引进涡轮钻具在深井中的应用

涡轮钻井技术在川西须家河组须二段的应用
胡大梁;李群生;廖忠会;王希勇;严焱诚
【期刊名称】《钻采工艺》
【年(卷),期】2010(033)006
【摘要】川西新场须二段气藏探明储量达1211×108 m3,但岩性致密,研磨性强,可钻性极差,采用常规钻井技术机械钻速低.为有效提高深层机械钻速,在XC8井和
X501井试验涡轮钻井技术,应用高速涡轮钻具配合孕镶金刚石钻头钻进,进尺和机械钻速均得到极大提高,且提高了纯钻时效,成为须二段钻井提速的有效手段.
【总页数】3页(P6-7,11)
【作者】胡大梁;李群生;廖忠会;王希勇;严焱诚
【作者单位】中国石油大学石油天然气工程学院;中石化西南油气分公司工程技术研究院;中国石油大学石油天然气工程学院;中石化西南油气分公司工程技术研究院;中石化西南油气分公司工程技术研究院;中石化西南油气分公司工程技术研究院;中石化西南油气分公司工程技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE242.4
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一种涡轮钻进式多分支小井眼完井工具及操作方法与流程在石油开采领域，高效、稳定的钻井技术至关重要。

本文将介绍一种涡轮钻进式多分支小井眼完井工具及其操作方法和流程，该技术具有高效、节能、环保等特点，为我国石油勘探开发提供了有力支持。

一、涡轮钻进式多分支小井眼完井工具1.工具组成该工具主要由以下几部分组成：（1）涡轮钻头：采用高速旋转的涡轮钻头，提高钻进速度和效率。

（2）多分支钻杆：钻杆上设有多个分支，用于同时钻探多个井眼。

（3）导向装置：确保钻头沿预定轨迹钻进，提高钻进精度。

（4）动力系统：为涡轮钻头提供动力，驱动钻头旋转。

2.工具特点（1）高效节能：利用涡轮钻头高速旋转，提高钻进速度，降低能耗。

（2）环保：减少泥浆排放，降低对环境的影响。

（3）多井眼钻探：一次钻进多个井眼，提高勘探开发效率。

（4）适应性强：适用于不同地质条件，具有较强的适应性。

二、操作方法与流程1.操作方法（1）准备工作：对设备进行检查，确保设备正常运行。

（2）钻进：启动动力系统，驱动涡轮钻头旋转，开始钻进。

（3）导向：通过导向装置，调整钻头钻进方向，确保钻头沿预定轨迹钻进。

（4）多井眼钻探：利用多分支钻杆，同时钻探多个井眼。

（5）完井：完成钻进后，进行完井作业，包括井筒清洗、固井等。

2.操作流程（1）设备检查：检查设备运行状态，确保设备正常。

（2）钻进参数设定：根据地质条件和设计要求，设定钻进参数。

（3）钻进作业：按照设定参数，进行钻进作业。

（4）监测与调整：实时监测钻进情况，调整钻进参数和导向装置。

（5）多井眼钻探：利用多分支钻杆，同时钻探多个井眼。

（6）完井作业：完成钻进后，进行完井作业。

（7）设备维护：钻进作业结束后，对设备进行清洗、保养和维修。

总结：涡轮钻进式多分支小井眼完井工具及操作方法与流程，为我国石油勘探开发提供了一种高效、节能、环保的技术手段。

在实际应用中，需根据地质条件和设计要求，合理设定钻进参数，确保钻进作业的顺利进行。

石化机械钻头钻具在特深井油气开发中大放异彩 深井捞钻头

中国石化新闻网讯 日前，石化机械钻头钻具在特深井油气开发市场大放异彩，其中包括至少5口超8000米特深井。石化机械钻头钻具分别承担其90%以上的进尺，过硬的特深井产品研制能力得到市场充分验证。 实际上，超深井地层复杂、油藏丰富，具有超高压、超高温等特点。优快钻井能更好为超深井带来商业化开发价值。随着油气勘探开发向深部掘进，一些钻井客户从心底愿意与优势企业合作开发高效钻头钻具，甚至是找上门来谋求合作共赢。 作为油气装备研发、制造和服务商，石化机械同样希望用心服务创造价值。为此，该公司始终秉持开放合作的态度，积极与客户建立战略合作关系，在彼此充分沟通赢得信任的基础上，深度介入相关工作，全力以赴探索并强化钻头钻具一体化服务等工作。 特别是在工具招标之前，根据地层特点，借助成熟经验和产品开发技术，提出钻头钻具一揽子组合钻进方案，针对性开发并向客户推荐选用混合钻头、尖峰PDC钻头、大扭矩等壁厚螺杆钻具等高效钻头钻具，致力于推行全井承包或井段承包。 在实际施工过程中，选派经验丰富的技术服务工程师驻守井场，与现场技术人员、协作方等紧密结合，深入施工现场，与施工方对钻进难点进行细致分析和讨论，着力优化施工方案；派驻技术服务骨干驻扎现场，重点开展地层岩性分析、钻井参数实时优化等工作，确保钻头钻具一体化服务的准确高效实施，切实助推优快钻井。石化机械研制的个性化系列高效钻头 和螺杆钻具近年来在川渝、西北、长庆、科威特等国内外市场频频刷新纪录，推动涪陵、顺北等工区平均机械钻速不断提高，富有实效的成果直接体现了石化机械开展钻头钻具一体化的有效性。 如今，石化机械尖峰PDC钻头、等壁厚螺杆、混合钻头等特色优势产品已成为国内外深井、超深井市场钻井提速提效的重要工具选项。该公司践行的钻头钻具一体化服务取得越来越明显的现实成效，引领了行业发展潮流，并受到客户青睐，特别是赢得了多家战略合作客户的充分褒奖。 （孙海涛）

1441 引言目前的油气钻井技术主要集中在发展深井和超深井技术，在深井和超深井的环境下，由于高温高压、地层高陡结构复杂，为避免因钻井液泄漏而引起井喷，所采用的泥浆密度将更大（固相颗粒大）。

在这些情况下，所采用的井下动力工具一定要能够满足高温、高压、高地层应力、高密度钻井液的工作环境。

经过英、法、德、美以及原苏联等国家的科研工作者的潜心钻研，进一步地扩大了井下动力钻具的应用范围，完善了其制造技术。

现下的井下工具已经是当今钻井作业中大斜度井、丛式井、水平井、定向井等油田钻井作业中使用十分普遍的钻井工具。

井下动力钻具包括螺杆钻和涡轮钻二大类，现阶段，螺杆钻仍在我国国内的应用市场中占主导地位。

但涡轮钻具也有其优点和广泛的应用范围。

相对于传统螺杆钻，涡轮钻具有轴向平衡好、横向震动小、耐高温特性优异、对油基钻井液不敏感、所钻井眼质量高、且工作效率稳定和可靠性较高等特点，这使得其在超深井、地热开发等高温条件和坚硬难钻岩层钻进中有着特殊的优越性，尤其是对高温环境下的应用。

虽然耐高温全金属螺杆钻具的研究已取得重大突破，但根据实际试验结果分析，大规模工业化应用还需要在效率、使用寿命和成本等方面做进一步努力。

另外，PDC钻头、孕镶金刚石钻头和高速牙轮钻头等多种钻头的研制，也极大地推动了涡轮钻井技术的进步发展。

匹配合适钻头类型的涡轮钻具可以有效应对各类复杂的地质条件，提升钻井效基金项目：2021年广东省海洋经济发展（海洋六大产业）专项资金项目（粤自然资合[2021]043号），某船设计建造关键技术研究涡轮钻具发展趋势黄芳飞1，2 常友君3 孙明远1 于亮11. 广州海洋地质调查局 广州 5100752. 中国石油大学（北京） 北京 1022493.中海油田服务股份有限公司湛江作业公司 湛江 524000摘要：涡轮钻具因其耐高温、高转速的特性，使其在高温和硬岩土壤地层的钻井工程中起到了关键的作用，已成为目前高温高压油气井钻井领域中的研究重点之一。

深井和超深井钻井技术全套深井、超深井钻井技术问题主要包括：复杂深井井身结构及套管柱优化设计，深井高效破岩及钻井参数优选技术，深井用系列高效钻头，深井钻井装备以及其他配套技术在深井中的应用等问题。

一、复杂深井井身结构及套管柱优化设计1.井身结构设计传统的井身结构设计方法对生产井和探井没有区分，都是自下而上进行设计，这种设计可以使所设计的套管层次最少，每层套管下入的深度最浅，节省成本。

对于深井钻井，尤其是深探井钻井来说，一般对所钻地区的情况掌握不清，要切实保证钻达目的层、提高深井钻井的成功率，就必须有足够的套管层次储备，以便一旦钻遇未预料到的复杂层位时能够及时封隔，并继续钻进。

但目前的套管、钻头系列有限，只能有2~3层技术套管，只能封隔钻井过程中的2~3个复杂层位。

因而，希望每一层套管都能尽量发挥其作用，希望上部裸眼尽量长些，上部大尺寸套管尽量下得深一些，以便在下部地层钻进时有一定的套管层次储备和避免小井眼完井。

自上而下的设计方法能很好地体现上述想法，可以使设计的套管层次最少，每层套管下入的深度最深，从而有利于保证实现钻探目的，顺利钻达目的层位。

自上而下的设计方法的基本过程是：根据裸眼井段必须满足的约束条件，首先从地表开始向下确定表层套管的下入深度，然后向下逐层设计每一层技术套管的下入深度，直至目的层位裸眼井段必须满足的约束条件均为式中i一—计算点序号，在设计程序中每米取一个计算点；Pmmax ------ 裸眼井段的最大钻井液密度，g/crrP; Ppmax——裸眼井段钻遇的最大地层孔隙压力系数，g/cm3；Sb——抽吸压力系数，g/cm3；Pcmax一—裸眼井段的最大井壁稳定压力系数，g/cm3；Ppi——计算点处的地层孔隙压力系数，g∕cm3;Hi——计算点处的深度，m;△P——压差卡钻允值，MPa;Sg——激动压力系数，g/cm3；Sf——地层破裂压力安全增值系数，g/cm3；Pfi——计算点处的地层破裂压力系数，g∕cm3;Hmax ----- 裸眼井段的最大井深，m;Sk一一井涌允量系数，g/cm3。

超深井钻井技术研究及工业化应用摘要自改革开放以来，我国的社会经济保持着高速发展，经济体量不断壮大，已经成为世界第二大经济体，而随着经济的发展，科学技术水平也在不断提高，其中超深井钻井技术也取得了长足进步。

石油是经济发展和社会发展过程中不可或缺的资源，而为了人类的进步和发展，石油勘探技术也在不断提高，越来越多的钻井、越钻越深的钻井、从陆地转向海洋的钻井，这些都见证着我国钻井技术的发展历程。

本文主要分析和探讨了超深井钻井技术的研究和工业化的应用。

关键词超深井钻井；技术研究；工业化应用近些年來，随着石油资源的不断开采和消耗，深层找油也变得也来越多，超深井钻井技术的应用日益变多，但超深井开采会遇到多方面的问题，包括深高温高压、层岩性等因素，这些问题会对钻具、钻速、井斜等产生直接影响，进而造成事故发生。

1 超深井钻井遇到的各类问题随着经济的快速发展和对石油资源的更大需求，我国油气资源勘探开发的步伐不断加快，开始向更深层次进发，特别是在塔里木盆地、四川盆地等地方的超深层油气勘探，使得对超深井钻井技术提出了迫切的需求和更高的要求。

但是因为超深井钻井工程通常所处的地质环境都比较复杂，所以钻井会遇到各种问题，有些甚至是世界级难题，给我国油气资源的开采带来了巨大挑战，主要包括以下几个方面。

1.1 地质条件比较复杂通常油气资源丰富的西北地区，地层时代都比较古老、构造活动期次频繁、演化程度也很高，很多地区还存在厚砾石层、陆相地层胶结致密等现象，地层压力系数超过2.4。

同时地层埋藏深、地层比较坚硬、岩石强度较高、可钻性比较差、研磨性较强、机械钻速相对低[1]。

1.2 井身结构设计困难因为西北以及川东北地区由纵向上分布的压力系统很多，同时由于破碎带、低承压层等方面的影响，所以造成了井身结构设计和优化的难度较大；超深井因为上部套管尺寸很大、下深相对较深，所以经常会出现抗内压和套管抗挤强度达不到标准。

1.3 气候条件造成困扰因为工程所处地区的原因，往往会引发高温状况下，钻井液黏土出现分散、絮凝和钝化现象，超高密度的钻井液体因为高温原因稳定性及系流变性变差。