清洁钻头提高机械钻速的钻井液技术研究.ppt

清洁钻头提高机械钻速的钻井液技术研究
汇
报
提
纲
项目概要
国内外现状和发展趋势
作用机理及性能评价
现场应用
结论
清洁钻头提高机械钻速的钻井液技术研究
井下复杂事故
储层损害
勘探开发
效益
钻机时间
影响
钻井速度
一、项目概要
优选钻头
欠平衡钻井
优化水力参数、
高压喷射
国外ROP钻井液技术
钻井液协同其它钻井措施
提高钻速
一、项目概要
顶驱、螺杆钻具
一、项目概要
形成一套能提高机械钻速的快速钻井液基础理论与新技术
目的、意义
基础理论、作用机理、增速剂研制、评价方法、钻井液配方与性能
减少井下复杂事故、降低储层损害、降低钻井成本、提高勘探与开发速度与效益
二、国内外现状和发展趋势
国外技术现状
国外从上世纪90年代开始研究并现场应用快速钻井液技术,取得了很好效果
发明人
使用地区
现场应用效果
Baroid与M-I
德克萨斯州arnescountry
钻井19口,钻速提高46%
Baroid与M-I
德克萨斯海岸高岛地区
--(近两倍)
Hasley
南得克萨斯Wilcox地层
45口井平均钻速比柴油基钻井液提高30%,成本降低20%
Bland
Louisiana近海区
平均钻速提高38%
Bland
Louisiana内陆水区
井深14500ft,钻速从低于20ft/h提高到23ft/h。
Walton
Colorado州的白河油区
,%
Aron
墨西哥湾近海
提高10~20%的钻井效率,
Friedheim
墨西哥湾的深水及大陆架
钻井速度提高60~70%
BP公司
加拿大东北部Noel油田
比同样性能的柴油油基钻井液的钻速提高50% 以上
二、国内外技术现状和发展趋势
国内外技术现状
美国在该领域处于领先地位,取得12项专利、6种增速剂产品投入使用,形成了6-8套钻井液体系,现场应用200余口井,提高钻速均在10%以上,不同地层提高钻速的幅度不同。
中国石油集团钻井工程技术研究院于2004年着手开展清洁钻头改变润湿提高机械钻速钻井液技术的实验研究工作。
三、作用机理及性能评价
吸附效应
压持效应
岩心强度影响
吸附效应
润湿性
表面张力
粘土吸附
钻具吸附
粘附聚集
压持效应
毛管力自吸实验
毛管压力曲线
作用机理
单轴应力实验
微/亚微米粒子
润滑性评价
扭矩影响
粒径变化
三、作用机理及性能评价
国外最新研究成果
影响机械钻速的重要因素:
钻屑颗粒吸附钻头表面严重影响钻井速度
钻遇泥页岩地层,很容易发生钻屑吸附钻头(泥包) ,导致钻头端面承担了部分钻压,限制钻头的切削深度。
井底钻头与岩石间的作用效率不高,重复破碎。高压下钻深井泥页岩影响更大---随井深增加,岩石具有更强的弹性特性,硬、软页岩特别是粘、膨胀性页岩,在压力的作用下吸附于钻头表面能力增强,从钻头表面移走钻屑的剪切力大大增加。
研究表明:从钻头侧面移走钻屑比从钻头前面剪切地层所需的剪切应力要大。
三、作用机理及性能评价
影响机械钻速的重要因素(与钻井液相关)
钻屑吸附钻头、压持效应、扭矩、微米亚微米粒子以及钻井液对井底岩石强度的影响等(密度、粘度等除外)
钻井液提高机械钻速途径
清洁钻头、改变井底岩石的润湿性、降低压持效应、降低岩石瞬间强度、大幅度提高钻井液的极压润滑性、降低扭距、清除微米亚微米粒子