摘要：为提高涪陵页岩气田开发效益,提升钻井效率,降低钻井成本,需采用井身结构瘦身优化设计技术。为满足压裂改造、采气要求,通过建模与数据统计分析等手段,文中提出了2种井身结构瘦身方案,并针对瘦身井钻井配套技术难点,开展了个性化钻头、钻具组合、钻井参数、定向仪器结构4项技术的优化与实践。现场应用表明,井身结构瘦身后,机械钻速显著提高,钻井周期进一步缩短,单井用电量降低37.5%,钻屑量降低19%~39%,每年可减少固体废物上万立方米,降低了油田安全环保压力。该技术可为国内其他页岩气田效益开发提供参考。

摘要：在油气钻探过程中,PDC钻头的动态破岩行为表现出高度的非线性特性,这一过程涉及复杂的位移场与温度场的耦合问题。在切削过程中,由摩擦产生的热量在切削齿上积聚,导致切削系统的温度显著上升。过高的温度会加速切削齿的磨损,甚至可能导致切削齿失效,从而对钻井效率产生负面影响并增加钻井成本。为了预测和分析PDC钻头切削齿破岩过程中的温度分布规律,并揭示其动态破岩特性,基于正交切削理论和岩石弹塑性力学,构建三维耦合位移场-温度场模型,用以模拟PDC钻头切削齿在破岩过程中的非线性动力学行为,分析不同切削参数和结构参数下切削力的大小和温度分布规律。研究结果表明:切削齿的高温区位于切削刃附近的椭圆区域内,且角度在以切削刃为中心的90°~230°范围内;最佳的切削深度为0.001 m,前倾角优选为7.5°。此类参数设定可降低切削齿的磨损,同时避免高温失效,从而最小化切削力和最高温度。本文所提方法为研究PDC钻头整体结构设计和切削齿热损伤提供了理论依据和分析方法,使设计出的PDC钻头对复杂地层具有更好的适应性。

摘要：针对大斜度及水平井段,岩屑极易沉积在井筒底部形成一定高度的岩屑床,使得钻杆被埋没,造成钻杆摩阻增大、钻具断裂等问题,设计一种射流式岩屑床清洁工具,基于液固两相流理论,建立三维射流式清洁工具与普通携岩钻杆的仿真模型,并利用Fluent分析射流式清理工具的喷嘴喷射角度、喷嘴流速、岩屑粒径、钻井液排量等参数变化对环空井筒内岩屑体积分数及岩屑质量的影响规律。结果表明:增加脉冲射流式工具后,环空内的岩屑沉积量明显减少,在钻杆转速为80 r/min时,最佳的喷嘴角度为90°;增加喷嘴流速及钻井液排量都可以降低环空内的岩屑量;随着岩屑粒径的增加,环空内岩屑沉积更多。该工具能够降低沉积在环空内的岩屑质量,提高岩屑的运移能力。

摘要：应用水力振荡器可以解决复杂结构井钻井过程中存在的摩阻大、托压严重等问题,但常规水力振荡器压耗高,易使地面机泵超负荷运转而出现故障。为此,通过采取在振荡短节中增加1个固定活塞、增大偏心阀过流孔直径、在花键芯轴的花键端部和底部过渡位置增加过流槽等措施,对常规水力振荡器的结构进行了优化,增大了活塞反馈面积和过流面积,降低了水力振荡器的能量损耗,研制了低压耗增强型水力振荡器。室内测试结果表明,该水力振荡器的压降明显减小,达到了设计要求。该水力振荡器在胜利油田义184-斜37井进行了现场试验,各项指标满足设计和使用要求,解决了托压问题,提高了机械钻速,且压降较常规水力振荡器有明显减小。研究结果表明,低压耗增强型水力振荡器的压降小,可有效解决托压严重、摩阻大的难题,满足复杂结构井安全高效钻井的需求。

摘要：设计一种新型铝合金钻杆。该钻杆可以悬浮在井眼上部,使高速区与岩屑床重合,提升岩屑运移效率。对新型铝合金钻杆进行载荷分析及各零件强度校核,验证新型钻杆的强度。在Fluent中,对环空井眼岩屑运移三维模型进行定性分析,对比不同钻杆转速、岩屑粒径、钻井液排量和钻井液密度下新型铝合金钻杆相对于传统钢钻杆岩屑运移的效率提升。结果表明:新型铝合金钻杆在不同条件下都有更好的携岩能力,特别是对于大粒径的岩屑运移有较大优势。研究结果有助于新型铝合金钻杆的使用和提升井眼清洁度。

摘要：资阳—东峰场区块位于四川盆地川西南构造较高部位,为了充分认识该区上三叠统须家河组地层的井壁稳定性,明确泥页岩水化后力学参数及坍塌压力的变化规律,减少井下施工复杂情况,强化设计依据,确保安全顺利钻井,促进东峰场须家河组气藏高效开发,以该地区须家河组须五段岩石为主要研究对象,分析了钻井液浸泡后岩石力学参数的变化规律,建立了井壁稳定力学-化学耦合模型,预测了该地区水化后的坍塌压力分布情况。研究结果表明:①所建立的井壁稳定力学-化学耦合模型考虑了水化对井壁稳定性的影响,更切合现场实际,能更准确地预测地层坍塌压力分布情况;②该地区钻遇须家河组地层5 d后坍塌压力梯度由0.98 MPa/100 m迅速增大至1.28 MPa/100 m,随后缓慢增加至1.33 MPa/100 m,10 d后保持稳定。结论认为:水化对岩石力学参数具有显著的影响,泥页岩发生水化后,岩石抗压强度下降,岩石内聚力降低,井壁稳定性变差;所建立的井壁稳定力学-化学耦合模型预测的坍塌压力梯度考虑了水化对井壁稳定性的影响,以此为依据设计的钻井液密度有利于维持井壁稳定,更符合于现场实际。

摘要：针对川东北河坝构造嘉二高压含硫气藏埋藏深、储层压力高、腐蚀分压高、地层易漏失、水平井压井堵漏难度大的特点,通过开展工具优选、管柱结构优化设计、流程优选,并对替浆、放喷油嘴控制及压井等主要工序的施工工艺参数研究,形成了河坝嘉二含硫气藏水平井测试工艺技术体系,并在河嘉203H井获得成功应用。

摘要：针对川深1井四开井段超高温高压地层尾管固井长效密封的需求,通过增大硅粉加量和合理匹配硅粉粒径抑制水泥石强度衰退,优选高温苯丙胶乳、纳米液硅等改善水泥浆的防气窜能力、力学性能、稳定性等,设计了适用于超高温高压地层的高密度防气窜水泥浆。其性能为:密度2.05kg/L,防气窜系数SPN值小于0.43,气窜模拟未见气窜现象发生;水泥石在180℃下养护14d抗压强度达到了41MPa,未见强度衰退现象;水泥石气测渗透率0.0081mD,单轴弹性模量为7.54GPa。川深1井四开井段采用高密度防气窜水泥浆,并采取“替净”、“压稳”和“封严”等固井技术措施,有效封隔了高压气层,为后期作业提供了良好的井筒环境。这表明,超高温高压地层通过优选合适的水泥浆,并采取相应的技术措施,可以解决超高温高压地层的固井技术难点,提高固井质量。

摘要：元坝气田ϕ273.1 mm尾管固井时因裸眼段长、环空间隙小和尾管段长,导致尾管难以下到设计位置、中途开泵受限和替浆计量困难等技术难点。在分析地质状况、井眼条件和工具功能等因素的基础上,采用了具有压力平衡机构、卡瓦内嵌结构的无限极循环尾管悬挂器及配套胶塞系统,并制定了针对性的尾管下入措施。元坝气田7口井应用了无限极循环尾管悬挂器,实现了中途循环解阻,解决尾管难以下到设计位置的问题,尾管到位率100%,胶塞复合信号明显,实现了精准替浆作业,碰压率85%。研究结果表明,元坝气田ϕ273.1 mm尾管固井采用无限极循环尾管悬挂器效果显著,该尾管悬挂器为元坝气田大尺寸、长裸眼段的尾管固井提供了有效的技术手段,具有一定的推广应用价值。

摘要：通过汇总分析在川西地区已施工的海相深井的取心施工情况,从地层岩性、取心钻具组合、取心操作等影响取心率的因素入手,结合鸭深1井的实际情况,有针对性地从取心技术措施及现场操作规程两个方面,进一步细化了该井的取心技术方案。通过实施该方案,有效地保障了鸭深1井顺利并超额完成了设计取心任务,并创下了川西海相深井取心率第一的佳绩。对鸭深1井的海相地层取心的施工特点、技术分析进行了总结,为今后施工海相井取心提供经验。