钻井泥浆冷却技术发展现状与新型泥浆冷却系统的研究

在中高温地热钻井、深部油气钻井、冻土带钻井及天然气水合物钻井中,钻井泥浆冷却技术是钻井工艺中的关键技术之一。适当的井内循环泥浆温度是钻井作业安全快速进行的保证,根据泥浆冷却冷源获得方式的不同,将钻井泥浆冷却技术分为高温泥浆冷却技术和低温泥浆冷却技术。分别论述了在中高温地热钻井和深部油气钻井中采用的高温泥浆冷却技术,以及在冻土带和天然气水合物钻井中采用的低温泥浆冷却技术,并针对我国在低温泥浆冷却技术领域的现状,介绍了一种新型钻井泥浆冷却系统。     

高温地热钻井的最佳实践

地热开发的关键是地热钻井,高温地热钻井成本高,风险大。2008年,欧盟出版了"增强型地热系统最佳实践手册";2010年,美国桑迪亚国家实验室出版了"地热钻井最佳实践手册"。本文参考这两本手册和世界主要高温地热钻井实践,分析了高温地热钻井的特点及主要潜在问题,介绍了高温地热钻井的成熟钻井技术和一些前瞻性的技术,以及不同地质条件下(火山岩、变质岩和花岗岩)适用的最佳钻井实践,旨在对我国高温地热钻井提供技术参考。     

多工艺钻井技术在贵州省遵义县ZK1井施工中的应用研究

结合贵州省遵义县ZK1井地质情况,介绍了空气潜孔锤钻井工艺、螺杆钻具孔底动力钻井工艺和常规牙轮正循环钻井工艺等多工艺钻井技术在该井施工中的应用情况,通过对比分析得出了结论:多工艺钻井技术的合理使用可以极大提高贵州省地热钻井施工效率和经济效益。总结了钻井施工过程中出现的问题,如钻井设计与施工过程中与地质技术人员沟通不足、钻具选用与钻井参数不合理、钻井设备与钻进工艺不配套等,并根据贵州省地质情况和施工单位现状提出了改进意见。     

新集一矿地面抽采瓦斯钻井成井技术

地面钻井抽采工作面上覆采动区的煤层瓦斯,能很好地解决低透气性煤层的瓦斯抽采难题,但因钻井的成井率低,严重限制了该技术的推广应用。通过对钻井布置、钻井结构、钻井采气及井底层位、钻井施工技术与管理等影响成井的关键因素的研究,并将地面抽采瓦斯钻井成井技术在新集一矿进行实际应用,发现施工的12个地面抽采瓦斯钻井百分之百成井,为地面钻井法抽采瓦斯的成功应用提供了参考。      

大庆徐深28井气体钻井实践

大庆油田徐家围子地区深层采用常规钻井机械钻速较低,试验气体钻井技术表明,能够大幅度提高深层钻井机械钻速,缩短钻井周期。通过前期的地质分析,在总结大庆油田已经试验的2口气体钻井现场试验的经验和教训的基础上,确定在徐深28井三开登娄库设计采用空气钻井技术,进入营城组试验氮气钻井技术,这是大庆油田第一口采用空气和氮气钻井的气体钻井。经过周全的设计,克服了冬季气温低、地层出水、气液转化井壁稳定等难题,保证了井身质量,机械钻速与邻井常规钻井相比提高了7倍,缩短钻井周期26天,节约钻头7只,尝试了氮气钻进营城组,取得     

庆深气田深层勘探钻井配套技术研究与应用

针对庆深气田深部地层的地质特点,开展深层天然气勘探钻井配套技术研究。在非储层试验深层提速配套钻井技术、空气钻井工艺技术;在储层采用欠平衡钻井、充气钻井工艺和储层保护技术。通过近2年来在庆深气田深探井试验了23口井深层提速钻井配套技术,13口井欠平衡钻井技术,1口充氮气钻井技术,1口空气和充空气钻井技术,大幅度提高了钻井速度,及时发现和有效保护了气层,取得了重大的技术突破,为松北深层徐家围子地区天然气勘探展现1000亿m3储量规模起到了关键技术作用。     

充气钻井技术在油砂山油田的应用实践

柴达木盆地油砂山油田地质构造复杂,地层孔缝发育、压力系数低,常规泥浆钻井过程中漏失频繁、钻井周期长,严重制约了勘探开发效益。针对该地区钻井难点,进行了4口井充气钻井试验。试验结果表明,充气钻井能有效解决油砂山油田漏失地层钻井问题,并提高机械钻速,与常规泥浆钻井技术相比,平均节约堵漏时间6.32 d,漏失量减少54.5%,机械钻速提高1.1倍。试验的成功,对该区块优快钻井技术的研究和推广应用具有指导意义。     

彭州气田PZ115井钻井提速配套技术

为解决龙门山前彭州气田钻井中上部地层气体钻井提速技术受限、易井斜,中部须家河组与小塘子组地层研磨性强、可钻性差,下部雷口坡组地层较破碎、易阻卡、易漏,以及机械钻速低、钻井周期长等难题,通过分析龙门山前彭州气田地质资料和地层特点,在PZ115井中开展了优化井身结构、水力加压器、垂直钻井技术、PDC钻头优选技术、高效钻井液技术、扭力冲击器等钻井提速配套技术的研究与运用,实现了安全快速钻井,平均机械钻速2.62 m/h,钻井周期265.75 d,与区块前期钻井周期最短井YS1井相比,钻井深度增加454 m,平均机械钻速提高24.17%,钻井周期减少了17.42 d,创川西地区雷四段气藏为目的井中钻深最深和钻井周期最短纪录。研究结果表明,PZ115井钻井提速配套技术可为彭州气田后续钻井提速增效提供借鉴。     

优快钻井配套技术在希50-54井应用实践

针对海塔地质特点和钻井难点,开展钻井技术研究和现场试验,制定了切实可行的钻井提速方案,较好地解决了上部地层易塌、中部地层易斜、下部地层硬造成的相关钻井技术难点,实现了优快钻井的目标,为增储上产提供了强有力的保障。以希50-54井为例,从技术应用思路和应用效果两方面出发,深入分析井身结构优化、钻头及参数优选、复合钻井等几大海塔优快钻井配套技术在现场实际中的应用情况,实践表明机械钻速得到大幅度提高,钻井周期明显缩短,效果显著。     

穿越采空区氮气钻井工艺应用研究

以寺河矿区穿越采空区氮气钻井试验为背景,通过分析煤层取心测试数据,指出钻井穿越3号煤层采空区抽采9+15号煤层瓦斯的必要性。利用“三带”理论明确了3号煤层采空区顶板以上74.4 m及底板以下22.73 m为钻井漏失带,采用氮气钻井穿越该层段有助于安全高效施工;优化了穿越采空区氮气钻井的三开井身结构;根据穿越采空区氮气钻井工艺需要,配套设计了地面钻井工艺流程。氮气钻井工艺在寺河矿区试验的成功,证明该工艺的可行性,对穿越采空区钻井技术的研究和推广应用具有重要的指导意义。     

淘汰一字形钎头

因一字形钎头破岩效率低和几何形状结构缺陷等问题,瑞典从７０年代中期就用锥体连接的十字和球齿钎头取代了一字形犴头。现在,我们建议用更具优势的复合片齿钎头逐步更新一字形钎头,新系列钎头寿命为一字,球齿钎头寿命的２－４倍,而价格仅比同直径一字,球齿钎头高１／５－１／３。     

旋挖钻头设计制造数据库系统设计

旋挖钻进施工目前是我国常用的桩工施工工法。旋挖钻机施工由于效率高、噪声低、环保、成孔质量高等特点,施工范围极广。但由于施工地层各不相同,需要选择不同形式的钻头来满足不同的施工要求。合理地选择和使用旋挖钻头,能够丰富旋挖钻机的施工工艺,拓宽旋挖钻机的施工领域。建立旋挖钻头数据库系统,为旋挖钻头的设计、制造、选型提供数据支撑,满足日益复杂的施工要求。本文介绍了旋挖钻头设计制造数据库系统的设计及应用情况。     

高研磨性地层复合式钻头的研制与应用

金山气田、龙凤山构造、长岭断陷等登娄库组以下深部地层可钻性差,研磨性强,导致钻头磨损严重,使用效率低。在对牙轮钻头、PDC钻头及孕镶金刚石钻头在高研磨性地层中的适应性进行细致和全面分析的基础上,提出了把PDC钻头机械钻速高和孕镶金刚石钻头进尺多的技术优势相结合的研制思路,开展PDC+孕镶复合式钻头设计。现场应用取得了良好的试验效果。提出了合理化的建议。     

专家系统在钻头设计及使用中的应用

运用人工智能技术、创造性地将设计及使用小口径金刚石钻头和大口径工程施工钻头的知识与经验编制成相应的专家系统，具有较高的实用价值。     

卵砾石地层金刚石钻头的试验研究

卵砾石地层钻进是钻探的难题之一,不仅钻进速度低,钻头的使用寿命短,而且钻探成本高。针对卵砾石地层钻进,开展了新型结构钻头的试验研究,研制成一种金刚石-聚晶体复合型钻头,现场试验表明,钻头的钻进速度能够≮1.8 m/h,使用寿命能够达到50 m,钻探成本较低。     

金刚石粒度对孕镶金刚石钻头性能的影响

孕镶金刚石钻头已获得了广泛的应用,但人们对其性能和钻头金刚石参数间的一些问题仍需进一步认识。本文通过理论计算得出了钻头唇面上金刚石的分布模型,其结论与实际相吻合;并以此为依据,探讨了金刚石粒度对钻头性能的影响      

火山岩地层钻进金刚石钻头寿命与效率的探讨

火山岩地层岩性变化大,岩石的物理力学性质也差异极大,根据岩石的物理力学性质选用相应的金刚石钻头参数,能较大的提高金刚石钻头的使用寿命和钻进效率,从而获得较好的钻进效果和经济效益。从常见的几种火山岩地层中使用不同参数的金刚石钻头的使用寿命和钻进效率进行了统计和分析,提出了与地层相适宜的金刚石钻头技术参数的选用原则与选用方法。     

内蒙古哈素海地热井施工技术

总结了内蒙古哈素海旅游景区内一眼地热井的施工经验。该井完钻井深2232.59 m,使用石油30型钻机施工,回转正循环三牙轮钻头全面钻进,配合PDC钻头取心钻进工艺。三开井身结构,80目包网缠丝滤水管。成井后水温、出水量均满足设计要求。同时介绍PDC钻头泥包的判断及预防措施。     

瓦斯地质钻探中复合片钻头损伤原因及其使用工艺

通过对复合片钻头残体的大量观察、分析,对不同的钻头残体从瓦斯地质条件,钻进工艺条件,泥浆泵压、泵量等方面进行了综合的分析,并对存在的问题从技术角度提出了设计方面的要求,从工艺方面提出了应用方面的要求等。要提高瓦斯地质钻进中复合片钻头的使用效能,必须从综合角度来提高总体的技术水平。     

硬岩钻进用石油钻头研究现状及发展趋势

能源与矿产的持续安全供给是经济快速增长的保证,而中硬岩层钻进一直限制着油气钻井向深部发展。针对硬岩地层钻进,地质行业主要采用金刚石钻头钻进,而油气钻井行业除按传统方法采用牙轮钻头和金刚石钻头钻进之外,也逐渐开展了PDC钻头钻进硬岩的研究。本文分别介绍了牙轮钻头、金刚石钻头和PDC钻头在油气勘探硬岩钻进中的应用研究现状。其中,牙轮钻头研究主要集中在增强轴承密封性能、改进布齿结构和提高切削齿强度三个方面,而金刚石钻头研究则集中在碎岩机理、金刚石参数和胎体性能,以及钻头结构三个方面。提出了三类钻头的研究方向和发展趋势,为硬岩钻探技术发展提供参考。