临盘油田PDC钻头防斜打快钻具组合优化及应用_罗恒荣

PDC钻头使用效果评价与降低钻井成本
刘刚;郑力会;杨成新
【期刊名称】《石油天然气学报》
【年(卷),期】2001(023)001
【摘要】在对44只215.9 mm某类型PDC钻头实际使用资料(进尺、钻速、纯钻时间、行程钻速、转速和每米成本等参数)进行统计分析的基础上，提出了以每米钻井成本最低为目标函数，纯钻时间达到某确定值为约束条件的钻头使用优化模型，并进行了优化模拟计算。

实际使用资料与模拟计算结果对比表明，优化模型的每米钻井成本大大降低。

因此在现有技术和设备条件下，科学决策、科学管理是降低钻井成本的一条捷径。

【总页数】3页(P40-42)
【作者】刘刚;郑力会;杨成新
【作者单位】江汉石油学院石油工程系,;塔里木油田公司,;塔里木油田公司,
【正文语种】中文
【中图分类】TE22;TE921.1
【相关文献】
1.玉门酒东地区使用PDC钻头的配套钻井液技术 [J], 张宝峰;段晓东;张庆柱;王静敏;孙新浩
2.修复式PDC钻头降低钻井综合成本的应用 [J], 陈红
3.运用螺杆钻具配PDC钻头钻井提高钻井速度降低钻井成本的探讨 [J], 李新洲;周红灯
4.在硬地层中用涡轮钻具配新型PDC钻头钻井可节省钻井成本 [J], 周鹤法
5.F.A.S.T胎体PDC钻头可大幅降低钻井成本 [J], 申守庆
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长庆油田南梁区块P DC钻头的研发与应用陈　曦,邱　巍,张　坤(胜利石油管理局钻井工艺研究院金刚石钻头研发中心,山东东营　257017) 摘　要:岩性复杂、夹层多、位移大、滑动进尺多、对成本控制严格是南梁区块定向井的特点,设计出一种钻速快、定向性能好、可修复性强的新型PDC 钻头对南梁区块定向井的提速增效至关重要。

使用P DC 钻头现代设计理论中等切削原则、稳定性设计等方法进行设计,并结合现场钻井实践对钻头的个性化要求,对设计结果进行调整、修正和优选,加强了局部布齿密度、对外锥部分切削齿的齿前角和侧转角进行了调整、对稳定性和定向性能进行了相应改进,研发出了一种新型P DC 钻头。

该钻头在使用中平均机械钻速、定向性能、可修复性都优于该区块使用的其他型号钻头,达到了设计目的,可以推广使用。

关键词:南梁区块;P DC 钻头;局部布齿密度;定向性能;可修复性 中图分类号:TE 921 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)16—0001—04 长庆油田南梁区块位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡南梁隆起,区块内的油井大多是二开大位移井,钻井过程中面临富县组石英砂岩对钻头磨损严重、携岩困难、两个夹层的钻速慢及位移大、井斜角和方位角不易控制等难题,对钻头研发改进和钻头选型、以及钻头使用带来了诸多挑战。

因此,设计并优选出适合该区块的P DC 钻头,对南梁区块钻井提速增效至关重要。

1　南梁区块地层岩性特点及施工现状1.1　南梁区块地层岩性特点南梁区块自地表而下的地层依次为第四系黄土层、志丹统、安定组、直罗组、延安组、富县组、延长组,油井钻进到延长组下部油层就完钻了。

环河组～延安组上部为薄层砂岩和泥岩互层,含胶泥岩和泥质条带,埋深较浅,可钻性好,只对PDC 钻头造成轻微磨损,在含胶泥岩的井段容易发生粘卡,滑动钻进时摩阻较大,需要注意钻井液性能的维护。

延安组和富县组、富县组和延长组有两套夹层,可钻性差。

前者岩性是含部分膏岩的灰白色中砂岩,垂深1350～1400m ;其泥质含量低、硬度不高,但岩性不均匀、可钻性较差,不利于PDC 钻头钻进,加大钻压切削齿仍无法吃入地层,但却加快了钻头的磨损。

第38卷第5期石 油 钻 探 技 术Vo l 138No 152010年9月PET RO L EU M DRIL LI NG T ECHN IQ U ES Sep.,2010收稿日期:2009-02-22;改回日期:2010-12-22作者简介:李洪乾(1962)),男,山东东明人,1985年毕业于华东石油学院钻井工程专业,2002年获西南石油学院石油工程专业博士学位,高级工程师,主要从事技术管理与应用及科研管理方面的工作。

联系方式:(010)82328963,hqli@do i:10.3969/j.issn.1001-0890.2010.05.007缅甸D 区块高陡构造防斜打快技术李洪乾 王华西 卢运周 徐济银 孔祥成(中国石化国际石油勘探开发有限公司,北京 100083)摘 要:缅甸D 区块是中国石化国际石油勘探开发有限公司作为作业者在缅甸拥有的第一个区块。

该区块上部地层倾角大,造斜能力强,实钻过程中井身质量控制难度大,机械钻速较低,影响了施工进度和生产时效。

针对该区块已钻井所遇到的问题,对地层自然造斜规律进行了分析,根据地层的可钻性提出了钻头优选方法,对防斜钻具组合依据建立的力学模型进行了分析和优选。

通过在Yag y-i 1井(简称Y -1井)的成功应用,上部高陡构造地层机械钻速得到了大幅度的提高(119%),对后续井的设计施工具有很好的借鉴作用。

关键词:高陡构造;岩石可钻性;钻头;钻具组合;力学分析;缅甸D 区块中图分类号:T E243 文献标识码:B 文章编号:1001-0890(2010)05-0026-06Deviation Control and Fast Drilling Technique in High DeepStructure of Block D in MyanmarLi Hongqian Wang Huaxi Lu Yunzhou Xu Jiyin Kong Xiangcheng(S inop ec I nter national P etroleum E x p loration and Pr oduction Cor p or ation,B eij ing,100083,China)Abstract:Block D is the first operation blo ck ow ned by SIPC in M yanm ar.The difficulty to contro l w ell bore quality and low penetr ation rate due to hig h fo rmatio n inclination ang le and strong building fo rce,affect the dr illing prog ress and pr oduction efficiency.For the problem s encountered during dr illing,fo rmatio n natur al deviatio n law w as analyzed;drill bit optimization m ethod w as proposed based on for ma -tion drillability;BH A ant-i deviation mechanical mo del w as analy zed and optimized.Thro ug h successful ap -plication in Well Yagy-i 1,the ROP in the upper layer w ith hig h inclination angle w as g reatly improv ed (119%).This pro vides a go od reference for design and drilling of the fo llow -up w ells.Key words:precipito us structure;rock drillability;bit;botto m hole assembly;mechanical analy sis;Blo ck D in M yanm ar缅甸D 区块先后由缅甸石油天然气公司(M OGE)、日本Indemitsu 公司和中国石化国际石油勘探开发有限公司(SIPC)三家公司进行过勘探。

临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术临盘油田位于中国新疆维吾尔自治区，是中国最大的陆上油田之一。

该油田具有较高的地温和地压，以及复杂的地层结构，因此钻井工艺难度比较大。

本文主要介绍临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液的工艺技术。

1. 钻井液的选择在钻井过程中，钻井液起着冷却钻头、控制井壁的稳定、悬浮钻屑、输送钻屑等多种作用。

而在临盘油田大斜度及复杂定向井的钻井过程中，还需要考虑到钻井液能否满足地层钻进的要求，如防控地层漏失、防止钻柱折断，同时还要考虑地层保护等因素。

因此，在选择钻井液时，需要选用低毒、高温、高压、高体积容量等多种性能的液体。

对于临盘油田大斜度及复杂定向井，一般选用有机钻井液或高密度钻井液。

2. 钻井液的性质控制钻井液的性质是影响钻井效率和地层保护的重要因素。

要保证钻井液的性质符合标准，需要对钻井液进行实时监测和调整。

在大斜度井和复杂定向井中，还需要加强对液压和输送能力的控制。

为保证钻井液的性质控制，可以采用以下措施：（1）优化钻井液成分，并控制其溶解和沉淀情况；（2）改变钻井液的流变性质，如控制黏度、密度和流速等参数；（3）控制泥浆中的固体颗粒含量和分布；（4）采用合适的搅拌方式，使钻井液能够均匀地分散和搅拌。

3. 钻柱结构和稳定在临盘油田大斜度及复杂定向井中，由于地层条件和钻井要求的不同，需要对钻柱结构进行设计和调整，保证钻柱的稳定性和强度。

一般来说，钻柱的结构分为钻头、长杆、分段钻杆和井下测井工具等多个部分。

为保障钻柱的强度和稳定性，需要考虑以下因素：（1）地层的钻进条件和性质，包括岩石硬度、断层位置和方向等；（2）钻柱断裂或折断的概率和影响范围；（3）钻柱的长度、直径和重量。

4. 钻井液循环系统钻井液循环系统是钻井液的输送和循环的关键部分。

在临盘油田大斜度及复杂定向井中，由于存在大的水平斜度和高度，加上井眼直径小和地表空间狭小等因素，需要采用特殊的钻井液循环系统，以保证钻井液的有效输送。

中国科技期刊数据库 工业A2015年18期 205PDC 钻头在哈萨克斯坦肯基亚克区块的应用王乐乐中国石化中原石油工程有限公司钻井四公司，河南 濮阳 457001摘要：KM-1井是哈萨克斯坦阿克纠宾市肯吉亚克区块的一口直井评价井，二开311.1mm 井眼的施工中，钻完附件后，下入螺杆复合PDC 钻头双驱钻进，使用一只PDC 钻头钻完长达2471米的二开井段。

本文结合本井的实际施工情况，就PDC 钻头的优选和使用进行了分析，311.1mm MS1952SS PDC 钻头提高了该区块的311.1mm 井眼的施工进度，创区块同井型中311.1mm 井眼施工最快纪录。

关键词：钻井；技术；钻头优选；钻速；肯吉亚克区块 中图分类号：TE355 文献标识码：A 文章编号：1671-5799(2015)18-0205-011 PDC 钻头的优选1.1 PDC 钻头基本情况311.1mm MS1952SS PDC 钻头，为成都百施特金刚石钻头有限公司生产，该钻头为钢体，五刀翼19mm 切削齿，冠状形状及布齿密度为2级，旋转刀翼、螺旋保径。

适合中软、抗压强度低且带有夹层的软至中等硬度地层。

1.2 钻头优选仔细对照二开井段1200-3700米的地质资料，二开井段上部为大段的泥岩，中部为盐岩层、石膏层，下部则为大段的泥板岩夹偶粉砂岩。

非常适合PDC 钻头复合螺杆的双驱钻进，反复查阅临井资料，考虑钻头选型问题，最后定位使用311.1mm MS1952SS PDC 钻头，该钻头为成都百施特金刚石钻头有限公司生产，五刀翼19mm 复合刀片，适合中软、抗压强度低且带有夹层的软至中等硬度地层。

2 PDC 钻头的使用情况2.1 下入PDC 钻头的准备工作为了保证PDC 钻头的使用效果，防止钻套管附件的过程中，造成PDC 钻头的损坏，二开第一只钻头下入311.1mmGA144钢齿钻头钻穿浮箍及浮鞋，并且上下套划，修整套管浮箍及套管鞋处的内壁，钻进至1229米.2.2 上部地层的使用情况第一次下入311.1mm MS1952SS PDC 钻头复合244mm 直螺杆钻进，自4月8日19：00入井钻进至4月30日18:00，钻进井段1229-3114米，地层P2,岩性：泥岩，进尺1885米，纯钻378.5小时，机械钻速4.98米每小时。

临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术临盘油田作为中国大陆含油气田的一个重要组成部分，其大斜度及复杂定向井的钻井工艺技术对于油田的开发具有重要意义。

大斜度井和复杂定向井的钻井难度大、风险高，对钻井液的性能要求极为严格。

本文将从临盘油田大斜度及复杂定向井钻井的技术特点出发，探讨钻井液在大斜度及复杂定向井的应用技术，并对其工艺技术进行分析，以期为相关油田的钻井工程提供指导。

1. 钻井作业环境条件苛刻临盘油田大斜度及复杂定向井的钻井作业环境条件非常苛刻，井深、井斜、井径等参数均属于较大范围内，难度大、风险高。

对于钻井液的性能和适应性要求极为严格。

2. 高温高压环境下的稳定性由于大斜度及复杂定向井的特殊井型，钻井液往往需要在高温高压的环境下工作，其稳定性和性能要求更高。

在此类条件下，钻井液要保持稳定性，不能发生分相、分解等现象，同时要具有良好的渗透能力，以满足井下岩层的要求。

3. 高效防漏失临盘油田大斜度及复杂定向井的井壁稳定性较差，易发生漏失现象。

钻井液需要具有高效的防漏失性能，以避免漏失造成的损失。

4. 高效的切削废弃物悬浮及携带能力大斜度及复杂定向井的地层往往较软，切削废弃物产量较大，要求钻井液具有高效的切削废弃物悬浮及携带能力，以确保切削废弃物及时地从井底输送到地面。

1. 钻井液的配方钻井液的配方是大斜度及复杂定向井钻井工艺的关键环节之一。

根据不同地层和作业条件的不同，需要设计出不同性能的钻井液，以满足井下岩层的要求。

一般而言，大斜度及复杂定向井的钻井液需要具有良好的渗透能力、高防漏失性能、高效的切削废弃物悬浮及携带能力等特点。

2. 钻井液的性能调整在实际钻井作业中，钻井液的性能需要根据井下情况作出调整。

当遇到高温高压环境时，需要采取相应的措施，提高钻井液的稳定性；当遇到漏失现象时，需要采取相应的措施，提高钻井液的防漏失性能。

3. 钻井液的循环系统大斜度及复杂定向井的钻井液循环系统需要设计得更为合理，以满足作业需求。

地面可控变径稳定器在油井水平井应用的设想方案油井水平井现状宁定区块陇东区块华池区块吴起-志丹区块现状水平段现状：陇东油井水平井水平段钻具是单弯螺杆（1.25°）后面直接接210mm 扶正器，螺杆长度8.30米，螺杆扶正器206mm 。

复合增斜率1-2°/100米，一般情况下复合100-150米需要滑动10米保持水平段稳斜。

水平段控制方案优化：使用2.5级等壁厚螺杆，长度优化至7米，将螺杆扶正器外径优化至202-204mm 左右，螺杆稳定器再向后移10cm 。

螺杆后面直接接地面可控变径稳定器（变径稳定器伸出最大外径210mm）。

需要达到的理想状态:变径稳定器伸出时复合钻进增斜率-2—0°/100米，扶正块缩回去时复合增斜率在7-10度/100米。

水平段控制通过伸出复合50米，缩回复合10-20米，从而实现水平段无滑动稳斜控制，提高钻井速度。

方案二：可控变径稳定器置于钻头和螺杆之间，螺杆稳定器后移至螺杆尾部。

地面可控变径稳定器置于螺杆与钻头之间，在变径稳定器上设计一个欠尺寸固定稳定器（198mm ），在固定扶正块上镶嵌可变径扶正块，伸出时最大尺寸为210mm ，收缩为欠尺寸198mm ；使用低转速螺杆，螺杆弯点下移1米，（距底部由1.8米缩短至0.8米），螺杆稳定器后移至螺杆尾部，作为上扶正器使用（外径210mm ），两扶正器之间的距离可以根据情况调整至4-9米不等；需要达到理想状态：变径稳定器伸出外径210mm ，复合增斜率1-3度/100米，变径稳定器扶正块缩回去后形成倒置双稳定器结构，复合增斜率控制在-2——0°/100米，通过控制变径扶正块伸缩减少或不使用滑动钻进实现轨迹控制。

缺点：该结构弯点具钻头的距离远，钻头的偏心距大，弯点处交变应力较大容易造成疲劳；螺杆“细脖子”前面的机构复杂，长度接近3米，负荷较大也存在一定的风险。

可变径扶正块油井水平井一趟钻方案使用2.5级等壁厚螺杆，长度7米，将螺杆扶正器外径206-208mm 左右，螺杆后面直接接地面可控变径稳定器（变径稳定器伸出最大外径210mm ）。

临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术【摘要】现代油田开发中，面对复杂地质条件和临盘油田大斜度及复杂定向井的钻井需求，钻井液工艺技术显得尤为重要。

本文从钻井液性能要求、配方设计、循环系统优化、环境保护和施工技术等方面对临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术进行了深入探讨。

针对大斜度井的特点，要求钻井液具有优异的稳定性和悬浮能力；在复杂定向井中，精准的配方设计能够保证钻进的顺利进行；循环系统的优化技术可以提高钻井效率和降低成本；环境保护技术是现代钻井液工艺中不可或缺的一环；井下作业施工技术直接影响到钻井效果和安全性。

通过对这些技术要点的分析和总结，可以为临盘油田大斜度及复杂定向井的钻井作业提供更多的技术支持和指导。

【关键词】临盘油田、大斜度、复杂定向井、钻井液、工艺技术、性能要求、配方设计、循环系统、环境保护、作业施工、总结。

1. 引言1.1 临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术概述近年来，随着石油勘探开发技术的不断进步，临盘油田开发已成为石油行业的热点之一。

在临盘油田开发过程中，由于地质条件复杂，常常需要钻探大斜度及复杂定向井。

而钻井液作为钻井过程中至关重要的一环，其性能要求和工艺技术也随之提升。

临盘油田大斜度井的钻井液性能要求包括了良好的高温高压稳定性、足够的悬浮力和抗塌陷能力、低毒低污染等。

针对这些要求，钻井液配方设计至关重要。

通过合理选择和搭配各种化学品，达到满足井下环境需求的钻井液。

复杂定向井钻井液循环系统优化技术也是提高钻井效率和保证作业安全的重要手段。

优化钻井液循环系统，提高钻井液的流变性能和除砂效果，能够有效降低井眼阻塞风险，提高井底钻头的清洁程度。

临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术的不断发展和完善，将为油田开发提供更可靠的技术保障，为油气产量的提高和环境保护的实现做出重要贡献。

2. 正文2.1 临盘油田大斜度井钻井液性能要求在临盘油田钻井作业中，由于井深较深、井斜度大、井眼复杂等特点，对钻井液的性能要求较高。

东营凹陷中央隆起带北部深层钻井技术难点与对策刘天科【摘要】东营凹陷中央隆起带北部深层钻井存在地层倾角大、地层岩石可钻性差、钻头选型困难、盐膏层发育、地层压力系统复杂、地层温度高等技术难点,导致机械钻速低、钻井周期长.为此,胜利油田提出了以下技术对策:开展地层岩石可钻性研究,优选钻头;利用"PDC钻头+螺杆钻具"进行复合钻进;进行旋冲钻井技术、井底涡轮增压钻具配合超高压射流钻头钻井试验;推广应用气体钻井技术;优选钻井液体系.现场应用和试验结果表明,所提出的技术对策可行、有效,并在应用和试验过程中形成了东营北带深部地层钻井提速配套技术.%Low penetration rate and long drilling cycle in north part of central uplift belt of Dongying sag are caused by large formation dip, poor drillability, bit selection, salt gypsum beds, complex pressure system and high formation. Technical strategies are introduced as follows, research on rock drillability, bit optimization,using PDC bit+ PDM, using rotary impact drilling technology, using downhole turbocharged drilling assembly and ultra-high pressure jet bit,gas drilling,and drilling fluid optimization. Field application and experimental results show that the proposed strategies are feasible and effective. ROP enhancing technology is developed for deep formation in north Dongying.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2011(039)003【总页数】4页(P77-80)【关键词】深层PDC钻头;机械钻速;气体钻井;涡轮钻具;旋冲钻井【作者】刘天科【作者单位】中国石化胜利石油管理局黄河钻井总公司,山东东营257064【正文语种】中文【中图分类】TE28东营中央隆起带北部称为东营北带，位于东营凹陷中央隆起带北部陡坡带，目前主要钻井施工区块包括民丰、永安、盐家、胜坨和利津等区块。