塔里木油田库车山前砾石层提速技术研究
发布时间：2021-11-28 06:48
塔里木油田库车山前致密砂岩油气藏地质构造复杂、储层埋藏深,上部发育巨厚砾石层,其抗压强度高、非均质性强、可钻性差,常规钻头极易因砾石正向冲击而造成切削齿先期损伤,进而导致机械钻速低、钻头进尺少、钻头消耗多,严重制约了该区勘探开发效益。根据砾石层沉积序列特点和岩性分析,通过对博孜砾石层精细分层描述和可钻性分析,明确了未成岩段、准成岩段和成岩段不同的岩性特征和提速瓶颈。个性化PDC钻头设计采用创新研发的多棱齿显著提高抗冲击性能,优选的双摆提速工具在抗涡动和钻头稳定性方面优势显著,结合钻井参数优化,最终形成了适用于砾石层精细分层钻井提速技术方案,并在博孜地区某预探井成功现场试验。与同井段同岩性邻井相比,单只钻头进尺提高150%,平均机械钻速提高一倍,达到了良好的提速效果,为山前致密砂岩油气藏高效勘探开发提供了技术参考和支持。
【文章来源】：钻采工艺. 2020,43(02)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
新型多棱齿破岩示意图
针对砾石层精细分层岩性特点和可钻性分析，未成岩段地层胶结程度极差，钻头处于失稳状态，因此优选ST716X多棱齿钻头(图2)。其采用多棱齿与锥型齿混装布齿[12-13],7刀翼，双排齿，16 mm复合片，多棱齿用以提高钻头抗冲击性能，刀翼肩部外侧布置锥形齿，保护肩部免受涡动损伤，提高钻头的抗涡动能力和稳定性;准成岩段和成岩段地层压实程度增加，钻头切削深度降低而导致钻速降低，因此优选MT616X多棱齿钻头(图2)。其采用6刀翼，双排齿，16 mm复合片，确保钻头抗冲击性能的同时，通过提高钻头布齿密度并优化钻头轮廓，从而增加有效切深，提高钻头攻击性从而加速破岩。2．配套提速工具优选
基于砾石层精细分层可钻性分析，通过个性化新型PDC钻头设计、配套提速工具优选和钻井参数优化，形成大段砾石层钻井提速技术方案。详细钻头、钻具组合和作业参数推荐方案如表2所示。某试验井是塔里木油田库车山前的一口预探井，设计井深8 090 m，上部大段砾石层预测厚度约6 100 m，常规钻头钻进时由于切削齿冲击损伤严重而导致钻速低、进尺少，通过钻头个性化设计，配套双摆提速工具，并优化钻井作业参数，达到了良好的提速效果。通过实钻参数分析，整只钻头在钻进过程中的扭矩波动均控制较好，从机械比能值波动来看，几乎未发生井下无效的能量耗散，从而使得机械钻速一直保持较高水平，直至出井。起钻后钻头肩部少量切削齿呈现冲击破损(见图3)，磨损定级为1-3-BT-S-X-X-X-CT-TD，充分验证了该钻头良好的抗冲击性能以及技术方案的可行性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石油钻井中旋冲钻井技术的应用探讨[J]. 张春鹤. 石油和化工设备. 2019(12)
[2]塔里木盆地克拉苏构造带西段新生代砾岩分布特征研究[J]. 李磊,刘永雷,刘晓光,丁嘉,李炎,王井伶,蔡剑锋. 河南科学. 2019(10)
[3]非平面PDC切削齿破岩有限元仿真及试验[J]. 谢晗,况雨春,秦超. 石油钻探技术. 2019(05)
[4]砾石层空气钻井井壁失稳机理研究及应用[J]. 刘殿琛,韩烈祥,杨沛. 钻采工艺. 2019(04)
[5]气体钻井井控安全分析与控制[J]. 魏武,周长虹,邓虎,许期聪,李刚. 钻采工艺. 2018(05)
[6]新型抗扭转冲击结构锥形齿PDC钻头的研发与应用[J]. 杨博仲,姚建林,沈欣宇. 钻采工艺. 2018(05)
[7]非均质地层锥形辅助切削齿PDC钻头设计与试验[J]. 汪为涛. 石油钻探技术. 2018(02)
[8]自激式扭力旋冲器的模拟仿真与试验[J]. 马鸿彦,王红波,王大宁,张劲松,张彦瑞,权虎林. 石油机械. 2017(07)
[9]三维振动冲击器钻井提速工具研制与现场试验[J]. 张林强,赵俊,王鹏,李汉兴,朱磊. 石油机械. 2017(05)
[10]TorkBuster扭力冲击器在玛湖凹陷西斜坡的试验应用[J]. 刘志良,张伟,谢建安,戴蕾. 新疆石油天然气. 2016(03)
本文编号：3523924
【文章来源】：钻采工艺. 2020,43(02)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
新型多棱齿破岩示意图
针对砾石层精细分层岩性特点和可钻性分析，未成岩段地层胶结程度极差，钻头处于失稳状态，因此优选ST716X多棱齿钻头(图2)。其采用多棱齿与锥型齿混装布齿[12-13],7刀翼，双排齿，16 mm复合片，多棱齿用以提高钻头抗冲击性能，刀翼肩部外侧布置锥形齿，保护肩部免受涡动损伤，提高钻头的抗涡动能力和稳定性;准成岩段和成岩段地层压实程度增加，钻头切削深度降低而导致钻速降低，因此优选MT616X多棱齿钻头(图2)。其采用6刀翼，双排齿，16 mm复合片，确保钻头抗冲击性能的同时，通过提高钻头布齿密度并优化钻头轮廓，从而增加有效切深，提高钻头攻击性从而加速破岩。2．配套提速工具优选
基于砾石层精细分层可钻性分析，通过个性化新型PDC钻头设计、配套提速工具优选和钻井参数优化，形成大段砾石层钻井提速技术方案。详细钻头、钻具组合和作业参数推荐方案如表2所示。某试验井是塔里木油田库车山前的一口预探井，设计井深8 090 m，上部大段砾石层预测厚度约6 100 m，常规钻头钻进时由于切削齿冲击损伤严重而导致钻速低、进尺少，通过钻头个性化设计，配套双摆提速工具，并优化钻井作业参数，达到了良好的提速效果。通过实钻参数分析，整只钻头在钻进过程中的扭矩波动均控制较好，从机械比能值波动来看，几乎未发生井下无效的能量耗散，从而使得机械钻速一直保持较高水平，直至出井。起钻后钻头肩部少量切削齿呈现冲击破损(见图3)，磨损定级为1-3-BT-S-X-X-X-CT-TD，充分验证了该钻头良好的抗冲击性能以及技术方案的可行性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石油钻井中旋冲钻井技术的应用探讨[J]. 张春鹤. 石油和化工设备. 2019(12)
[2]塔里木盆地克拉苏构造带西段新生代砾岩分布特征研究[J]. 李磊,刘永雷,刘晓光,丁嘉,李炎,王井伶,蔡剑锋. 河南科学. 2019(10)
[3]非平面PDC切削齿破岩有限元仿真及试验[J]. 谢晗,况雨春,秦超. 石油钻探技术. 2019(05)
[4]砾石层空气钻井井壁失稳机理研究及应用[J]. 刘殿琛,韩烈祥,杨沛. 钻采工艺. 2019(04)
[5]气体钻井井控安全分析与控制[J]. 魏武,周长虹,邓虎,许期聪,李刚. 钻采工艺. 2018(05)
[6]新型抗扭转冲击结构锥形齿PDC钻头的研发与应用[J]. 杨博仲,姚建林,沈欣宇. 钻采工艺. 2018(05)
[7]非均质地层锥形辅助切削齿PDC钻头设计与试验[J]. 汪为涛. 石油钻探技术. 2018(02)
[8]自激式扭力旋冲器的模拟仿真与试验[J]. 马鸿彦,王红波,王大宁,张劲松,张彦瑞,权虎林. 石油机械. 2017(07)
[9]三维振动冲击器钻井提速工具研制与现场试验[J]. 张林强,赵俊,王鹏,李汉兴,朱磊. 石油机械. 2017(05)
[10]TorkBuster扭力冲击器在玛湖凹陷西斜坡的试验应用[J]. 刘志良,张伟,谢建安,戴蕾. 新疆石油天然气. 2016(03)
本文编号：3523924
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