今年以来,为了加快顺北油田钻井提速提效,西北油田依托科研项目,先后配套研发了大尺寸等壁厚螺杆、混合钻头和尖圆齿PDC钻头,新工艺现场应用提速效果显著。
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据悉,顺北油气田埋藏超深(>7400m),其可钻性差于塔河油田,尤其是古生界地层古老,压实程度高,岩石坚硬(>100MPa)且塑性强,导致机械钻速慢,成为钻井提速的“拦路虎”。
为此,西北油田科研人员紧盯世界前沿钻井技术,按照“颠覆性思维、革命性技术、规模性应用”的研发理念,运用“深切削、抗冲击、高扭矩”的设计方法,通过改变破岩方式和加强破岩扭矩,研发高效破岩钻头和高效螺杆。
大尺寸等壁厚螺杆输出扭矩较常规螺杆提高26%。通过详细设计、精细加工螺杆定子和改进橡胶配方与硫化工艺,实现了螺杆等壁厚且应力分布均匀,容积效率较常规螺杆提高25%,输出扭矩达(15.74KN/m)较常规螺杆提高26%。
二叠系“混合钻头+等壁厚螺杆”提速28%以上。针对二叠系配套研发了冲击破碎与剪切破碎相结合的高效破岩工艺,首次在顺北评1H井二叠系开展“混合钻头+等壁厚螺杆”提速试验,进尺407米,机械钻速4.03米/小时,较邻井提高28.34%,钻井周期11.85天,较邻井缩短32.56%。
古生界深部地层“尖圆齿PDC钻头+等壁厚螺杆”提速40%以上。针对古生界深部地层配套研发了尖齿与圆齿相结合的高效破岩工艺,首次在顺北评1井开展“尖圆齿PDC钻头+高效螺杆”提速试验,进尺848米,钻头出井新度85%,机械钻速5.31米/时,较邻井提高51.7%,钻井周期9.12天,较邻井缩短率41.7%。
据专家介绍,混合钻头和尖圆齿PDC钻头改进了传统PDC钻头剪切破碎岩石的方式,提高了破岩效率,两种钻头配合大尺寸等壁厚螺杆可大幅提高钻井速度。