摘要：为了解决井眼轨道设计中设计参数输入“试凑”问题,发展了设计参数谱集计算的数值算法。以二分法为基础,推导出了两个设计参数各自的整体允许范围的算法,以及当一个设计参数给定时另一个设计参数允许范围的算法,使用这些算法能有效地计算出谱集边界,从而绘制出设计参数谱集图形。进一步证明了谱集结构定理:三段制设计参数谱集由一个二维有界连通闭集或者不相交的多个二维有界连通闭集的并集组成。数值算例的计算结果表明,谱集计算算法能求出连通和不连通等各种情况的谱集边界。谱集计算算法在井眼轨道设计软件中可为软件用户提供可视化的设计参数选择数值范围,提高设计效率。

摘要：垂直钻井工具组合大扭矩螺杆一体化提速技术,是山前高陡构造防斜打快的主要手段。BH-VDT垂直钻井工具采用随钻测量、控制和实时上传一体化设计,如何绕过螺杆将近钻头采集信息高效传输至地面,成为了当下面临的主要技术难题。为此,将脉冲发生器从工具中分离出来,加入无线电磁短传模块,在螺杆的两端接入无线发射模块与无线接收模块,并采用有限元分析软件,建立钻井试验模型来分析影响无线电磁短传模块的因素。仿真结果与现场试验数据符合较好,无线电磁短传模块中的接收天线正极距离套管底部的距离大于20 m时,套管对接收信号强度的屏蔽影响趋于平缓,钻井液电阻率和地层电阻率对该模块的无线传输效果影响较大,接收天线两级的绝缘距离越长对传输效果越有利;而发射端和接收端的距离在8~15 m范围内,对接收信号强度的影响较小。研究结果表明:采用无线电磁短传模块是解决BH-VDT垂直钻井工具绕过螺杆实现井下信息实时高效传输的有效手段,对其他工具为解决此类问题的设计、现象解释有指导意义。

摘要：肯尼亚地热资源富集区地层具有硬度高、研磨性高和地层温度极高等特点,钻井难度大、效率低。通过对高温地热钻井钻头破岩机理的认识,结合高研磨性地层PDC钻头设计经验,通过优化PDC切削齿结构,创新PDC“扁喷嘴”水眼结构,优选耐热耐冲击PDC复合片并突破国内脱钴技术极限,设计并研制了超高温地热耐磨PDC钻头,在现场取得了成功应用。现场应用结果表明,相比牙轮钻头平均机械钻速提高91%以上,单只PDC钻头寿命相当于6.3只牙轮钻头,有力推动了超高温地热钻井技术的进步。

摘要：为了进一步提高苏里格南区块小井眼井的钻井速度、降低开发成本,开展了二开一趟钻技术攻关研究。进行了钻头改型,通过优化钻头布齿和流线设计,以增强钻头的稳定性及抗研磨性;优化了螺杆设计,以延长螺杆的使用寿命、提高输出功率;优化了钻进参数,实行激进化钻进,以提高钻头的破岩效率;优选了钻具组合,调整了井眼轨迹,以保证一趟钻完成长稳斜段、降斜段钻进。SN00XX平台2口小井眼井开展了二开一趟钻试验,其中SN00XX-02井实现了二开螺杆一趟钻完钻,SN00XX-04井实现了二开螺杆、钻头均一趟钻完钻;另外2口井应用一趟钻钻井技术后钻井周期缩短7.6%。研究结果表明,苏里格南部小井眼井二开一趟钻钻井技术能够顺利实施,且钻井提速效果明显,可为后续苏里格南区块小井眼井钻井提速提效提供技术支持。

摘要：地层岩石抗钻特性是影响钻头使用效果最重要的一个因素,传统的钻头选型方法大多只是定性分析地质层位和钻头的对应关系,定量地计算分析岩石抗钻特性与钻头使用效果之间的关系较少。在分析现有钻头选型方法的基础上,提出一种基于岩石抗钻特性的BP神经网络钻头选型方法,并在大港油田进行了应用。首先基于测井资料和室内实验建立大港油田地层抗钻特性评价模型,并且利用模型计算得到的岩石力学参数数据和现场钻头使用数据编码成神经网络学习样本,然后建立完钻井地层抗钻特性和对应最佳钻头类型的BP神经网络模型,最后输入学习样本完成神经网络训练。利用该模型进行选型时需提供待钻井段的岩石力学参数预测数据,神经网络经过计算之后会输出最佳钻头类型。该选型方法在港深18-17井应用效果不错,优选的钻头在港深18-17井沙一段相比于邻井同一层段平均机械钻速提高了25%。

摘要：综合录井仪在钻井液入口和出口分别装有密度、温度、电导率3个传感器,但钻井液出入口可供安装传感器的空间有限,为解决传感器体积大、质量大、现场安装拆卸极为不便问题,研制一种体积小、质量轻、便于拆装且集多种参数测量功能于一体的新式传感器非常必要。通过集成化设计,将原有的密度、温度、电导率3种独立传感器集成为一个,既减小了传感器的体积和质量,降低了劳动强度,提高了拆装效率,又实现了降本增效,具有良好的应用前景。

摘要：在用螺杆钻具进行定向钻井时,由于井眼摩阻大,常导致工具面调整困难和滑动钻进托压。针对该问题,研究了有效结合了顶驱可编程控制器和传感器的滑动钻进控制新方法。首先,分析研究了钻具滑动前后摩擦力的变化规律和控制扭矩旋转钻具减小井眼摩阻的方法。然后,通过5个传感器的实时数据采集,依据现场技术人员的经验和操作方法,将其转换为计算机可以执行的控制程序,建立了以可编程控制器为核心的人机控制界面,用可编程控制器计算了调整工具面所需的旋转角度,并将工具面准确调整到设计的角度;根据大钩悬重和压差Δp判断是否出现托压,出现托压时用可编程控制器计算不改变工具面的旋转扭矩,以计算的扭矩为限值左右旋转钻具减小井眼摩阻,直到压差Δp>0,解决滑动托压。相关应用表明,新方法能大幅减小井眼摩阻,提高机械钻速,是目前螺杆钻具滑动钻进中最有效的控制方法。

摘要：为提高玉门油田鸭西区块钻井速度,降低事故复杂,结合地层特点和钻井过程中面临的地层倾角大、井眼轨迹控制困难、PDC选型难效果差、长裸眼段摩阻扭矩大、易卡钻、易井漏等技术难题,开展了钻头改型、井眼轨迹控制、减摩扭、钻井液体系优选、事故复杂防控等关键技术研究并进行现场试验。现场试验表明:改进后的PDC钻头性能稳定,机速高;优选的钻具组合和高效能螺杆能实现优快钻井达到提速目的;优化阳离子钻井液体系能有效预防事故复杂,保证有效携岩、井壁稳定和井眼润滑,助力钻井提速;优化井眼轨迹控制减摩减扭,降低摩阻扭矩,提高钻井速度。经研究形成的鸭西区块钻井关键技术为该区块的安全高效钻井提供了技术支撑。

摘要：为探索大港油田歧口凹陷新港地区下古生界奥陶系油气资源潜力,兼探古近系东营组和沙河街组的油气资源潜力,大港油田设计部署了新港1井。该井完钻井深6716m,是中国东部油田目前最深的一口定向井。该井在实钻过程中存在井眼净化效果差、长裸眼段井壁易失稳、高泵压低环空返速、下部地层可钻性差、套管与钻杆磨损、特殊岩性地层(生物灰岩、灰岩、玄武岩、煤层等)的井漏、井塌、事故复杂等钻井技术难题,综合应用了井眼净化、井壁稳定、阿特拉扭力冲击器提速、PDC钻头优选、抗高温钻井液体系优选、井眼轨迹控制等钻井技术,为东部油田深定向井钻探积累了一系列的钻井施工经验。

摘要：福山油田上部地层以砂砾岩为主,中部地层砂泥岩互层,下部地层以泥岩为主夹少量砂砾岩,砾岩研磨性强,PDC钻头磨损严重,而泥岩压实程度高,可钻性差,从而造成单只钻头进尺少,机械钻速低,钻井周期长。通过分析福山油田地层岩性特点,针对性优选非平面齿PDC钻头,采用非平面切削齿加圆锥齿的设计,利用压碎和切削复合破岩方式破碎岩石,解决了常规PDC钻头抗研磨性差、进尺少、钻速慢的问题。试验井采用的非平面齿PDC钻头较常规PDC钻头机械钻速分别提高了10%和24%,单只钻头进尺分别提高了89%和75%,提速显著。