南海深部温压地层岩石可钻性评价及应用

南海珠江口盆地深部地层具有高应力也伴随有高温的特点,应用常温常压下的可钻性计算评价方法不能真实、准确反映该地区地层岩石可钻性特征。本文对取自南海珠江组地层的岩石样品开展了高温高压条件下的可钻性测试,对比分析了温压单因素及耦合作用下的差异性,建立了考虑温度和围压的可钻性级值计算模型,并通过ABAQUS软件建模,对温压条件下聚晶金刚石复合片钻头切削齿后倾角进行了优化分析。结果表明：温度在20℃~180℃时对岩石可钻性级值影响不大,高于180℃时,可钻性级值随温度增加有减小的趋势;围压条件下可钻性级值与常压下的级值存在差异,且高1~2级;温压下调整PDC钻头的后倾角到25°时钻头的破岩效率最高,应用井与已钻井相比机械钻速分别提高了31.71%、41.95%。本文所做的研究对于进一步认识高温高围压地层机械钻速低的原因、优化钻头切削齿参数、减少钻井周期,指导高温高围压地层钻井作业具有重要意义。     

地层宏观可钻性与实用原理

本文综述了1927年以来传统的岩石可钻性研究及应用的主要趋势,文中指出,岩石为均质体的理论假设限制了传统岩石可钻性的实用效果,且不适应当前钻井技术水平。本文以地层是非均质为基础,提出了统计地层可钻性,认为地层可钻性是随机变量,用概率统计理论处理,所得宏观可钻性有良好的实用效果,是评价非均质地层的新概念,拓宽了岩石可钻性的应用范围。文章归纳了近年来试验研究并应用于实际的三个原理:宏观原理、等概原理及相关原理,以指导实际应用。     

利用地层可钻性预测钻速

在岩芯上钻孔测得的地层可钻性,可以应用到钻速预测技术方面。这将有利于钻井工程的设计工作。本文引用了钻速钻压关系的诺模图,用统计方法求出了方程的系数,得到了该诺模图的数学模型。文章叙述了用试验方法求出地层可钻性级值K_d与数学模型中系数的关系,从而得到了用地层可钻性级值K_d表达的钻速预测方程。即V=N(2.2W)~a/2.6(1.526)~(K_d)。式中V为钻速,米/时;N为转速,转/分;W为单位直径钻压,吨/英寸;K_d为地层可钻性级值,a=1.173261+0.05005K_d。文章说明了钻速预测方程的使用方法,介绍了在钻井设计、施工、估计压差等几方面的用途。文章最后讨论了提高预测准确性有赖于取得有代表性的地层可钻性资料的问题。     

基于可钻性的地层分层方法

根据测井资料可以得到整井每一个测点的岩石的可钻性级值。在实际的应用中是不可能逐一地去分析每一个点的岩石可钻性级值,只能是按岩石可钻性,对整井段进行分层,然后对每一个井段进行分析。数学上有一种按照样本的、彼此相近的程度进行分类的理论,称为模糊聚类。人们利用它的基本原理在岩土工程中进行了膨胀土的分类、砂土的地震液化判别等。利用多参数因子的模糊聚类分析,对测井资料实测得到的原始剖面中分布与性质相近的地层进行合理的模糊聚类合并。根据岩石可钻性级值采用模糊聚类的方法对井段进行分层,求出每一段的平均岩石可钻性级值、最高和最低的值,最终实现分层。该方法的实现将使钻井速度大幅度提高,钻井成本也会大大降低。     

河南油田注水地层异常压力理论研究

为了解决河南油田经过常年注水开发,使得地层压力发生变化,加上地层非均质性和复杂断层等方面的影响,地层压力变得更加错综复杂的问题。通过以渗流解析公式和油藏数值模拟两种手段为基础,研究了注水井泄压半径和地层异常压力分布规律,分别建立出注水井泄压半径理论图版。两图版相互验证,虽有一些差异,但趋势和结论均一致。结果表明:当地下注采比大于1时,无因次泄压半径均大于0.5,而且随着无因次波及面积的增大,无因次泄压半径逐渐增大。该图版不仅对河南油田高压区块的现场钻关井方案的合理制定提供了理论依据,对解决其他油田的类似问题也具有指导意义。     

岩石可钻性研究

为满足优质高速钻井的要求,需要对岩石可钻性做出更加精确的观测。本文对岩石力学参数和可钻性级值通过多元回归的方法得出了围压下岩石可钻性级值的相关模型,通过该模型,可以更准确的预测地层岩石可钻性。     

利用岩屑波速随钻检测地层可钻性及优选钻头类型

研制了随钻测量钻井岩屑声波速度的便携式钻屑波速测试系统,并对岩屑波速进行了测试,建立了岩屑波速与可钻性级值的关系模型。利用该模型,可随钻标定地层的可钻性级值。对数百只钻头的使用资料进行了统计分析,建立了钻头类型与地层可钻性级值的对应关系。根据地层可钻性的随钻标定结果及变化趋势,利用钻头类型与地层可钻性级值的对应关系,即可优选出适合于待钻井段的钻头类型。在DW 1井上进行了钻头优选现场试验,证明该方法是有效的。     

石油钻井中地层可钻性的统计分级法

一、可钻性研究概况 1.Tillson在1927年首次提出了可钻性的概念,以表示岩石在破碎方面的难易程度。这是一个综合性质。 2.Head在1951年提出了地层可钻性分类数DCN。方法是用微型钻头以417磅的钻压、110转/分的转速在岩心上钻孔,以钻1/16英寸所用的时间(秒)作为DCN。共钻了15种岩心,从2秒到555秒。经过一年的现场试验,定出了牙轮钻头类型与地层DCN范围的对应关系。     

利用岩屑波速随钻检测地层可钻性及优选钻头类型

研制了随钻测量钻井岩屑声波速度的便携式钻屑波速测试系统，并对岩屑波速进行了测试，建立了岩屑波速与可钻性级值的关系模型。利用该模型，可随钻标定地层的可钻性级值。对数百只钻头的使用资料进行了统计分析，建立了钻头类型与地层可钻性级值的对应关系。根据地层可钻性的随钻标定结果及变化趋势，利用钻头类型与地层可钻性级值的对应关系，即可优选出适合于待钻井段的钻头类型。在DW-1井上进行了钻头优选现场试验，证明该方法是有效的。     

鄂北塔巴庙区块地层特征与可钻性探讨

通过对塔巴庙区块从第四纪到奥陶纪地层岩性、测井、PDC钻头在本区的可钻性以及本区气层特点等因素的分析,指出塔巴庙区块中生代地层成岩性差,PDC钻井速度快,泥岩易造浆,但要注意延长组下段较疏松砂岩中含砾对PDC钻头牙齿不利;上古生代地层成岩性较好,砂岩胶结致密,钻井时注意选择钻井参数,使用牙齿较小的钻头为宜.     

基于相关向量机的地层可钻性级值预测

对录井资料及测井资料与地层可钻性级值的关系进行分析,提出一种基于相关向量机算法的地层可钻性级值预测的新方法.通过标准化钻速、测井声波时差、地层密度、泥质含量和地层深度进行学习训练相关向量机,建立地层可钻性级值预测的相关向量机模型.对准噶尔盆地部分井的地层可钻性级值进行预测的结果表明,该方法优于BP神经网络方法,具有预测精度高、收敛速度快、推广能力强等优点.     

基于分形方法的深部砂岩地层岩石可钻性分析

石油钻井中测量岩石可钻性的主要方法是以井下取心为对象,测量岩石的力学性能和微钻法可钻性试验,但这种方法采样费用高,试验周期长,不能在现场直接应用,这对实际应用造成了很大困难。文中用筛析法分析不同围压下砂岩岩心碎屑的分布,发现砂岩岩心破碎碎屑是分形分布。不同围压的实验中,碎屑分布的分维值不同。随着围压的增加,砂岩破碎碎屑的分维增大。解释了砂岩碎屑分维增大的原因,研究了碎屑分形分布的物理机制。并进一步分析了砂岩岩心分形维数与可钻性和围压之间关系,为使用实际钻进过程中产生的上返岩屑描述可钻性指标奠定基础,为可钻性研究提供一条新的途径。     

基于岩石可钻性指标的地层界面识别理论与方法

岩石可钻性指标是石油、矿山及地质部门广泛用于钻头选择和制定生产定额的重要参数,但现行可钻性指标的定义及参数获取的实验方法还存在许多问题. 通过分析,重新定义了岩石的可钻性,提出了以单位能量下的穿孔速率作为可钻性指标的新概念;基于钻进过程中有效轴压、转速、穿孔速率和可钻性指标间的耦合关系,建立了可钻性指标的计算公式. 同时,对新的可钻性指标在地层识别中的敏感性进行了分析,阐述了可钻性指标在地层识别中的物理意义. 研究表明,新的可钻性指标克服了传统可钻性指标在判层中存在的盲区,并可实现沿钻孔剖面的连续判层.     

岩石可钻性钻速模式研究

地层是钻井工程最直接的研究对象,地层是影响钻速的最重要因素。本文主要讨论如何寻求地层可钻性钻速模式。试验与计算结果表明,在标准化条件下,方程V=bw~a的系数a、b主要受地层的微可钻性级值的影响,它们都是可钻性级值Kd的函数,且这种函数有区域性。通过对地质单元上的a、b值变化规律的研究求出了五个油田统一的可钻性钻速模式。     

岩石可钻性能量法现场实验研究

本文介绍了岩石可钻性能全法在油田现场实脸研究的成果:确定其可钻性指标凡对地层的适用范围,证明K指标比其他可钻性指标能更容易、史好地反映出井下实际地层可钻性变化情无,用K指标预浏钻速与实际钻速接近.     

井底压力条件下岩石可钻性实验及仿真研究

岩石的可钻性是正确评价是确定钻井参数、选择钻头类型、预测钻井效果以及规定钻进工作定额时所必需的;而以往岩石可钻性极值的确定都是在常压下进行的。常压下岩石的可钻性极值与井底压力条件下岩石可钻性极值相差较大,远不能满足工程需要。为此,提出了一种室内测定井底压力条件下岩石岩石可钻性极值的实验方法;并通过HyperMesh有限元处理器仿真得到井底压力条件下岩石的可钻性极值的仿真值。通过对实验数值和仿真数值的对比,二者误差都在10%以内。所以该实验方法能够较准确的得到井底压力条件下岩石的可钻性极值。从而更能够准确的选择钻头类型,优化钻进参数,指导工程实践。     

粉细砂地层注浆模型试验研究及工程应用

注浆法是治理高速铁路沉降病害的一种常用方法。为了解决杭长客专南昌横岗联络线G316国道框架中桥顶进掌子面细砂地层的沉降与滑坡,研发了可拼装式注浆模型试验系统,搭建了注浆流量监测系统和注浆压力监测系统,开展了粉细砂地层注浆模型试验研究。结果表明,超细水泥比水玻璃注浆结实体效果好,更适合加固粉细砂地层。从现场施工注浆量统计可以看出,选取的注浆压力和注浆材料配比满足施工要求,后期掌子面沉降和滑坡得到了遏制。设计装置系统和研究内容为后期类似注浆工程提供借鉴。     

河南油田高含水调整井固井技术应用研究

分析了河南油田高含水调整井固井影响封固质量的主要因素,提出了保证其封固质量实用综合工艺技术措施。现场72口井的固井实践表明,该套综合工艺技术措施的应用,可明显提高河南油田高含水调整井固井的封固质量。     

PDC钻头钻进的岩石可钻性研究

用微型PDC试验钻头模拟全尺寸PDC钻头的切削破岩方式在岩样上钻孔,测定了石油钻井所遇地层岩心的微PDC钻头可钻性指数(PDT).研究了微PDC钻头可钻性指数和微牙轮钻头可钻性指数(UDT)的关系.研究表明,基于牙轮钻头钻进特点的油矿地层可钻性分级.同样适用于PDC钻头钻井.在岩石可钻性方面.PDC钻头对地层的适应性较差.PDC钻头钻进时,存在着极限等级值和有效等级值.当地层等级值大于极限等级值时。其破岩效果差,当等于或小于有效等级值时,效果最好.