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石油ZJ30钻机

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石油ZJ30钻机

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  • 发布日期:2018/11/20
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详细介绍

我国浅层油气能源日渐匮乏,逐渐从浅层油向深层油的开发。深层油气存在极大的开采潜能,大多数分布于盆地地区。经过实践表明,在开发深层油气能源过程中,最突出问题是深层钻井提速技术存在的困难,只有提高深层钻井的速度,才能有效的实现油气开采的高产目标。

    1 贵州钻水井深层钻井提速技术难点

    1.1 深层岩石层的钻性弱

    随着油井的开采深度增大,深部岩石层承受的阻力加倍变大,导致缝隙与总体构架发生了变形,油井的深度延长均为1km,岩层的硬密度、磨损度以及抗挤压的强度逐渐增强,致使岩层的凝固密度变大,联结非常紧密,凿钻度明显变差,可钻度偏低。例如新疆某区油井细砂岩的岩石研究表明,该地区的砂岩抗压强度达到221MPa,远远超过了一般性质的PDC钻头钻性,则极点为125MPa数据。由于油井的深度增大,导致细砂岩的硬密度、磨损度以及抗挤压的强度持续增长,致使岩石凝结密度变大,联结十分紧密,导致钻性显著变差。

    1.2 深层油井恒定温度偏高

    经API的数据说明,正常的温度在2.73℃/100m。如果地表的温度是200℃,则油井的恒温是20+2.73x井深的长度。如果井深大于井5000米,则井下恒温达到了国际规范的高温标准范围。由于温度过高,使得深层钻井提速存在一定的难度,容易带来较大的损失。分析主要原因,井下温度偏高,橡胶材料工具装置受到高温易老化,进而产生脱落的现象,导致油井底部发生堵塞问题,极大降低机械钻井的速度。

    1.3 钻井容易偏斜

    钻头加压带来的问题,往往存在深层钻井过程中。伴随井深的变大,易导致钻柱产生扭曲的情况。鉴于此,使得钻井发生倾斜的效果,致使钻压的传递性明显变差。既增加了钻井施工的难度,又极大降低了破岩的效率。另外,为了避免钻井发生倾斜状况,一般会选择保守式轻压吊打方法,因此机械钻井的速度难以提高。

    1.4 贵州钻水井复杂的地质环境

    大多数深层井,存在复杂的地质环境,,这样不利于机械钻井的提速。例如,在四川东部地区深层井开发中,常见有高海拔,或者陡峭的地质构造,导致机械钻井的速度偏低,油井的倾斜度偏高,有断层现象,严重时出现钻卡的问题。根据相关数据表明,该层含有多种砾石层,在采取牙轮钻头作业中,钻头容易弹起,加上在应用PDC钻头作业中,切削的损害程度严重,深层油井的岩性软硬分布面积广,进而难以选用合理的深井钻头类型,导致机械钻井的速度偏低。

    2 深层钻井提速技术应用效果

    2.1 强化钻井技术

    (1)高温直螺杆的高效PDC钻头复合钻井技术传统的常温直螺杆,具有耐高温的特点,高达为1200℃。在高温的深层钻井过程中,工作时间只需要10h,但在我国。一般耐高温大于120℃的螺杆,便可叫作高温螺杆。高温直螺杆技术具有显著的提速效果,运用原理在于建立在延长螺杆长度的基础上,再延长使用的时间,并改良PDC的钻头技术破岩的总体效果。

    (2)涡轮钻具与金刚石钻头的复合钻井技术通过选择涡轮复合钻井技术,可以提高深层井钻井的速度。该技术借助钻井液来促动涡轮叶片,同时驱动钻机来对岩石进行击破。待排出一定量岩碎片之后,输转矩与速度能够进行转换,具有良好的耐高温功能。在高温深层井钻井过程中,时长均达到900h。通常涡轮钻具分成高速涡钻钻具,还有低速涡轮钻具。前者的转动速度很高,但是转矩不大;后者的转动速度不高,但是扭矩不小。分析不同的深层岩性,选用不同的漩涡钻,并且配置不同的钻头,能够有效提高深井钻井的速度。

    (3)旋冲工具复合钻井技术。该旋冲工具由电机与液压锤构成,在具击破岩石过程中,主要以旋转岩石破坏与击破岩石钻井形式。在旋冲工具作业中,钻孔和岩石容易影响高压的冲击效果,集中了牙齿和岩石的接触力,使岩内部分子发生压迫振动,进而导致岩层疲劳被破坏。在连续击破岩石过程中,位于油井底部的岩层面容易形成裂纹,并且逐步延伸,助于构建剪切与旋转剪切碎岩石,进而强化石碎片效果。但是该技术针对硬脆性岩石,具有明显的提速作用,但是不宜用在塑料性岩层。

    2.2 钻头优化的提速技术

    2.2.1 牙轮的钻头改良技术该技术涉及到切削齿形的形状,还有牙齿的排列分布形式。通过加大受力部位,降低集中受力程度,改良耐冲击的性能。针对切削齿的刀具材质与碳化钨材质进行优化,来保证牙齿的抗磨性;经过改良排列分布式钻石的测量,来增强测量齿的耐磨性;通过改良金属密封轴承、轴承几何形状以及轴承的涂层等,来加强抗磨的性能;针对喷嘴的形状加以改良,提高井底部的清洁能力等。

    2.2.2 PDC钻头改良技术

    在较强耐磨性的地层中,通过凿取强劲的磨料来制成常见的PDC钻头。该钻头利用粘滑振动产生的复合片破裂,来迫使其快速破碎。在改良PDC钻头中,必须考量钻头具有耐磨性及耐冲击力。通过有效改良来保证钻头作业的稳定性,采取紧凑式磨削阻力技术,刚体表面硬化处理技术以及复合片和基体贴合技术等。


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关键词:贵州石油ZJ30钻机,石油ZJ30钻机,石油ZJ30钻机

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