基于数值模拟的远程工程支持在海洋19-6井的实践

数字化和智能化是钻井工程发展的新方向,但目前仍处于初级阶段。针对海洋19-6井中下部井段存在异常压力层,预测钻井液安全窗口较窄的问题,通过Drillworks软件采用dc指数法和分段测井资料校正法开展了地层随钻压力监测、通过动态跟踪软件Well-Ahead软件结合Landmark软件水力模块校正开展了随钻动态水力（随钻ECD当量密度和起下钻抽汲和“激动”压力分析）监测,保证了井底和套管鞋钻井液循环当量在三压力安全窗口内。通过这种远程数据支持模式的建立,进一步推进了钻井工程数字化进程,有效保证钻井工程安全。     

辽东湾某油田大斜度井清除岩屑床技术的探讨

针对辽东湾某区块大斜度井出现的钻井液粘切高、起下钻困难、钻井液流变性不易控制的问题,从清理岩屑床入手,提出通过改善泥饼质量,保证井眼光滑、井壁稳定和保证钻屑携带的基础上,改变钻井液的流变性,使钻井液在钻铤处达到紊流,并及时使钻屑均匀分散在钻井液中,减少形成岩屑床的机会,达到清理岩屑床目的的新方法。该技术在该区块8口水垂比小于2的井上进行了施工,取得了理想的效果。     

S/D-2井欠饱和盐水钻井液技术

S/D-2井在井深2480 m以后钻遇了大段复杂的盐膏层,由于盐的溶解而造成井径扩大及盐析而结晶造成卡钻。针对上述问题,应用了聚磺欠饱和盐水钻井液体系,解决了钻遇盐膏层后的井壁失稳、钻井液污染等技术问题。详细介绍了该井聚磺欠饱和盐水钻井液的应用技术。     

水基钻井液在陕北石油钻井中的应用

针对陕北地层特征的差异性,在分析、研究陕北靖边、甘泉、安塞、延长油区等地区100多口直井和定向丛式井的基础上,总结出一套适应该地层特征的低固相(固相含量≤8%)及无固相水基钻井液配方:在施工直井时,配制低固相水基钻井液;在施工定向丛式井时,配制无固相水基钻井液。在陕北石油钻井施工中,根据地层差异性配制的水基钻井液,解决了因地层原因引起的缩径、粘钻、坍塌和掉块等常见的钻进难题,避免了起下钻拉活塞现象和粘钻、卡钻、埋钻事故,提高了平均机械钻速和钻月效率。     

干热岩用耐高温钻井液关键技术及进展

干热岩（HDR）是一种可再生绿色清洁能源,其勘探开发具有埋藏深,地层破碎,压力异常,井温梯度高,孔底温度高（通常大于200 ℃）等特点,在钻井过程中易出现钻井液漏失量大,孔壁失稳掉块卡钻等问题。本文通过分析干热岩耐高温钻井液关键技术难点：处理剂及体系抗温问题、起泡问题、漏失、井壁失稳等问题。同时通过对国内外目前干热岩用耐高温钻井液体系进展及应用情况介绍,开展干热岩钻探耐高温钻井液技术发展方向研究,以期对推动我国干热岩资源勘探开发提供有效的技术支撑。     

水平孔钻渣运移机理研究

有效地排除钻渣是钻井液的主要功能之一。本文结合实验及相关工程情况,从力学角度对水平孔中钻渣的运移机理及相关影响因素进行分析,采用牛顿力学定律对钻渣在钻井液中的运移速度进行了解析建模。     

御道口油页岩矿区钻井液的研究与实践

油页岩矿区地层结构复杂,钻孔施工中常有坍塌、掉块、缩径、钻井液漏失等现象发生,易造成埋钻、卡钻、烧钻等事故,且取心困难。通过综合分析并进行实验室试验研究,选择对御道口油页岩地层有较好抑制性的钻井液配方,在生产中选择正确的配制方法并保持好钻井液的性能。通过施工验证,取得了较好的施工效果和经济效益,并收集了大量经验数据,为今后在类似矿区钻探施工提供了技术支撑。     

卤水钻井液在青海钾盐矿层钻探中的应用研究

在青海柴达木盆地卤水钾盐钻探中,钻遇地层为新近系干盐湖沉积地层,上部孔段岩性是粘土层,其特征是水敏性强,在施工中产生易缩径、造浆,下部孔段为砂砾碎屑岩,孔壁易出现掉块、坍塌等现象,给钻探施工带了困难。针对钻遇地层特点,采取先在室内进行卤水钻井液实验,选择出适合的钻井液配方,再到野外现场应用试验的研究方法。为了评价卤水钻井液的性能,选择淡水防塌钻井液、不饱和盐水钻井液、饱和盐水钻井液、卤水钻井液四种不同种类的钻井液进行钻井液抑制性、泥皮质量和润滑性能对比测试,结果表明,卤水钻井液性能优于其他类型钻井液。该钻井液的研制,有效保持了孔壁稳定和较高的岩心采取率,并取得了较好的经济技术效果。     

GYx地热井钻井液技术

高阳地热田GYx地热井,钻遇新近系及古近系地层较齐全,完钻井深3920 m,是一口三开井,目的层为蓟县系雾迷山组,施工中存在卡钻、漏失、掉块、坍塌及油气的风险。二开施工是钻井液的重点和难点,钻井液采用以大分子包被剂为主的聚合物泥浆及抗高温硅基防塌泥浆,使用耐高温的钻井液材料,按照地层压力控制钻井液密度,使用页岩抑制剂抑制页岩的水化膨胀,严格控制钻井液的失水量,使用润滑剂提高泥浆润滑性;采用四级钻井液固控设备并合理使用;所用钻井液性能良好,解决了施工中存在的风险问题,同时取得了较高的机械钻速。     

海底天然气水合物钻井液性能

在分析了海底天然气水合物地层钻井液特点的基础上,为获得确保在水合物地层安全钻进的钻井液,利用"天然气水合物微钻模拟实验系统"对部分钻井液处理剂及聚合醇无粘土海水钻井液进行了水合物抑制性实验和低温流变测试。提出了应合理选择钻井液处理剂,确保钻井液具有良好的低温性能和有效抑制水合物生成的能力。     

钻头泥包原因分析及松科二井防泥包钻井液的应用

为解决松科二井白垩系沉积地层因泥质含量高、易水化分散,在水基钻井液环境中易导致钻头泥包从而影响钻头机械钻速、引起井下黏附卡钻等问题,结合松科二井取心钻进工艺,系统分析了钻头在泥岩和水基钻井液环境下产生泥包的原因,为钻头的防泥包设计和防泥包钻井液的配制提供了依据,并提出了具有较优异防泥包性能的钻井液配方。结果表明:松科二井钻遇的泥页岩地层具有泥质含量高、易水化产生黏性的特点,极易诱发钻头在岩屑的黏附作用和由岩屑的机械“镶嵌”共同作用下引起的钻头泥包现象。钻头的机械黏附与钻头结构尺寸、井底水力条件、钻头材料与表面状态、钻进规程参数以及钻井液性能指标均有着密切关系,调整钻井液性能是钻井现场解决泥包问题的有效途径。根据松科二井四开高温高压井段的工艺特点,经复配获得了抗高温、抗黏附性能优异的钻井液配方。高温抑制性、热稳定性及润滑性测试结果表明,该钻井液具有高温态（230℃）的强抑制性、低滤失量和润滑性好的特点,可解决松科二井取心钻头的泥包问题,有效避免机械钻速的不稳定和黏附卡钻的发生,现场应用效果良好。      

仿生异型齿钻头在干热岩钻探中的应用

干热岩具有硬度大、研磨性弱、可钻性差和钻进难度大等特点,常规孕镶金刚石钻头钻进时打滑严重、寿命短。针对此技术难题,根据干热岩岩性和设计的井身结构特点,引入仿生高效耐磨技术,以穿山甲爪趾为仿生原型,结合孕镶金刚石钻头的结构和制备工艺方法,研制了与该类地层相对应的仿生异型齿钻头。在青海共和县干热岩现场的钻进试验结果表明：仿生异型齿钻头未出现打滑现象,相比于打滑不严重的常规软胎体孕镶金刚石钻头,仿生异型齿钻头的钻进速度提高97.5%,寿命（仿生钻头寿命为推算寿命）提高1.268倍。进一步证明了仿生异型齿钻头在坚硬打滑的干热岩地层中钻进能够提高效率、缩短钻井周期、节约钻井成本。     

锚索施工中的事故处理与注浆改进

介绍了锚索施工中埋钻的处理方法，通过改进钻头、反打、侧钻、改进钻杆、保守钻进，针对性地解决和避免了埋钻堵钻情况；还介绍了一些注浆方法的改进，旨在解决严重漏浆情况和使锚固段注浆更充分。     

硬岩PDC定向钻头优化设计及其表面增材技术研究

定向长钻孔是煤矿瓦斯、水害治理的主要技术手段,PDC定向钻头性能是影响坚硬地层钻进效率的重要因素。针对煤层顶底板岩层定向长钻孔施工中出现因PDC钻头体断翼、PDC崩齿等问题导致的频繁起下钻、施工效率低等现象,采用等切削布齿原则对刀翼布齿进行优化,有效降低切削齿冲击破坏;通过流体力学仿真分析,优化钻头水力参数,保证岩屑及时排出孔底,防止切削齿因重复破碎岩石导致过早损坏;通过仿真分析,优选大直径PDC异型齿,提高切削齿耐磨和抗冲击性能;引入表面增材制造技术,通过优化等离子(PTA)增材制造工艺参数,实现了兼具胎体耐磨耐冲蚀和钢体强韧性的WC基复合钻头体加工工艺。新研制的PDC定向钻头,在淮南顾桥煤矿北区底板探放水钻孔中进行了现场试验。结果表明:钻进致密、坚硬灰岩地层时,2只钻头寿命分别达到827、810 m,相对于以前的?120 mm胎体式定向钻头平均寿命300 m有较大幅度的提高,并降低了上下钻等辅助作业时间,提高了施工效率,达到了硬岩定向长钻孔提速增效的目标,为硬岩定向长钻孔用PDC钻头设计和制造工艺开发提供了新的解决方案。      

胶莱盆地白垩纪科学钻探施工技术探讨

结合胶莱盆地白垩纪科学钻探工程钻遇地层的复杂情况,介绍JK1号钻孔使用的钻孔结构、钻具组合、冲洗液选型、钻进技术参数等钻探施工技术措施。针对钻进中遇到的泥岩地层水化分散、钻孔超径和钻头泥包等难点,着重探讨了超前孔裸眼钻进、低固相抑制性冲洗液和钻头选型等解决方案。     

承德M24矿区深孔钻探钻进参数的选择分析

结合承德M24矿区深孔钻探工程,对钻进参数的选择情况进行了分析。分析认为,深孔钻进中,钻进压力的选择要综合考虑钻进的口径大小,岩石的硬度、强度、研磨性、完整性;在一定范围内,金刚石钻头的钻速和转速成正比例关系;冲冼液的选择应根据钻头类型与规格,胎体性能,钻孔深度,岩石研磨性、完整程度等来选择;适当扩大金刚石钻头的外径尺寸,能有效地避免高泵压的危害;可通过观察钻机主电机的电流指示表数值变化,判断孔内钻杆工况,电流的变化反映出钻机回转扭矩的变化。     

黑龙江嫩江县银多金属矿45°斜孔钻探施工技术

在黑龙江省嫩江县二道坎村开展银多金属矿普查工作中使用MP-1000型便携式钻机进行了45°斜孔施工,该钻机占地小,搬迁方便,适合斜孔施工。针对斜孔施工中出现的钻孔漏失、坍塌掉块、钻孔偏斜的问题,通过采用改性刚性水泥堵漏剂对钻孔漏失段进行封堵,取得了良好的封堵效果;选用合适护壁性能的冲洗液减少了钻孔坍塌掉块;为防止孔斜,采用锚杆固定的方式稳固钻机,钻进过程中使用高胎体钻头,减少起下钻次数,避免掉块挤压钻具引起孔斜。通过选择合适的冲洗液以及不断优化施工工艺,45°斜孔施工取得了良好的效果。     

江西省浮梁县朱溪矿区深孔钻探施工技术研究

详细介绍了朱溪矿区3个深孔钻遇地层、钻探设备、钻孔结构、钻头使用、起大钻、冲洗液使用、护孔堵漏、套管使用等具体情况。重点分析和总结了钻孔结构、钻头使用、冲洗液使用、护孔堵漏等钻探工艺技术,并提出今后深孔施工需慎重配套钻探设备、增大钻头外径、提高钻探效率、重视深孔孔斜尤其是方位超差和灰岩溶洞问题等建议。     

Critical Investigation of Wear Behaviour of WC Drill Bit Buttons

Mining and petroleum drill bits are subjected to highly abrasive rock and high-velocity fluids that cause severe wear and erosion in service. To augment the rate of penetration and minimize the cost per foot, such drill bits are subjected to increasing rotary speeds and weight. A rotary/percussive drill typically hits the rock 50 times per second with hydraulic impact pressure of about 170–200 bar and feed pressure of about 90–100 bar, while rotating at 75–200 rpm. The drill rig delivers a high-velocity flow of drilling fluid onto the rock surface to dislodge cuttings and cool the bit. The impingement of high-velocity drilling fluid with entrained cuttings accelerates the erosion rate of the bit. Also, high service temperature contributes to softening of the rock for increased penetration. Hence, there is a need to optimize the drilling process and balance the wear rate and penetration rate simultaneously. This paper presents an experimental scanning electron microscopy (SEM) study of electroplated (nickel-bonded) diamond drills for different wear modes.     

孕镶金刚石钻头磨损机理研究

孕镶金刚石钻头通过钻头胎体的持续磨损实现金刚石的自锐和高效破岩。因此,研究金刚石钻头磨损的影响因素及其影响程度和影响机理,对孕镶金刚石钻头的设计和使用非常重要。本次研究探讨了岩石物理力学性质、钻头胎体性能和钻进工艺参数等因素对孕镶金刚石钻头磨损过程和磨损机理的影响。分析表明,对钻头磨损最为显著的影响因素是岩石中的硬质颗粒导致的磨粒磨损,其次是钻头胎体与岩粉之间的粘着磨损,以及冲洗液中岩粉颗粒导致的冲蚀磨损。在此基础上,以不同硬度的钻头胎体摩擦磨损试验结果为例,探讨了钻头胎体性能及其内部硬质点对钻头磨损的影响机理。该研究成果可为科学设计与合理使用孕镶金刚石钻头提供依据。