较 小的 刚性 稳定 器 ， 短钻 用 铤 的长 度来 调 节 与螺 杆 稳 定 器之 间的 间 距 ， 从而 达
段长 ， 井身 剖面 控制难 度 较大 ， 施工 当中技 术人 员 由 于 要频 繁地调 整 轨迹 ， 动强度 太 大 。 加 上牙轮 钻 劳 再 头 的 寿命 有 限 ， 于镇 北 地 区 各 区块 正 常情 况 下 至 对 少 需 要三 趟 以上 的起 下钻 次 数 才 能完 成 一 口井 ， 而 且滑 动次 数多 ， 工效 率低 ， 施 已经 很难 适应 钻 井提速 发展 的要求 。 ０ ７年 随着钻 井大 提速 的进 一 步发 展 ２０ 和“ 四合一 ” 井技 术在 镇北 地 区成功 试验 并进 一步 钻
有关复合钻井技术在油田中应用的分析
有关复合钻井技术在油田中应用的分析【摘要】近年来，复合钻井技术得到了有效发展，并在油田中得到广泛的应用，不仅大大提升钻井速度，而且还提高油田企业的经济效益。
本文结合油田钻井的实际情况，对复合钻井技术在油田中应用情况进行了简要的分析，以供参考。
【关键词】复合钻井技术油田应用分析1 前言随着我国对石油能源需求增高，开采要求工业化程度加深。
因此，需要钻井技术具有更高的安全性、有效性。
要使钻井技术得到提高，就要保证井身本身质量以及可靠性水平，并从工程施工的实际情况考虑，开发了新钻井技术[1]。
本文就当前使用最广泛的钻井技术进行简要分析。
2 复合钻井技术概念跟特点（1）复合钻井技术使用“螺杆加上pdc”组合，转盘加井下动力一起驱动进行钻井，得到了各个地方的广泛运用。
近年来钻具质量在不断提高，尤其是螺杆钻具，利用螺杆来做井下活动，用带有结构弯角的螺杆跟转盘来钻具，发挥pdc的效能，达到降斜、造斜来调整井眼的目的跟方位，钻进得到稳斜的效果。
利用井底部的马达驱动钻头，损耗的动力会比较小，钻具在井部的情况得到改善，钻井安全得到提高。
螺杆同时钻进的话，启动转盘，可以预防钻具卡住，井斜，钻头会沿着垂直方向前进钻井。
这样钻头的转速就会等于螺杆钻具跟转盘转速之和，大大加强了钻井效率。
（2）特点。
复合钻井包含的技术要点有：第一，含周期短。
单只钻头进尺可以得到提高，提高钻速，减少下钻的时间，降低钻井的成本，提高效益。
第二，它的钻速快。
钻头转速很快，钻机一档的四倍，比二档快一半。
第三，井眼轨迹很平滑控制得。
使用的是导向螺杆钻进，钻一次就实行完多方位的钻进，井眼轨迹控制得比较好，钻出来的轨迹很平滑。
第四，复合钻进技术高速度使用于pdc 小钻压切削在高速度上[2]。
第五，钻具的结构较简单。
复合钻进需要比较小的钻压，钻铤一般大这样就可以了，因此钻卡机率就会比较小，还可以用mwd监测井眼轨迹，效果会更好。
复合钻进作为新型钻进技术，可以灵活的调整轨迹，操作起来又方便，已经有很多技术员使用，极大推动着油田发展。
安全复合钻井技术
安全复合钻井技术本文通过对复合钻井技术的介绍，结合其施工特点，对复合钻进存在的不安全因索进行了剖析，在复合钻井施工的各个阶段，如何进行事故和复杂的预防，保证安全顺利地进行复合钻进，提供了一定的借鉴作用。
一、前言随着钻井技术的发展，高效钻头加螺杆钻具进行复合钻进，大幅度地提高了钻井速度，缩短了钻井周期，复合钻进技术日益得到了钻井队的认可，广大钻井工作者应用此项技术的热情很高。
由于对此项技术认识不够，给钻井施工造成了一些复杂和事故，如卡钻、掉钻具和出现井控问题等，制约了复合钻进技术的推广和应用，通过对复合钻进技术在现场的使用和研究，保证复合钻进的安全尤其重要，下面探讨一下如何安全地进行复合钻进。
二、复合钻进的特点复合钻进是利用高效钻头和螺杆钻具再加转盘钻进的一种钻井技术，可以钻进、定向而不用起下钻，机械钻速高，常常是普通钻井速度的几倍。
高效钻头主要是寿命长的牙轮钻头和PDC 钻头；螺杆钻具是高压泥浆通过螺杆与定子橡胶衬套的螺旋通道往下挤压，在压差下使螺杆产生一个工作扭矩，带动主轴旋转，使钻头工作。
目前，中原油田常用的螺杆钻具的转速一般在100-220 转／分，加上转盘的转速，因此在钻头仁的转速在150-270 转／分左右。
因此，只有使用高转速的牙轮钻头或PDC 钻头才较合适，从破岩机理上看，PDC 钻头优于牙轮钻头，机械钻速会成倍提高，是现有转盘转速无法比拟的，但也使钻头磨损加剧。
若使用单弯螺杆，其交变应力则易造成螺杆的疲劳破坏，操作不当，则易形成井下事故，如掉螺杆、钻具脱落等。
复合钻进机械钻速高，环空岩屑浓度高，易井漏；当接单根时间长时，泥浆易反喷，易造成井塌或沉砂片钻。
针对以上特点，我们在进行复合钻进时，应注意以下几点。
三、安全复合钻进技术1、复合钻进技术的使用范围在复合钻进时，螺杆钻具以上尽量不带扶正器。
在非定向井段，为避免螺杆发生复杂事故，建议在以下情况不要使用螺杆钻具，如：井下复杂：高压油气井段；易漏、易塌地层；地面设各有问题；1.25 度以上的单弯螺杆；使用时间过长的旧螺杆钻具等。
复合冲击破岩钻井新技术
复合冲击破岩钻井新技术柳贡慧;李玉梅;李军;查春青;张涛;霍明明【摘要】针对传统旋冲钻井和扭冲钻井在钻头的匹配性及地层的适应性方面存在的局限性，结合高效钻井技术发展趋势，提出了复合冲击破岩钻井新技术，并开发了可实现扭向反转冲击联合轴向脉动冲击的新型复合冲击钻具。
该钻具可将流体的液压能转换成工具扭向和轴向交替的高频冲击机械能并直接传递给钻头，给钻头施加周期性的低幅高频复合式冲击，在不需要改变任何设备的前提下提高破岩效率。
在介绍复合冲击破岩钻井新技术破岩原理的基础上，详细介绍了复合冲击钻具的结构和工作原理、影响破岩效率的关键参数等。
新型复合冲击破岩钻井新技术，可真正实现“立体破岩”，从而提高机械钻速和井身质量。
%In order to solve the limitations of conventional rotary drilling and torsional drilling in drill bit matching and adaptability ,a new composite percussion drilling technology for rock breaking was pro‐posed .In addition ,a new composite pe rcussive drilling tool was also developed to achieve reversal torsion‐al percussion and torsional pulse percussion .The drilling tool could convert the hydraulic energy of fluids into alternative mechanical energy of torsional and axial high‐frequency perc ussion and directly transfer it to thebit .Thus ,periodic low‐amplitude high‐frequency composite percussion was applied to the bit in or‐der to improve rock breaking efficiency without equipment change .Based on the rock breaking principle of composite percussion drilling technology ,this paper details the structure and working principles of the composite drilling tools ,key parameters affecting rock breaking efficiency ,and more .The new compositepercussion drilling technology for rock breaking can be used to achieve three‐dimensional rock breaking to improve the rate of penetration and to enhance well bore quality .【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2016(044)005【总页数】6页(P10-15)【关键词】黏滑振动;旋冲钻井;扭冲钻井;立体破岩;钻井工具;机械钻速【作者】柳贡慧;李玉梅;李军;查春青;张涛;霍明明【作者单位】中国石油大学北京石油工程学院，北京 102249; 北京工业大学，北京 100124;中国石油大学北京石油工程学院，北京 102249;中国石油大学北京石油工程学院，北京 102249;中国石油大学北京石油工程学院，北京 102249;北京信息科技大学信息与通信工程学院，北京 100192;新疆石油工程建设有限责任公司，新疆克拉玛依 834000【正文语种】中文【中图分类】TE248随着油气资源勘探开发的不断深入，深井、超深井越来越多，钻遇“三高地层”(岩石硬度高、岩石可钻性级值高、岩石研磨性高)的可能性越来越大，这严重影响了深部硬地层的机械钻速和勘探开发成本[1-7]。
复合盐层钻井技术
复合盐层钻井技术复合盐层对钻井工程的危害复合盐层钻井，特别是深井复合盐层钻井，是一个钻井技术难题。
据国内外资料介绍和塔里木复合盐层钻井情况分析，复合盐层层钻井时会产生以下复杂情况：1．深部盐层会呈现塑性流动的性质，盐岩的塑性变形产生井径缩小。
2．“软泥岩”蠕变速率极高。
美国安秋子牧场油田曾测得这种“软泥”的初始蠕变速率约2.54cm/h。
3．以盐为胎体或胶结物的泥页岩、粉砂岩或硬石膏团块，遇矿化度低的水会溶解。
盐溶的结果导致泥页岩、粉砂岩、硬石膏团块失去支撑而坍塌。
4．夹在盐岩层间的薄层泥页岩、粉砂岩，盐溶后上下失去承托，在机械碰撞作用下掉块、坍塌。
5．山前构造多次构造运动所形成的构造应力加速复合盐层的蠕变和井壁失稳。
6．无水石膏等吸水膨胀、垮塌。
无水石膏吸水变成二水石膏体积会增大26%左右，其它盐类如芒硝、氯化镁、氯化钙等也具有类似性质。
7．盐层段非均匀载荷引起套管挤毁变形。
8．石膏或含石膏的泥岩在井内钻井液液柱压力不能平衡地层本身的横向应力时，会向井内运移垮塌。
以上8个方面的复杂问题构成了复合盐层钻井的困难。
在国内，比较典型的复合盐层存在于中原油田的文东地区沙三2、沙三4地层中，1976～1986年中共发生复合盐层恶性卡钻事故17口井，其中6口井报废，5口井侧钻，6口井倒扣解除，2口井事故完井。
据华北油田1993年的统计，第三系复合盐层造成荆丘地区64%油水井的套管被挤毁，美国的安秋子牧场油田由于复合盐层影响也多次发生卡钻、套管挤毁等复杂问题。
塔里木第三系，石炭系和寒武系复合盐层给钻井带来了不同程度的危害性。
5.2 复合盐层井井身结构设计5.2.1 确定井身结构准则复合盐层地质条件复杂，纵向和横向分布不均匀，存在不同的地层压力系统，因此根据常规的地层压力和地层破裂压力梯度来考虑的井身结构设计方法是不能满足工程需要的。
复合盐层井身结构设计要同时考虑套管设计，因为有些地层需要下组合套管，其设计准则如下：1．复合盐层以上井身结构按常规设计进行；2．技术套管应尽可能下至复合盐层的顶部，必须封隔盐顶以上的所有低压地层，为安全钻穿膏盐层创造条件；3．采用适当高密度饱和盐水钻井液钻穿膏盐层或钻至可能的漏失层顶部后，下入高强度的套管；4．膏盐层套管设计主要考虑其抗外挤特性，对于蠕动膏盐层段套管的外挤力应按最大上覆岩层压力计算（山前构造带除外）；5．使用双心钻头钻蠕动膏盐层和用水力扩孔器扩孔，可以防卡和保证环空有足够强度的水泥环；6．使用厚壁高强度套管和双层尾管重叠技术，防止膏盐层蠕动挤毁套管。
复合钻进技术在延长西部油田的应用
复合钻进技术在延长西部油田的应用关键词：复合钻进发展现状钻具组合现场应用延长西部油田一、前言在进入21世纪后，旋转钻井仍将是油气工业最主要的钻井方法。
随着油田进入开发后期，区域地质情况复杂的断块油气田和边际油气田投入开发，尤其是在注水开发区域越来越多的采用多目标定向井、小位移井，油田开发对井身质量的要求越来越高，靶区半径要求由原来30～40m到目前的20m甚至10m。
为了满足油田开发的要求，按照常规的钻井方式，直井段需要吊打、纠斜，斜井段需要经常扭方位，多次起下钻改变钻具结构，不仅控制井眼轨迹的难度大，而且严重地制约了钻井速度，增加了劳动强度，延长了油层浸泡时间和钻井周期，不能实现安全、高效、快速钻井。
复合钻井技术是近年来在各油田钻井作业中普遍使用的一项钻井新技术，它能够大幅度地提高机械钻速，缩短钻井周期，经济效益十分显著。
二、复合钻进技术的特点旋转钻井又分为转盘旋转钻井、井下动力钻井及二者兼备的复合钻井等不同的旋转钻井方式。
其中，“复合钻井方式”既可连续控制井眼轨迹和减少起下钻次数，同时还能提高机械钻速，是一种比较高效的可控钻井方式。
该技术是集造斜作业、轨迹导向与一体的先进钻井技术，其最大特点是：1.可以大幅度提高钻井速度；2.可以使非作业时间即间歇时间降低；3.可以使井眼轨迹尽可能连续、光滑，井壁稳定，具有较好的井身质量；4.可以降低钻井成本，缩短钻井周期，大幅度提高钻井效益；三、国内复合钻进技术现状复合钻进技术由吐哈油田率先引进与研发，在不断实践的基础上，通过对螺杆钻具结构、性能、pdc钻头和使用优缺点的对比，不断优选钻头和钻井参数，优化钻井结构，大大提高了机械钻速，降低了钻井成本。
该技术已在吐哈油田、中原油田、辽河油田、河南油田、塔里木油田的定向井施工中广泛应用。
长庆油田在此基础上形成了“复合钻井技术配合pdc钻头实现定向井二开至完钻“一趟钻”的思路”，使复合钻井技术进一步升华，从而形成了二开后用一只钻头、一套钻具组合、起下一趟钻、完钻一口井的“四合一”技术的重大突破。
复合钻井技术在元坝地区陆相地层中的应用
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 。
关键词 ： 陆相 地 层 ；机 械 钻 速 ；螺 杆 钻 具 ；Ｐ ＤＣ钻 头 ；涡轮 钻 具 ；金 刚 石 钻 头 ；元 坝 地 区
＋ ｌｒ ｉｅ ＰＤＭ ｎｄ ｉ ｐ ｅ ｎａ ｅ ａ ｏ ｔ ｈ ｇ ｐ ｅ ｕｒ ｉ ａ ｇｅ ｓｚ ａ ｍ ｒ ｇ ｔ ｄ ｄｉｍ ｎｄ ｂｉ＋ ｉ ｈ ｓ ｅ ｄ ｔ ｂ ｎｅ， ａ ｎｃ ｅ ｓ ｉｌｎ ｐｅ ｄ ｃ ｎ ｉ ｒ ａ ｅ ｄｒｌｉ ｇ ｓ ｅ ．Ｔｈｅａ ｐｌ— ｐ ｉ
摘
要 ： 东北 元 坝地 区 陆相 地 层 ， 别是 须 家 河 组 地 层 具 有研 磨 性 强 、 钻 性 差 的 特 点 ， 使 该 地 区 陆 相 地 川 特 可 致
层 的机 械 钻 速 较低 ， ＰＤＣ钻 头 ＋ 螺杆 ” “ 而“ 和 高速 涡轮 钻 具 ＋ 孕 镶金 刚 石 钻 头 ” 合 钻 井 技 术 可 以 提 高机 械 钻 速 。 复
在 元 坝 地 区陆 相 地 层 的 应 用表 明 ， 常规 钻 井技 术相 比 ， Ｐ Ｃ钻 头 ＋ 螺 杆 ” “ 与 “Ｄ 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 ， “ Ｄ 钻 头 ＋ 螺杆 ” 合 钻 井技 术 只适 用 于 该 地 区的 但 ＰＣ 复
ａ ａ ｉ ｉｙ ａ ｄ ｐ ｏ ｏｃ ｒｌａ ｉｉｙ ｃ ｕｓ ｄ ｔ ｏ ａ ｅｏ ｅ ｔ ａ ｉ ． ｍ ｐ ｕｎ ｒｌｉ ｇ ｔ ｃ ｎｏ ｏ ｂｒ ｓｖ ｔ ｎ ｏ ｒｒ ｋ ｄ ｉｌ ｂ ｌｔ ａ ｅ ｈｅｐｏ ｒｒ ｔ ｆｐ ｎｅ ｒ ｔｏｎ Ｃｏ ｏ ｄ ｄ ｉｌｎ ｅ ｈ ｌ ｇｙ， ＰＤＣ
酒东地区复杂深井钻井提速技术研究与应用
６ ２
西部探矿工程
２１ 年第 ６ ０１ 期
表 ２ 长 ３ １井岩芯水化试验数据 ０
通过该试验结果可 以看出， 泥岩水化 ９ｈ后强度降 ６ 低最高达 ５ ， ０ 井壁岩石强度 的降低很容易导致发生 剪切破坏而发生坍塌 ， 造成钻井复杂情况。了解泥岩水 化后强度变化趋势， 采用相应 措施 ， 可有效 防止井壁坍 塌现 象 。 （） 土矿 物理 化性 能 分 析 ： ２粘 根据 酒 东 地 区地 层 岩 性特征， 开展了粘土矿物分析、 钻屑回收率 、 膨胀率等实 验研究与分析 ， 参见图 ３ 。
＊ 收稿 日期 ：０ ００ －７ 修 回日期 ：０ ００ －４ ２ １－８１ ２ １ －８２
中， 口井均发生了因红层引起 的井下复杂或事故。 每 １３ 白垩 系地层压 力 系统复 杂 ， ． 井下事 故复杂 发生 多 长沙岭构造所钻井中都存在高压盐水层， 区域分布 及 具体 深 度难 以确 定 ， 力 系 数 也 各 不 相 同 （． ８ 压 １ ４ ～ １９ｇ ｃ ） ．６ ／ｍ３。突然 钻 遇 时严 重 污 染 钻 井 液 性 能 ， 引 易 起 井下 复杂 和事故 ； 另外 ， 由于 盐水层 压 力高 ， 部第 三 上 系地层 压力低 ， 同一 裸 眼段 易 发 生压 差 卡 钻 ， 时 间 在 长 后造成粘附卡钻 ； ５ 长 井在井深 ３ ７． ２ ９７ ３ｍ时突然钻遇 高压盐水层 ， 钻井液密度 由 １５ 提高至 １８ｇ ｃ ３ ．５ ． ８ ／ｍ 后 发生卡钻事故， 损失钻井周期 １． ０ 。 ３ ６ｄ １４ 白垩 系下沟 组以 下地层 岩石可 钻性 差 、 磨性 强 ， ． 研 机 械钻 速低 下 沟组 以下地层 岩性 主要 为 泥 质 白云 岩 和灰 质 泥 岩， 岩石硬度大， 塑性强 ， 胶结致密 ， 钻头吃入地层难 ， 导 致 破岩效 率 低 。从 完 成井 的 钻 头使 用 情 况 统 计 发 现 ， ２６ ｍ牙轮钻头平均单只钻头进尺仅为 ３ ． ８ ／ １ｍ ７ ８ｍ 只， 平均机械钻速为 ０ ７ｍ ｈ 而 Ｐ Ｃ钻头平均单只钻头 ．４ ／ ， Ｄ 进尺为 ３ ６６ｍ／ 平均机械钻速仅为 ０ ５ ｍ ｈ ８ ．７ 只， ． ４ ／ 。所 以， 无论 是牙 轮钻头 还是 Ｐ Ｃ钻 头 ， Ｄ 其平 均机 械 钻速 都 较低 ， 大部分钻头的机械钻速都在 ０ ７ｍ ｈ以下。 ．０ ／ ２ 开展 的技 术研究 与攻 关 ２ １ 地 层压 力预测 研 究 ． 通过对长沙岭构造带随钻地层压力监测及地层测试 情况的统计表明， 该区第三系 ２０ｍ以上地层压力系统 ５０
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利用以上方程组就可求解出连续导向钻具组合在某一瞬时的钻头 侧向力 。
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华北石油管理局钻井工艺研究院
Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Bureau
三维静力学模型
钻头侧向力：
S x1 E1 I1U1
0 M tiV1 0 B1U1 0
S y1 E1 I 1V1''' 0 M ti U 1'' 0 B1V1' 0
钻头侧向力加权余量解：
F 6a13 Ei I i 2b12 M t1 a11 B1
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动力学模型
常规钻具组合动力学模型：
[ (r ' '2ir ir r ' 2 ) | r 'ir | (r 'ir ) Qk ] exp(i )
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动力学模型
钻柱振动物理模型：
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概 述
复合钻井技术依靠转盘与井下动力钻具的复合运动，驱动钻
头共同破岩，提高破岩效率，应用预弯曲井下动力钻具，增加了
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复合钻井钻具组合特性分析
双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响
近钻头稳定器与井壁间隙对侧向力的影响
侧向力（K N ） -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 2 2.5 3 3.5 4 δ 1 （m m ）
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动力学模型
钻柱振动物理模型：
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F2 L2
稳定器之间距离对侧向力的影响
à ò ¦ ¨ © ² Ï Á £ KN£ -10 -9 -8 -7 5.5 L2£ m£ ¨ ©
F1 L1
6 6.5 7 7.5 8
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F2
远钻头稳定器与井壁间隙对侧向力的影响
à ò ¦ ¨ © ² Ï Á £ KN£ -8.5 -8.3 -8.1 -7.9 -7.7 -7.5 -7.3 -7.1 2 2.5 3 3.5 4 Ä ¨ © ¦ 2£ mm£
L2
F1 L1
中国 · 河北 · 任丘市 电话 (0317) 2724309 传真 (0317) 2724527 邮编：062552
准动力学模型
复合钻井导向钻具组合的
特点可以归纳为一个导向工具
面不断有规律改变的过程，其 总体导向效果可用钻柱旋转一 周内钻头上的合导向力矢量来 表述。
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华北石油管理局钻井工艺研究院
Drilling Technology Research Institute of Huabei Petroleum Administeration Bureau
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复合钻井技术研究及应用
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F1 L1
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技 术 优 势
• 5、在长稳斜井段应用复合钻井技术，利用其较好的稳 斜稳方位效果，既可不下入三稳定器满眼钻具组合， 还可有效控制井眼轨迹； • 6、在三开井中应用复合钻井技术，既可提高机械钻速， 又可减少对技术套管的磨损；
• 7、 减少了钻具失效：在定向井中应用提高了机械钻
速，减少了钻具在弯曲井段的磨损时间，降低了转盘 转数，大大减少了钻具受交变应力次数，使用螺杆配
合欠尺寸的稳定器稳斜钻进，与满眼钻具相比大大减
少了钻具所受扭矩，从而整体改善了钻具受力情况。
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复合钻井钻具组合特性分析
双稳定器钻具组合参数对侧向力的影响
近钻头稳定器距井底距离对侧向力的影响
侧向力（KN） -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15 1.2 L1（m）
地层的扭方位作业；பைடு நூலகம்
• 4、是在防碰绕障井应用，下入合适的钻具组合复合钻 井，绕障时不需起下钻作业，方便准确。
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复合钻井钻具组合特性分析
该钻具组合在非易斜地区钻进，直井段有防斜作用， 可直接定向，井斜达到一定程度后复合钻井可增斜。 增斜侧向力随井斜角的增加而增加。随稳定器与井
壁间隙的增加降斜侧向力逐步增加，随稳定器与井
底距离的增加侧向力逐渐减小。
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汇报主要内容
• 概述
• 复合钻井技术优势
• 理论研究情况
• 钻具组合特性
• 现场应用效果
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复合钻井钻具组合特性分析
单稳定器钻具组合井斜对侧向力的影响
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技 术 优 势
• 复合钻井的技术优势有：
• 1、实现复合钻井增斜，缩短滑动钻进井段，增斜率最
高可达到5~6°/100米； • 2、明显改善井身质量，不但保证中靶，而且缩小全角