塔河油田PDC钻头泥包原因分析与对策

为了提高机械钻速,减少起下钻次数,避免掉牙轮事故,塔河油田已经普遍使用PDC钻头,但由于PDC钻头没有自洁功能,在某些井段常常出现泥包现象,抑制了PDC钻头优势的发挥,本文从钻井液、地质和工程三个方面分析了PDC钻头发生泥包的原因,提出了解决问题的对策,现场应用结果证明其行之有效,将对塔河油田及与其类似油田的使用PDC钻头全面钻进有一定的指导意义。     

泥包对破岩效率影响的PDC单齿切削模型研究

PDC钻头泥页岩地层钻进易发生泥包,严重影响机械钻速。钻进性能的变化归根结底源于切削齿与地层的相互作用,但是目前建立的单齿切削模型考虑的因素不全面,并不适用于钻头发生泥包的情况。建立了PDC钻头分别发生切削齿泥包和钻头整体泥包时的单齿切削模型,模型全面考虑了围压、切削齿倒角面、切削齿后底面、岩屑破碎带等因素,通过实例计算、利用前人实验数据验证了模型计算结果的可靠性。最后利用模型量化分析了泥包对破岩效率的影响规律,结果发现切削齿泥包和钻头泥包均严重影响破岩效率,且后者影响程度更大;切削齿泥包中,围压和"泥包团"长度对破岩效率影响显著,破岩效率均随两者的增大而减小;钻头泥包中,泥包面积对破岩效率影响显著,破岩效率随泥包面积的增大而减小。     

聚晶金刚石复合片(PDC)钻头的失效分析

对PDC钻井钻头的失效形式进行了分析，并对每种失效形式的形成机理进行了研究，结果表明，PDC钻头切削齿的微断屑、宏观破裂及剥离失效形式是造成PDC钻头早期失效的主要形式和原因，预防PDC钻头的早期失效，应从设计、材料制造及使用方面采取改进措施。     

双级PDC钻头井底应力场分析

介绍了双级PDC钻头特征，建立了双级PDC钻头的井底应力场分析模型，给出了相关参数和边界条件以及分析方法，利用有限元方法对双级钻头井底进行三维应力场数值分析得到了井底应力场云图和曲线图，并与常规钻头井底应力场进行了对比。分析和研究认为，双级PDC钻头井底形成了径向应力小、周向应力大的二次应力场，等效应力卸载明显，且总等效应力是常规钻头的85．56％，提高机械钻速的潜力较大。     

PDC钻头泥包原因分析及对策

为满足快速钻进的需要,钻井工程现场越来越多地使用PDC钻头,提高钻井速度,减少起下钻次数,避免掉牙轮等复杂事故,但在应用中经常有PDC钻头泥包的现象.在分析泥包原因的基础上,从改善钻井液性能、改变钻井参数、精心操作等方面,提出了预防PDC钻头泥包的技术措施,有助于解决PDC钻头泥包的问题.     

煤矿井下用内锥型PDC钻头工作状态模拟分析

为提高煤矿井下硬岩钻进破岩效率,设计了Φ94mm内锥型PDC钻头,并对其进行了破岩过程仿真分析,以研究其受力特性。结果表明：与相同规格三翼内凹PDC钻头相比,在同等工况条件下,内锥型PDC钻头所需轴向载荷降低近13%,破岩效率提高近30%;内锥型PDC钻头破岩受到的径向不平衡力占钻压的9.8%,钻头容易产生涡动,因此对于内锥型PDC钻头应关注其侧向力平衡的设计。根据分析结果,试制Φ94mm钢体内锥PDC钻头并进行现场试验,相比于工区现用Φ94mm普通钢体三翼内凹PDC钻头,试验钻头平均寿命提高2倍左右、破岩效率提高40%以上,表明研制的新型内锥PDC钻头有助于降低钻进成本,提高破岩效率。     

考虑切削次序的PDC钻头切削体积计算研究

PDC钻头优化设计和力学分析都需要准确计算切削体积,本文在PDC钻头切削齿几何描述的基础上,考虑到钻头旋转钻进时因切削齿周向角不同,即切削次序不同而造成的相互覆盖,建立了切削切削面积、切削体积的计算方法,编制了计算机程序,给出了计算实例.该方法的建立为PDC钻头受力分析、磨损规律研究和PDC钻头的优化设计奠定了理论基础.     

利用岩石三轴抗压强度优选PDC钻头

岩石三轴抗压强度是表征地层抗钻性质的重要参数之一，是PDC钻头优选的基础和主要依据。利用测井资料获取地层岩石三轴抗压强度并进行聚类分层处理，建立了PDC钻头切削结构参数与岩石三轴抗压强度之间的定量关系，提出了基于岩石三轴抗压强度的PDC钻头优选方法。通过实例计算得出了311．2mm PDC钻头切削结构参数设计结果。该方法可为现场PDC钻头优选提供必要的理论依据，具有一定的实用性。     

不同钻井参数、不同磨损期PDC钻头岩屑分析

随着钻井工艺水平的不断提高PDC钻头受到广泛地应用，PDC钻头在提高钻井速度、降低钻井成本、增加经济效益的同时，却由于钻屑细小而给岩屑录井、钻时卡层等带来诸多困难。笔者根据在川西气田十余口井PDC钻头钻井的岩屑录井经验，总结出根据不同钻井参数条件下的PDC钻头使用期法来识别细小真实岩屑，从而提高PDC钻头钻进中的地层剖面恢复符合率。     

锥形齿PDC钻头台架试验研究

设计并加工锥形齿PDC钻头、锥形PDC齿与常规PDC齿混合的复合式钻头、常规PDC齿钻头,在不同性质的岩样上进行台架试验研究,分析锥形齿PDC钻头钻进硬地层的破岩效果以及钻压、转速等钻进参数对其钻进性能的影响规律,并与常规PDC钻头的破岩效果进行对比。结果表明:锥形齿PDC钻头具有钻进硬岩能力,机械钻速随钻压和转速的增加而增大;锥形PDC齿与常规PDC齿混合的复合式钻头在硬岩中可获得较高的破岩效率,机械钻速可提高90.6%。     

Blasting Technology Research in Construction of Fenghuoshan Tunnel in Permafrost

1Introduction TheFenghuoshanTunnelliesinthehinderland ofQinghai TibetPlateau,betweenKunlun MountainandTanggulaMountain,withatotal lengthof1338m.Thealtitudeofthemountainpeakis5075m,whilethetracksurfaceis4905m abovethesealevel.Beingthehighestpermafrost tunnelintheworld,tobeconstructedinaregion ofarcticalpineandextremeoxygendeficiency,FenghuoshanTunneldoesnothaveanyexisting experience,eitherfromChinaorabroad,to follow.Greatlydifferentformothertunnelson loweraltitudes,theconstructionofthispro…     

连云港抛泥区抛泥弃土的流失及其对外航道回淤的影响

连云港羊窝头抛泥区由抛泥弃土形成的水下堆积体,主要受波浪和潮流作用,一部分在抛泥期间被运移,另一部分在波浪掀动后被潮流搬运。抛泥区93％的弃土是在抛泥期间的4～10月被运移流失。当每年有300万立米的弃土抛于羊窝头抛泥区,它可以使东口门水体含沙量增加20％,在连云港外航道5+000内淤积厚度增加0.21米,这个淤积强度是很小的。     

连云港抛泥区抛泥弃土的流失及其对外航道回淤的影响

连云港羊窝头抛泥区由抛泥弃土形成的水下堆积体,主要受波浪和潮流作用,一部分在抛泥期间被运移,另一部分在波浪掀动后被潮流搬运。抛泥区93％的弃土是在抛泥期间的4～10月被运移流失。当每年有300万立米的弃土抛于羊窝头抛泥区,它可以使东口门水体含沙量增加20％,在连云港外航道5+000内淤积厚度增加0.21米,这个淤积强度是很小的.     

扬州瘦西湖盾构隧道泥水系统中粘土块的溶崩规律研究

针对黏土块在管道中随泥浆运移时易溶崩破碎的特点,以扬州瘦西湖黏土为研究对象,室内试验与现场施工情况相结合,对黏土块的溶崩破碎特性进行了试验研究。结果表明,黏土块的溶崩破碎程度与黏土块浸泡的泥浆密度、浸泡时间、外加水流冲击及切削作用等关系紧密。黏土块在排浆管中运移时不会完全溶崩破碎,经过流水搬运和相互间的反复翻滚摩擦、碰撞,一部分溶崩后变为泥浆,一部分形成圆浑状的黏土块排出。对黏土块的室内试验结果与实际工程结果做了较为全面的对比,分析了结果差异及原因。     

三次采油区块套损井修复技术研究与应用

目前,三次采油主要以聚合物驱、三元复合驱为主,由于注入介质自身的特性,造成此类区块套损类型复杂,修复难度大。主要存在以下问题:一是区块套损机理认识不清,工艺措施针对性不强;二是胶结物携带砂、泥岩块堵塞井筒,循环泄压困难;三是吐砂井上顶管柱,冲砂进尺不理想;四是小直径、活性错断、大段弯曲井打通道时效低、成功率低。这些套损井若不能得到及时有效治理,将严重影响区块的整体开发部署和产能的提高。通过从工程、地质方面分析套损原因,开展三次采油区块套损井修复技术研究,形成了以套损形态预测、加压起下及找打通道技术为主的技术系列,现场试验起到较好效果。     

渤601井欠平衡钻井技术

渤601井是渤南油田一口重点评价井,钻探目的是扩大渤深6断块潜山低部位含油气范围.该井四开钻探过程中成功地采用欠平衡钻井技术钻穿寒武系凤阳山组,以防止该区古生界灰岩储层发生井漏及储层污染,从而保护油层.在该区发现了高产工业油流.在欠平衡钻井中成功地进行了中途测试,并提高了深井钻井速度,为渤南地区裂缝性地层钻井提供了宝贵的经验.结合渤601井实际情况,给出了地质设计和工程设计,分析了施工过程中主要技术难点,介绍了钻前准备工作、欠平衡钻进、完井和施工效果.     

长江口浮泥层“适航水深”初步研究

长江口入海航道７米挖槽开挖以后，洪季挖槽内出现１２米的浮泥层，引起了生产部门和研究机构的高度重视。本文介绍了长江口浮泥的一般情况，讨论了浮泥层变化的某些规律、探讨了在长江口测量浮泥层底板水深制作海图、充分利用浮泥层作为通航水深，在理论上和实践上都取得了一定的成绩。     

钻井液防塌剂的作用方式及分类

为了发挥组成类别不同的防塌剂的协同效应,对防塌剂按作用方式进行了分类。根据防塌剂的一般作用方式,可把防塌剂分为两大类共八个亚类。第一大类为阻止或延缓水从井眼向地层内迁移的防塌剂;第二大类为增加地层矿物颗粒间联结力的防塌剂。第一大类分为六个亚类：（１）水活度降低型;（２）滤液增粘型;（３）封堵型;（４）润湿性改变型;（５）低水化能型;（６）泥饼致密型。第二大类分为两个亚类：（１）桥联型;（２）化学胶结型。对于防塌钻井液,一般必须使用封堵型防塌剂,其它七个亚类则根据岩层特点和钻井液体系的特点加以选用。     

钻孔测温的适时观测

笔者根据××矿区井温测井实际数据的研究和计算认为,近稳态测温在停止井液循环50小时以后进行全井段测温是合适的。对于水文测井,以确定含水层(或段)等为主要目的的井温测井,在停止井液循环12～24小时进行全井段测温可取得满意的结果。     

基于热模拟实验的泥页岩黏土矿物演化及成岩阶段划分研究

目前成岩作用研究主要集中于砂岩及碳酸盐岩,对泥页岩本身成岩作用及阶段划分的研究较少。随着页岩气研究的兴起,泥页岩成岩作用逐渐受到科研工作者的重视,因此,基于泥岩样品的热模拟实验,对不同演化阶段的样品分别进行X衍射分析、镜质体反射率(R_o)测试、岩石热解(T_(max))分析,应用测试及分析结果进行泥页岩黏土矿物演化的定量表征,并划分泥页岩成岩阶段,为泥页岩储层评价提供参考。研究结果表明,随着泥页岩成岩作用的进行,黏土矿物演化主要表现为高岭石向伊利石和伊/蒙(I/S)混层转化,可将泥页岩成岩作用划分为六个阶段,每个阶段对应的R_o、T_(max)临界值大于砂岩成岩作用相应的R_o、T_(max)临界值。