旋冲钻井技术在十屋30井的应用
探矿工程(岩土钻掘工程) 2012年第39卷第4期
旋冲钻井技术在十屋30井的应用
穆国臣 ,张建龙 ,刘建华 (1.中国石化东北油气分公司,吉林长春130062;2.中国石化石油X-程技术研究院,北京100101)
摘要:长岭断陷深层地层岩石可钻性级值高,机械钻速低,钻井周期长,严重影响油气勘探速度,提高深部地层钻 井速度已成为该地区亟待解决的问题。分析了旋冲钻井高效破岩原理,介绍了十屋30井开展旋冲钻井提速情况, 为今后开展相关的研究及提速实验提供了借鉴。 关键词:火成岩;旋冲钻井;钻速;松辽盆地 中图分类号:TE242.7 文献标识码:B 文章编号:1672—7428(2012)04—0024—03 Application of Rotary Percussion Drilling Technology in SW30 WelI/MU Guo—chen ,ZHANG Jian—long ,LIU Jian— hua (1.SINOPEC Northeast Oil and Gas Branch,Changchun Jilin 130062,China;2.SINOPEC Research Institute of Pe. troleum Engineering。Beijing 100101。China) Abstract:The high drillability grade,low penetration rate and long drilling cycle seriously affect the exploration speed in Changling deep fault depression.Analysis was made on the principle of efficient rock—breaking by rotary percussion drilling and the exploration speed improving situation. Key words:igneous rock;rotary percussion drilling;drilling speed;SongLiao basin
长岭断陷深层泉头组、登娄库组、营城组地层岩
性致密,岩石硬度大、抗压强度高,岩石研磨性强、可
钻性差、可钻性级值高,部分地层可钻性级值超过 10级。钻井过程中主要面临机械钻速低、建井周期
长、钻井成本高、勘探开发进度慢等技术“瓶颈”问
题。针对泉头组以下地层提速提效问题,我们在十
屋30井试验了旋冲钻井技术,并取得了较好的应用
效果,为开展提速钻井配套技术研究提供了帮助。
1十屋30井概况 十屋30井是松辽盆地东南隆起区梨树断陷北
部斜坡带上的一口预探井,设计井深3800 m。采用
三级井身结构,钻头程序为0444.5 mm×200 m+ 0311.2 mm×2010 m+0215.9 mm×3800 m。钻遇 地层及岩性主要为砂岩、泥岩地层,在营城组发育安
山岩等火成岩,深部地层随着压实及火山作用,岩石
可钻性级值高。营城组、沙河子组、火石岭组岩性非
常致密、坚硬,研磨性强,机械钻速低,可钻性级值
高,是本井提高机械钻速的难点和重点,同时也是本 井的主要目的层。提高机械钻速,缩短钻井周期,缩
短油气层的浸泡时间,对于保护油气层,实现勘探目
的,意义十分重大。 2旋冲钻井高效破岩原理
普通旋转钻井是通过旋转的方式剪切、磨蚀岩 石,在钻具的旋转下,钻头处产生一横向的回转力,
当这一回转力超过岩石的强度时,岩石产生破碎,随
着钻头的旋转,钻头牙齿将破碎的地层剪切成岩石
碎屑。转速越高,回转力越大。用PDC钻头完成的
旋转钻进、复合钻井、涡轮钻井均属于这类的钻井。
当岩石强度非常高时,在理论上讲,必须产生的 回转力足够大,且大大超过岩石的强度,才能达到比
较好的破碎效率,但是如果岩石强度相当高,单凭高
转速产生的高回转力并不能提高岩石的破碎效率。
当回转力超过钻头固有的抗扭转力而低于岩石抗压
强度时,钻头非但破碎不了岩石,自己反而遭到破
坏。这类破岩方式由于主要是通过横向的剪切、磨 蚀作用破碎岩石,在纵向上虽然也受到上部钻具压
力作用,使钻头吃入地层,使用牙轮钻头钻进也能产 生纵向冲击力,但这一冲击力不足以破碎岩石硬度
太高的地层,其纵向岩石破碎作用相对来说比较小。
从机械破岩方式来看,要提高长岭断陷地区岩
石的破碎效率,必须在岩石破碎过程中产生横向的
回转力的同时,产生纵向的冲击力,从横向及纵向同
时破碎岩石,从而达到立体破岩效果,实现高效破 岩
收稿日期:201l一06—10;修回日期:2012—04—16 作者简介:穆围臣(1979一),男(汉族),黑龙江黑山人,中国石化东北油气分公司石油工程技术研究院工程师,石油工程专业,从事钻井工程 技术研究工作,吉林省长春市和平大街660号,guochenmu@sina.corn
。 2012年第39卷第4期 探矿工程(岩土钻掘工程) 25
旋冲钻井主要通过冲击器产生纵向冲击来提高
破岩效率。冲击器结构如图1所示。
控制孔F 输出通道E
输出通道C 活塞
外缸 接头 控制孔D 放 孔B 射流元件
缸体
冲锤
砧子
下接头
图1 液动射流式冲击器结构
高压液流从射流元件的喷嘴喷出,假如在附壁 作用下先附壁于右侧,高压液流便由C输出,进入 缸体的上部,推动活塞下行。此时,与活塞连接的冲
锤便冲击砧子,因砧子与岩心管相连,冲击能量便经 岩心管传至钻头上,完成一次冲击作用。活塞冲程
末了,上缸液压升高,反馈讯号回到F控制孔,促使 射流由c切换到E输出,液流经E进入缸体下缸,
推动活塞上行,做返回动作。回程末了,反馈讯号又 回到D,将射流切换到开始位置,液流又从C输出, 进入上缸,如此往返,实现冲击作用。 旋转冲击钻井是一种将旋转钻井与冲击钻井相
结合的一种破岩技术。与常规旋转钻井一样在横向 受到钻具旋转产生的横向回转力及纵向钻具质量产
生的压力外,还受到一个纵向冲击力,可以大幅度减 低岩石强度,使岩石产生纵向裂缝,从而达到破岩的
效果。 在旋冲钻井钻进过程中,岩石受到的作用力有 轴向钻压( )、冲击产生的交变载荷(F)以及钻具
旋转产生的横向回转力( ),岩石受力情况如图2
所示。
图2 旋冲钻井时岩石的受力情况 旋冲钻井时钻头受力中的钻压 使钻头牙齿
紧紧顶住岩石,保证有效能量作用到岩石上,达到更 好的破岩效果;冲击力F使岩石产生裂缝。冲击力
是由冲击器产生的交变力,井底岩石在轴向压力及 冲击作用下,强度降低50%~80%,冲击器产生的
冲击力直接作用于钻头,冲击效率高,其破岩效率是 钢绳冲击钻井的3~5倍,使井底坚硬岩石更易于产
生体积破碎,产生如图2所示的纵向裂纹。钻具旋 转产生的回转力 是一个周向力,岩石产生裂纹 后,岩石强度大大降低,回转力使已经降低强度的岩
石被剪切、磨碎,并被循环的钻井液带走。在保证钻
头牙齿不受损伤的条件下,冲击力越大,井底岩石产 生的裂纹越多,岩石强度降低越多,破岩效果越好,
回转力越大,越能将破碎的岩石及时清离井底,使下 次冲击直接面对新的地层,从而达到更好的破岩效
果。 在长岭断陷地区,对于岩石硬度不高的地层,依
靠较大的回转力就能达到较高的破岩效率,但是对 于岩石硬度高、岩石可钻性级值高、岩石研磨性高的
“三高”地层,单纯依靠大的回转力来剪切、磨蚀岩
石,由于纵向钻具压力很难使钻头吃人更深的岩石, 使得高转速磨蚀岩石能力有限,岩石破碎效率低。
如果硬地层钻进期间,既能产生纵向的冲蚀、冲击效 果,使岩石强度降低,产生纵向裂缝,又有横向的回
转力,剪切、磨蚀强度已经大大降低的破碎岩石,就 能起到更高效的立体破岩效果。
3 十屋30井旋冲钻井技术应用
为提高机械钻速,十屋30井进入营城组以后,
尽管优选了钻头,但效果不理想。 三开2010~3800 m井段主要钻遇登娄库组、营 城组、沙河子组、火石岭组地层。2800 m以下是提
高机械钻速的关键井段。
使用旋冲钻进技术前,共使用6只牙轮钻头,钻 头使用情况见表1所示,总体机械钻速在1.()1~
1.18 m/h。在下部地层如果继续使用牙轮钻头,机 械钻速会越来越慢。
表1 十屋30井旋冲钻井技术使用前钻头使用情况
井段/m 钻 号等 层位 鬻
2826~2839.13 2844.35~2918.21 2923.2l~3051 3051—3173.50 3173.50~3229 HJT517G 215.9 MXL—D¥44CDX 215.9 HJT517G 215.9 HCD407ZX 215.9 WHGE361P一6 215.9 营城组 1.18 营城组 1.14 沙河于组 1.07 沙河子组 1.17 沙河子组 1.O1
26 探矿工程(岩土钻掘工程) 2012年第39卷第4期
鉴于地层可钻性极差,营城组优选的MXL—
DS44CDX三牙轮钻头钻速与常规钻头基本相当,没 有达到预期效果;沙河子组采用HCD407ZX PDC钻 头机械钻速比常规钻头仅提高了9.3%,提高幅度
不大。WHGE361P一6 PDC钻头与常规钻头基本相
当,也没有达到预期效果。 自3234 m开始使用旋冲钻井技术。下人旋冲钻 具组合前,在井口对YSC一178型液动射流冲击器进
行了井口测试,该型号冲击器是通过在钻具内装入专
用射流元件,利用钻井液产生往复冲击的一种提高破 岩效率的工具。测试试验排量为12 L/s,冲击器工作
正常。冲击器测试正常后入井开始旋冲钻井。 旋冲钻井钻具组合为: 215.9mm MXL— DS44CDX钻头(旧)+0178 mm液动射流冲击器+
0159 mm无磁钻铤X 1根+0159 mm钻铤X l根+ 213 mm稳定器+0159 mm钻铤X 16根+4A11 X
410+0127 mm加重钻杆X 15根+411 X 520+ 139.7 mm钻杆+521 X410+0127 mm钻杆。 旋冲钻井技术是将旋转与冲击有机地结合在一
起的一种高效破岩方式。由于具有冲击特性,使用 该技术时必须引起足够的注意。在十屋30井这样
泥质含量高的地层钻进时,要保证钻井安全,达到更 好的提速效果,必须使用高转速与大排量配合,钻遇
火山岩地层时必须选用合适的钻井参数。如果使用 旋冲钻井技术时遇到憋钻、扭矩异常波动现象,应立
即上提钻具,必要时应立即起钻更换钻头。 钻进期间逐渐加压,摸索冲击器与钻压在本井既 定地层条件下的匹配性。钻进中逐渐发现:保持钻压
200~220 kN、转速54~70 r/min、排量为31~33 IMs, 提速效果比较明显。由于钻进初期处于钻井参数的 摸索阶段,且井壁掉块较多,机械钻速基本没有提高,
自3244 113开始,井壁掉块逐渐较少,且已摸索到了与 冲击器匹配的钻井参数,机械钻速开始明显增加。
旋冲钻井钻遇地层为灰色粉砂岩、灰黑色泥岩、 灰绿色安山岩。3244—3281 m灰黑色泥岩、灰色粉
砂岩段平均机械钻速达到1.86 m/h,使用钻头为已 经入井使用过的MXL—DS44CDX钻头,与2844.35
旋转导向技术大斜度定向井HF302井的成功应用_高井斜
第 1 页 共 33 页 旋转导向技术大斜度定向井HF302井的成功应用_高井斜
一、前言
作为川东北河坝区块的一口大斜度定向井,HF302井在定向施工过程中存在以下难点:1、定向造斜点选在嘉陵江组四段,岩性:含灰白色石膏与白云岩互层,定向过程中因岩性软硬变化较大,定向工具增斜率不稳定,使定向工具选择较困难。2、四开定向、稳斜段高低压并存,定向过程中压差、粘附卡钻风险较大。3、定向施工过程中采用滑动钻进,钻具与井壁接触面积大,钻压传递困难。4、深井密度高、井温高,对定向工具要求相当严格。为提高该井定向施工进度,降低井下风险,决定在该井定向施工过程中采用旋转导向进行定向钻进。
二、旋转导向钻井的目的及旋转导向系统的构成及工作原理
1、旋转导向系统简介
旋转导向钻井系统包括地面监控系统、井下旋转导向钻井工具系统和随钻测量系统。系统组成和指令传输过程见附图1。地面监控系统用来完成旋转(地质)导向二维建模、定向第 2 页 共 33 页 井水平井剖面设计或修正设计,底部钻具组合受力分析、井下信号解释处理井眼轨迹参数计算等工作。井下旋转导向钻井工具系统包括导向装置、双向通讯和动力模块、无磁模块稳定器等井下工具。随钻测量系统包括传感器模块、优化旋转密度仪和动态与压力模块等随钻地质特性和钻具特性测量工具,旋转导向钻具组合主要由以下五类工具组成。
导向装置:导向装置是旋转导向钻井技术的关键工具,井下液压系统所带动的三个独立液压缸分别控制三个造斜肋块伸缩,依靠井壁反作用力来实现造斜和扭方位作业,三个独立液压缸为每一个造斜肋块提供最大3吨的推动力。另外,导向装置带有距离井底仅1.0米的近距钻头井斜角测量装置。
除造斜功能外,导向装置还有稳斜功能。通过井下自动控制闭回路,在地面指令通过另一回路发至导向装置后,自动控制功能开始接管,将每秒测得的井斜数据与指令比较并进行调节控制,从而达到平缓光滑的井眼轨迹。在稳斜模式下,导向装置自动向靶点井斜角进行平滑导向,在新指令到达之前,将靶点井斜角保持在+0.1之内;而且稳斜过程中也可以随时通过下传指令改变井眼方位。
旋转导向钻井技术在HJ203H井的应用
2010年第11期 西部探矿工程 l25
旋转导向钻井技术在HJ203H井的应用
顾战宇*1 ,熊 伟。,杨仕会 ,李宏宇 ,李德新 ,裴绪建
(1.成都理工大学能源学院,四川成都610000;2.中国石油化工股份有限公司西南油气分公司川东北采气厂,
四川南冲637400;3.中国石油塔里木油田分公司工程技术部,新疆库尔勒841000;
4.安东石油技术<集团>有限公司,北京100102)
摘要:HJ203H并是中国石化西南油气分公司在川东北地区部署的第一口水平井。川东北地区地
层存在地层倾角大、地层压力高、可钻性差、易井漏、硫化氢含量高等特点,钻井施工难度较大。介绍
了旋转导向钻井技术及其在HJ203H井的现场应用。旋转导向技术在该井的成功应用,为钻转导向
技术在该区块的进一步推广奠定了良好的基础;同时,为在该区块进行高难度、大位移水平井施工提
供一条技术思路,为川东北地区超深气藏的开发提供借鉴。应用钻转导向技术钻出的井眼轨迹圆滑,
增加了水平段的延伸能力,提高了水平井的单井产量,旋转导向技术在该井的成功应用创造了良好的
经济效益和社会效益。
关键词:旋转导向;超深气藏;井眼轨迹;
中图分类号:TE243文献标识码:B文章编号:1O04—5716(2010)11一O125一O4
HJ203H井是中国石化西南油气分公司在川东北
地区部署的第一口水平井,构造属于四川盆地川东北通
南巴构造带。该井斜井段长1967m,遇到轨迹控制难度
大;施工摩阻、扭矩大;施工泵压高等钻井难题。安东石
油技术(集团)有限公司和Baker Hughs INTEQ公司
联合提供旋转导向钻井技术服务。在施工中,实现了一
套旋转导向钻具组合完成了定向造斜、稳斜、增斜和水
平段的钻进任务。本文对旋转导向钻井技术及其在
HJ203H井现场应用情况进行了介绍和总结分析,对进
一步提高川东北地区超深水平井的钻井速度和井身质 量,对川东北地区深层天然气藏后期开发有借鉴意义。
旋转导向技术大斜度定向井HF302井的成功应用
科技信息 。矿业论坛0 SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION 2010年第2l期
旋转导向技术大斜度定向井
HF302井的成功应用
黄佑富李永平 (西南石油局广西钻井公司 广西南宁530022) 【摘 要】2009年石油工程西南公司广西钻井分公司承钻的HF302井成功的在qo241.3mm尺寸井眼实施了旋转导向的定向钻进及稳斜钻 进作业,文章结合该井旋转导向定向钻进及稳斜钻进实践,分析了旋转导向钻井与常规定向钻进的优缺点及旋转导向钻井的应用前景。 【关键词】旋转导向;深井;高比重;高井斜;脱压;粘卡
0前言 作为川东北河坝区块的一口大斜度定向井。HF302井在定向施工 过程中存在以下难点:(1)定向造斜点选在嘉陵江组四段。岩性:含灰 白色石膏与白云岩互层,定向过程中因岩性软硬变化较大.定向工具 增斜率不稳定,使定向工具选择较困难。(2)四开定向、稳斜段高低压 并存,定向过程中压差、粘附卡钻风险较大。(3)定向施工过程中采用 滑动钻进,钻具与井壁接触面积大,钻压传递困难。(4)深井密度高、井 温高,对定向工具要求相当严格。为提高该井定向施工进度.降低井下 风险,决定在该井定向施工过程中采用旋转导向进行定向钻进。 1 旋转导向钻井的目的及旋转导向系统的构成及工作原理 1.1旋转导向系统简介 旋转导向钻井系统包括地面监控系统、井下旋转导向钻井工具系 统和随钻测量系统。系统组成和指令传输过程见图1。地面监控系统 用来完成旋转(地质)导向二维建模、定向井水平井剖面设计或修正设 计。底部钻具组合受力分析、井下信号解释处理井眼轨迹参数计算等 工作。井下旋转导向钻井工具系统包括导向装置、双向通讯和动力模 块、无磁模块稳定器等井下工具。随钻测量系统包括传感器模块、优化 旋转密度仪和动态与压力模块等随钻地质特性和钻具特性测量工具, 旋转导向钻具组合主要由以下五类工具组成。
图1 组成和指令传输过程示意图
旋转导向钻井技术介绍
旋转导向钻井技术介绍
引言
近十几年来,水平井、大位移井、多分支井等复杂结构井和“海油陆采”的迅速发展。为了节约开发成本和提高石油产量,对那些受地理位置限制或开发后期的油田,通常通过开发深井、超深井、大位移井和长距离水平井来实现,进而造成复杂结构的井不断增多。目前通行的滑动钻井技术已经不能满足现代钻井的需要。于是,自20世纪80年代后期,国际上开始加强对旋转导向钻井技术的研究;到90年代初期,旋转导向钻井技术已呈现商业化。国外钻井实践证明,在水平井、大位移井、大斜度井、三维多目标井中推广应用旋转导向钻井技术,既提高了钻井速度,也减少了钻井事故,从而降低了钻井成本。旋转导向钻井技术是现代导向钻井技术的发展方向。
旋转导向钻井技术
旋转导向钻井法是在用转盘旋转钻柱钻井时随钻实时完成导向功能。钻进时的摩阻与扭阻小、钻速高、钻头进尺多、钻井时效高、建井周期短、井身轨迹平滑易调控。此外,其极限井深可达15 km,钻井成本低。旋转导向钻井技术的核心是旋转自动导向钻井统,如图1所示。它主要由地面监控系统、地面与井下双向传输通讯系统和井下旋转自动导向钻井系统3部分组成。
1、 地面监控系统
旋转导向钻井系统的地面监控系统包括信号接收和传输子系统及地面计算存储分析模拟系统,有的还具有智能决策支持系统。旋转导向钻井系统的主要功能通过闭环信息流监视并随钻调控井身轨迹,其关键技术是从地面发送到井下的下行控制指令系统。
2、 地面与井下双向传输通讯系统
目前已提出的信号传输方式有4种,即钻井液脉冲、绝缘导线、电磁波和声波。通过比较分析,笔者发现这4种传输方式各有优缺点和应用局限,如表1所示。
3、 井下旋转自动导向钻井系统
井下旋转自动导向钻井系统是旋转自动导向系统的核心,它主要由3部分构成,即测量系统、导向机构、CPU和控制系统。
(1)测量系统 测量系统主要用于监测井眼轨迹的井斜、方位及地层情况等基本参数,使钻井过程中井下地质参数、钻井参数和井眼参数能够实时测量、传输、分析和控制。它经历了随钻测量(MWD)、随钻测井(LWD)、随钻地震(SWD)、随钻地层评价测试技术(FEMWD)和地质导向技术(GST)几个阶段。
高分子中空微珠低密度钻井液技术在十屋地区的应用
DOI:10.3969/j.issn.1006—6535.2018.05.033
0引言 ·__】 t=1 同 分子中空微珠低密度钻井液技术
在十屋地区的应用
陈 铖,许 洋,赵素丽,石秉忠,李 涛
(中国石化石油工程技术研究院,北京100101)
摘要:十屋地区位于松辽盆地东南隆起区,是典型的低压低渗油气藏,井漏与储层污染问题凸 显,目前使用的常规钻井液体系无法有效应对,制约了该区块的高效开发,采用低密度钻井液 是解决该问题的有效方法之一。针对十屋地区储层特性,结合钻井液技术难点和对策分析,设 计出一种新型低密度钻井液体系。研究结果表明:高分子中空微珠加量为1%时,可将钻井液 密度由1.04 cm 降低至0.98 g/cm ,降密度效果明显,且对钻井液性能无影响,形成的低密 度钻井液体系满足现场施工要求,解决了传统钻井液体系的漏失问题,为十屋地区防漏、堵漏 及储层保护工作提供了良好的解决方案。 关键词:十屋地区;高分子中空微珠;减轻剂;低密度钻井液 中图分类号:TE355.5 文献标识码:A 文章编号:1006—6535(2018)05—0172—03
Application of Polymer Hollow Microsphere Low—Density Drilling Fluid in Shiwu Chen Cheng。Xu Yang,Zhao Suli。Shi Bingzhong。Li Tao (Sinopec Research Instit ̄e of Petroleum Engineering,Beijing。100101。China) Abstract:Shiwu is a typical low—pressure and low—permeability reservoir located in the uplift area ot’the Southeast— ern Songliao Basin.Conventional drilling fluid system is challenged by the serious drilling fluid loss and reservoir pollution。which restricts the efficient development of this block.Low—density driRing fluid is one of the effective means to improve these problems.According to the reservoir properties of Shiwu,a new low—density drilling fluid system is designed by combining with the technical dificulties and countermeasures.Research indicates that when the concentration of polymer hollow microsphere is 1%。the drilling fluid density can be reduced from 1.04 g/am to 0.98 g/cm 。which shows significant density reducing performance and no influence on drilling fluid perform— ance.This low—density drilling fluid system meets field operation and improves the drilling fluid loss of conventional drilling fluid system.This research could provide a favorable way to loss prevention,plugging and reservoir protee— tion in Shiwu. Key words:Shiwu;polymer hollow microsphere;lighten additive;low—density drilling fluid
旋冲钻具在克JLHW261井的试验应用
技术研究
98 2018年第2期
JLHW261邻井已经从个性钻头设计以及钻井液体系优选等方面进行技术攻关,使得复杂状况得到一定程度的降低,但是提速效果不是很明显,所以,希望通过本文的实验应用,可以使其得到明显的提速,并且能够获取良好的经济效益。1 钻井概况JLHW261井作为一级风险水平井,其井深为5763m。但是在钻井过程中会出现卡钻、井漏等情况,其平均机械钻速为1.15m/h。2 钻井难点第一,地层言行相对复杂,生产时效低,并且钻井周期较长。第二,底层抗压强度大,可钻性差,钻井速度低。第三,井底的温度偏高,导致钻井提速工具的选择受到限制[1]。3 旋冲钻具工作原理及技术优势3.1 工作原理旋冲钻具由动力总成、冲击锤以及传动轴总组成,相比湘桂的螺杆钻,其主要是利用冲击锤总成来替代传统的螺杆传动总成,然后与NOV油密封传动轴总成技术相互结合,直接改变普通的PDC钻头破岩的方式,增强钻头的切削破岩效率,并且通过心轴之间相互啮合就可以直接向工具外壳提供轴向的震动,这样就可以减少托压,克服摩阻,减少有害粘滑震动对PDC钻头带来的影响,最终满足提速与提高进尺的要求。3.2 技术优势第一,高频轴向冲击力能够克服井下的摩阻,进而减少托压,这样就可以帮助PDC钻头剪切岩层。并且旋冲钻具的轴向高频冲击力可以预先形成岩石裂纹以及预破碎,帮助PDC钻头改善其切削的环境,并且还可以直接降低井壁与管柱的接触正压力,从而降低摩阻,提升破岩的实际效率。第二,延长钻头使用寿命。轴向的震动可以减轻或者是直接消除有害粘滑震动带来的影响,并且针对轴向的震动,也可以选择耐磨性能较强,抗冲击性能较强的PDC钻头,在主切削齿中,可以针对性的摆放短基座切削齿,而其孕镶材料支出被暴露在外边,一旦切削齿可以达到一定的程度,那么孕镶材料就可以作为主切削结构来对地层进行切削,这样就可以提升钻头的抗冲击性以及延长使用寿命[2]。第三,纯机械结构,适用温度较高。这样也可以满足深层高温钻井的需求。第四,无信号干扰,并且安全可靠。这一种方式对于现场条件要求较低,并且现场使用工艺也安全可靠。4 现场试验及效果评价4.1 钻具组合确定金龙261井4000~4232m应用旋冲钻具,钻具组合:Φ215.9mmFT56+Φ172mm旋冲钻具+Φ165mmMWD短节+Φ127mm无磁承压钻杆(1根)+Φ127mm加重钻杆(69根)+Φ158.8mm随钻震击器+Φ127mm加重钻杆(6根)+Φ127mm斜坡钻杆4.2 施工参数选择为了满足井身质量要求,降低复杂情况,可以选择钾钙基聚磺,其密度为1.35g/cm3,黏度达到51s,pH值得为10。经过综合的分析与使用规范,最终确定泵压16~18MPa、排量28L/s;按照岩性本身的可钻性分级,再加上特殊岩性本身的防卡要求,其钻压控制在60~120kN。4.3 试验效果评价在使用了金龙261井应用旋冲钻具之后,相比邻近没有使用这一工具的钻井进行横向与纵向的对比,最终证明其拥有明显的效果,并且进尺也得到一定程度的提高,在钻头保护方面效果非常明显,能够满足深部复杂地层之中的PDC钻头的高效应用,并且取得的经济效益非常明显。4.3.1 提升了机速与进尺JLHW261井从百口泉组至二叠系选择的PDC钻头为单弯螺杆配合PDC钻头、旋冲钻具配合孕镶PDC钻头,在经过对比之后发现,相比单弯螺杆,旋冲钻具配合孕镶PDC钻头可以提升56%的速度,并且进尺也能够提升60%左右。4.3.2 有效的保护钻头通过使用旋冲钻具和未使用这一钻具的钻头磨损度的分析发现:旋冲钻具的钻头复合片可以满足2级的磨损要求,其外径几乎没有变化,拥有良好的保护效果,可以持续性的使用,并且效果也非常明显。4.3.4 存在问题及不足旋冲钻具本身带有稳定器,但是其支撑块的宽度不足,可能出现稳方位与稳斜能力偏弱的情况,这样会影响钻井与定向的难度,并且也不利于井身本身质量的保护,有待更进一步的优化[3]。5 结束语总而言之,希望通过本文的阐述,能够对旋冲钻具的应用有更进一步的了解,最终满足提速并增加经济效益的目的。参考文献[1]于建涛,王东明,刘蜀平,等.旋冲钻具在华北油田安探1x井的试验应用[J].西部探矿工程,2017,29(2):33-36.旋冲钻具在克JLHW261井的试验应用马昌龙西部钻探定向井公司 新疆 克拉玛依 834000摘要:为了解决深部地层岩性复杂、水平段过长导致的托压严重等因素导致的单只钻头进尺少和机械钻速低等问题,克拉玛依油田首次在JLHW261井中应用了旋冲钻具,为克拉玛依油田深部地层提速探索了新途径。关键词:旋冲 钻具 深部地层 深井 提速Test application of rotary drilling tool in well K JLHW261Ma ChanglongWestern Drilling and Directional Well Company,Karamay,Xinjiang 834000 Abstract:In order to solve the deep formation lithology complex,horizontal interval is too long cause of pressure caused by factors such as single bit less penetration and low rate of penetration of problems,and for the first time in karamay oilfield JLHW261 Wells the application of the screw drill tool and accelerated the deep formation of karamay oilfield explored new ways.Keywords:spiral; drilling tool;Deep strata;Deep well ;acceleration
旋转导向钻井技术现状及发展趋势
旋转导向钻井技术现状及发展趋势
旋转导向钻井技术是一种先进的钻井技术,目前已经在国内外得到了广泛的应用。这种钻井技术的现状和发展趋势可以总结为以下几点:
现状:
旋转导向钻井技术已经在国内外得到了广泛的应用,包括陆地和海洋钻井。
这种技术具有摩阻与扭阻小、钻速高、成本低、建井周期短、井眼轨迹平滑、易调控并可延长水平段长度等特点。
旋转导向钻井系统已经成为当今石油钻井工程领域最重要的前沿装备之一,也是实现石油钻井向数字化、信息化、自动化方向发展的核心技术和重大装备。
发展趋势:
智能化:随着人工智能和机器学习技术的发展,旋转导向钻井系统的智能化程度将越来越高。通过引入智能算法和传感器,可以实现对钻井过程的实时监测和智能控制,提高钻井效率和安全性。
绿色化:在环保压力日益增大的背景下,绿色化成为旋转导向钻井技术的重要发展趋势。通过优化钻井工艺、使用环保材料和设备等措施,可以降低钻井过程中的能耗和排放,减少对环境的影响。
深海化:随着深海石油资源的开发需求不断增加,深海化成为旋转导向钻井技术的重要发展方向。通过研发适用于深海环境的旋转导向钻井系统和设备,可以实现对深海石油资源的有效开发。
极端环境适应性:为了应对极端环境下的钻井挑战,如高温、高压、高盐等环境,需要提高旋转导向钻井系统的极端环境适应性。通过研发适用于极端环境的材料和设备,可以拓展旋转导向钻井技术的应用范围。
总的来说,旋转导向钻井技术在国内外已经得到了广泛的应用和发展,未来将朝着智能化、绿色化、深海化和极端环境适应性等方向发展。
石油钻井中旋冲钻井技术的应用
2019年06
月油田管理棒之间存在有天然气以及原油的多孔通道,当工作过程中,原油被抽出油井时,会与放置其中的脱硫棒相接触,并于硫化氢气体发生化学反应,从而清除掉原油内的硫化氢气体。使用此种方法,由于脱硫棒的制备是由脱硫剂合成的,因此其有效成分含量高,作用较快,并溶解时间较长,保持长时间有效,此外还有操作简单的优点[2]。2.1凯尔文处理剂的研究针对油井内硫化氢气体较多的问题,为了有效清除其中的硫化氢杂质,将目前的脱硫机制备成固体的脱硫棒并将其放入油井中,从而实现对原油中的硫化氢气体进行清理,随着多根固体脱硫棒的加入,会在其之间形成多孔的通道,将原油抽出的过程中,原油会与固体脱硫棒接触,使硫化氢气体与脱硫棒中的有效成分进行反应,该反应生成的物质可溶于水和原油,不会产生沉淀物等对石油或天然气的流出产生一定的影响,由此就可将原油中的硫化氢消除,从而解决了硫化氢带来的危害问题。2.2凯尔文处理剂具体实验脱硫棒的具体制备过程易于操作,其关键在于对于各种配料的配比的控制,在具体操作中,选取碳酸钠、三乙醇胺等材料按照合适的比例进行粉碎并将其粉碎后的物料进行均匀的混合搅拌操作,当混合搅拌均匀后,由压粒机对混合物进行操作,使其成为球形,从而得到可以应用的固体脱硫棒。在脱硫棒的具体应用中,将多个球形固体脱硫棒放置在油井之中,脱硫棒之间会形成多孔的通道,在当原油与脱硫棒接触时,脱硫棒中的有效成分发挥作用,与硫化氢气体发生化学反应,根据相关的化学反应式可得,反应完成后得到的产物可以溶于原油并随着原油被开采出地面,而不会生成固体沉淀导致石油或天然气的堵塞。根据研究人员的测算以及实际的应用过程结果,此种方法可以对于原油中硫化氢气体的去除工作可以快速并且高效的完成,不仅如此,脱硫棒还有溶解过程缓慢,有效时间长的有点,根据计算,即使对于硫化氢气体含量较高的原油,每吨原油只消耗0.1千克的固体脱硫棒,因此一次放入足量的固体脱硫棒,可以在较长时间内发挥作用。2.3凯尔文处理剂的实验效果通过选用凯尔文处理剂进行原油的硫化氢治理,可以达到快速的清除硫化氢气体,并且相对相对其他处理剂处理的更彻底,操作简单,不会对石油加工工艺产生进一步的影响,并且该处理剂使用寿命较长,在一定程度上节约了治理成本,同时在硫化氢出井之前就达到了消除,避免其泄漏对周围环境造成更大的伤害,有助于保证人体生命安全以及输油管线不受破坏[3]。3结语综上所述,本文针对目前油井中对硫化氢气体的治理,对现存的处理方法进行了分析,最终确定凯尔文硫化氢处理剂使用效果最理想,可彻底消除原油中产生的硫化氢有害气体,对现在的硫化氢处理技术提供了新的思路。参考文献:[1]刘瑞杰,杨文毫.油田生产水治理油井硫化氢的应用效果分析[J].石化技术,2017,24(10):53.[2]刘瑞杰,杨文毫.油井硫化氢的治理效果分析[J].油气田环境保护,2017,27(04):22-24+61.[3]张守献,王刚,袁长忠,
旋冲钻井技术在石油钻井中的应用
旋冲钻井技术在石油钻井中的应用
发布时间:2022-07-20T08:00:07.857Z 来源:《工程管理前沿》2022年5期 作者: 吴宏利
[导读] 旋冲钻井作为一项用于解决钻井破岩效率低、
吴宏利
中国石油天然气有限公司渤海钻探定向井技术服务分公司
摘要:旋冲钻井作为一项用于解决钻井破岩效率低、缩短钻井工期时间而研发的新型石油钻井技术,相比于超高压喷射钻井、脉冲空化射流钻井等其他深层钻井技术,旋冲钻井技术有着设备结构简单、前期投入规模小的优势,综合应用效果显著。与此同时,考虑到旋冲
钻井技术的大规模推广应用时间有限,理论基础与技术经验尚需进一步积累完善。因而,对旋冲钻井技术应用问题的深度研究是十分必要
的,是取得最佳技术应用效果的关键。
关键词:石油;钻井;旋冲钻井技术;应用
引言
在开发油田进行钻探工作时受到地质影响极易出现地层较硬的问题,传统钻井技术大部分都是利用牙轮状钻头将其与PDC钻头相互配合,来进行油田旋转钻井工作。这种钻井技术在碰到较硬的地层时,需要的钻井时间较长、成本较高,对钻头使用年限会产生影响。而液
动冲击旋转的油田钻井技术可让硬质层难以钻井的问题得到有效解决,遇到较硬的岩层时,这一技术可利用自身冲击优势提高油田钻井成
效,降低和维护油田钻井以及石油企业投入成本。因此,需要在建设和开发油田过程中,对这一钻井技术进行推广,有效提高硬质岩层钻
井效果
1旋冲钻井的原理
随着钻井技术的不断成熟,传统旋转钻井技术已经无法满足开采要求,为了解决传统旋转钻井技术存在的问题,旋冲钻井技术得以在市场中应运而生。与传统旋转钻井技术相比,旋冲钻井技术可利用冲击器加快钻井作业速度,有助于提升钻井效率。以实际钻井工作为
例,钻井人员可在井底安装冲击器,利用动力装置驱动冲击器工作,并且也可将冲击器安装在岩芯管上端,有助于提升钻井效率。在钻井
时,作业人员可通过使用钻井液、高压气体等作为力传递的媒介,确保冲击器可以反复进行冲撞运动。随着钻头撞击频率的增加,在冲击
高效破岩射流冲击器在松南十屋30井应用效果良好
第38卷第2期 郭瑞昌等:微小井眼水平伸长影响因素研究 3)微小井眼水平段长度的确定要综合考虑水 力因素、连续油管与井壁摩阻、产能等多方面因素的 影响,取各因素允许长度最小值为最终长度。 4)目前,微小井眼钻井技术仍处于探索阶段, 其钻井工艺也在不断完善中。分析限制微小井眼水 平伸长的主要因素是实现微小井眼钻井技术工业化 应用并发挥其优势的重要保障。 参 考 文 献 [1]Albright J,Dreesen D,Anderson D,et a1.Road map for a 5000一ft E23 micr。b。rehole[EB/()I ].[2oo9—07—10].http://www.fossil.ener gY.gov/programs/oilgas/microhole/microholeroadmap.pdf. Spears&Associates Inc.US department of energy microdrill initiative initial market evaluation[EB/OL].(2003—04—16) [2009—07—1 o].http://www.fossil.energy.gov/programs/oil gas/microhole/microholemarketeva1.pdf. 刘希圣.钻井环空水力学及携岩理论基础[M].山东东营:华东 石油学院,1983. 汪志明,郭晓乐.大位移井水力延伸极限研究[J].钻采工艺, 20o8.3】(4).】一3. [5] E83 [91 [11] [12] [143 Mitche11 R F.Effects of well deviation on helical buckling[J]. SPE Drilling&Completion.1997,1 2(1):63—70. 黄涛,路永明,王世圣,等.钻柱稳定性的试验研究[J].石油钻 采工艺,1999,21(2):31—36,40. Qiu Weiyong.Force transmission of coiled tubing in horizontal wellsER].SPE 54584,1 999. Cunha J C.Buckling of tubulars inside wellbores:a review on recent theoretical and experimental works[R].SPE Drilling& Completion,2004,l9(1):13-19. Mitchell R F.I ateral buckling of pipe with connectors in hori— zontal wells[R].SPE 59146,2000. Mitchell R F.Tubing buckling the rest of the story[R].SPE 96131,2005. Mitchell R F,Miska S.Helical buckling of pipe with connec— tors and torque[R].IADC/SPE 87205,2004. 蒋慰兴,陈建兵,马认琦,等.磨料射流切割多层套管技术的试 验研究[J].石油钻探技术,2009,37(2):4卜44. Kolle J J,Theimer K,Theimer A,et a1.Coiled tubing jet drill— ing with a downhole intensifier[R].SPE 113725,2008. 周生田.水平井水平段长度计算及影响因素分析EJ].石油钻 探技术,2008,36(5):78—8O. [审稿 曾义金] Investigation of Factors Affecting Microhole’s Horizontal Displacement Guo Ruichang Li Gensheng Huang Zhongwei Tian Shouceng Shi Huaizhong (State Key Laboratory of Petroleum Resource and Prospecting,China University of Petroleum, Changping,Beijing,102249,China) Abstract:Microhole drilling technology,a newly developed technology over the past decade,is a low-cost ex— ploration and development technology which mainly applied to shallow reservoir.Combined with horizontal well technology,microhole drilling technology has obvious advantages in thin,heavy oil,margin and depleted reser— voirs.The maximum horizontal extension of microhole wellis 1imited by severa1 factors.The effects of the factors on microhole well horizontal extension were analyzed,including equipment performance,wellbore stability,forma— tion factors,and friction and production capacity.The results showed that microhole horizonta1 extension increases with rated pump pressure,formation breakdown pressure and bending rigidity of CT.While economical production shows that there is an optimal value in horizontal extension.The friction between CT and wellbore has more im— pacts compared with others factors.The minimal of maximal horizontal extension determined by above factors is the optimal designed length. Key words:micro—hole drilling;length of the horizontal segment;coiled tubing;friction resistance; productivity 9● 协9慨 ● ● ≈ ^ ● ^ ‘ ^ ^ ● 々 々 ^= ‘ 0 々 々 々 t 高效破岩射流冲击器在松南十屋30井应用效果良好 2009年12月22日,中国石化石油工程技术研究院研制的YSC一178A液动射流式冲击器在松南地区十 屋3O井进行了现场应用,应用井段3 234.O0~3 352.13 m,为致密高研磨性砂岩、泥岩和安山岩地层,冲击 器入井工作时间总计127.00 h,纯钻时问81.24 h,进尺118.13 m,平均机械钻速1.45 m/h;与上部同型号 钻头平均机械钻速(1.14 m/h)相比,机械钻速提高44.0 ;与上部同型号钻头钻进同类地层对比,机械钻速 提高63.2%,应用效果良好。
