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差压步进钻头提高破岩速度原理及现场试验
1
作者
刘永旺
李坤
+6 位作者
管志川
刘嘉雄
呼怀刚
陈小元
王委
赵国山
张曙辉
《中国石油大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期101-108,共8页
井底岩石承受较大的原地应力作用,且随着井深增加原地应力呈增大趋势。原地应力的存在增加了岩石的压实程度,导致岩石坚硬、可钻性差、研磨性强等问题,成为破岩工具切削效率低、使用寿命短和钻井速度慢的最主要原因之一。针对此背景,提...
井底岩石承受较大的原地应力作用,且随着井深增加原地应力呈增大趋势。原地应力的存在增加了岩石的压实程度,导致岩石坚硬、可钻性差、研磨性强等问题,成为破岩工具切削效率低、使用寿命短和钻井速度慢的最主要原因之一。针对此背景,提出释放井底部分原地应力弱化地层抗钻特性提高破岩速度的理念,研发一种可释放井底部分原地应力弱化地层抗钻特性且能够集中钻压强化攻击能力的差压步进钻头,该钻头充分利用钻井过程中的井底钻压波动,实现扩眼钻头与领眼钻头钻压动态分配及钻进过程交替进行的目标,通过弱化地层、强化攻击及转化振动三重效果提高破岩速度。为验证差压步进钻头的应力释放效应,建立三维流固耦合的阶梯井底应力场模型,并在江苏油区某区块砾石层井段开展3口井的实钻试验。结果表明:阶梯井底能够使阶梯处岩石更易破碎;小直径领眼钻头应力释放效果较好;随着地层深度的增加,差压步进钻头应力释放效果更加显著,应力释放比约为60.2%;差压步进钻头提速效果显著,砾石层钻速较牙轮钻头提升可达161.89%,最高提速318.11%。
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关键词
钻井
井底原地应力
地层抗钻特性
差压步进钻头
应力释放
岩石破碎
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职称材料
水压致裂原地应力测试井下水压力数据采集系统及其应用研究
被引量：
3
2
作者
王建新
张策
+2 位作者
郭啓良
李兵
刘晓丽
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第A02期3971-3976,共6页
中国地震局地壳应力研究所首次研发了水压致裂原地应力测量井下压力数据采集系统。该系统的使用可以对井下压裂段的水压力进行较为精确的测量,克服了水压致裂测试系统柔性以及测段孔壁孔隙压力的不均匀性等因素对测试结果的影响,大大提...
中国地震局地壳应力研究所首次研发了水压致裂原地应力测量井下压力数据采集系统。该系统的使用可以对井下压裂段的水压力进行较为精确的测量,克服了水压致裂测试系统柔性以及测段孔壁孔隙压力的不均匀性等因素对测试结果的影响,大大提高了水压致裂应力测试的精度。现场测试表明,井下压力采集系统运行的稳定性、环境适用性都达到了应用的要求。笔者课题组运用该系统成功的进行2个测段的原地应力测试,并分别对比分析各测段的井下和地面采集系统得到的数据。结果显示,测试深度越大,测试结果受系统柔性和其他不确定性因素的影响也越大,最终的计算结果误差也越大。压裂过程中,地面采集压裂曲线在升压阶段的压力梯度和井下压力采集曲线基本一致;降压阶段,地面采集曲线的压力梯度要明显大于井下数据采集曲线的压力梯度;地面压力采集计算得到各个压力特征值尤其重张压力值,以及原地应力值比井下数据采集得到的准确值要偏小。
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关键词
岩石力学
水压致裂
井下数据采集
原地应力
原文传递
题名
差压步进钻头提高破岩速度原理及现场试验
1
作者
刘永旺
李坤
管志川
刘嘉雄
呼怀刚
陈小元
王委
赵国山
张曙辉
机构
深层油气全国重点实验室(中国石油大学(华东))
中国石油大学(华东)石油工程学院
中国石油集团工程技术研究院有限公司
中国石化集团华东石油工程有限公司江苏钻井公司
中石化经纬有限公司胜利定向井公司
西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室
出处
《中国石油大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期101-108,共8页
基金
国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项(2021YFE0111400)
中石油重大科技项目(ZD2019-183-005)
+1 种基金
国家自然科学基金面上项目(52074324,51974320)
中央高校基本科研业务费专项(19CX02065A)。
文摘
井底岩石承受较大的原地应力作用,且随着井深增加原地应力呈增大趋势。原地应力的存在增加了岩石的压实程度,导致岩石坚硬、可钻性差、研磨性强等问题,成为破岩工具切削效率低、使用寿命短和钻井速度慢的最主要原因之一。针对此背景,提出释放井底部分原地应力弱化地层抗钻特性提高破岩速度的理念,研发一种可释放井底部分原地应力弱化地层抗钻特性且能够集中钻压强化攻击能力的差压步进钻头,该钻头充分利用钻井过程中的井底钻压波动,实现扩眼钻头与领眼钻头钻压动态分配及钻进过程交替进行的目标,通过弱化地层、强化攻击及转化振动三重效果提高破岩速度。为验证差压步进钻头的应力释放效应,建立三维流固耦合的阶梯井底应力场模型,并在江苏油区某区块砾石层井段开展3口井的实钻试验。结果表明:阶梯井底能够使阶梯处岩石更易破碎;小直径领眼钻头应力释放效果较好;随着地层深度的增加,差压步进钻头应力释放效果更加显著,应力释放比约为60.2%;差压步进钻头提速效果显著,砾石层钻速较牙轮钻头提升可达161.89%,最高提速318.11%。
关键词
钻井
井底原地应力
地层抗钻特性
差压步进钻头
应力释放
岩石破碎
Keywords
well
drilling
downhole
in-situ stress
formation
drilling
resistance
step-type
drill
bit
with
self
distributing
of
drilling
pressure
stress
release
rock
fragmentation
分类号
TE21 [石油与天然气工程—油气井工程]
下载PDF
职称材料
题名
水压致裂原地应力测试井下水压力数据采集系统及其应用研究
被引量：
3
2
作者
王建新
张策
郭啓良
李兵
刘晓丽
机构
中国地震局地壳应力研究所地壳动力学重点实验室
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室
出处
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第A02期3971-3976,共6页
基金
中国地震局地壳应力研究所中央级公益性科研院所基本科研业务专项资助项目(ZDJ2016–06)~~
文摘
中国地震局地壳应力研究所首次研发了水压致裂原地应力测量井下压力数据采集系统。该系统的使用可以对井下压裂段的水压力进行较为精确的测量,克服了水压致裂测试系统柔性以及测段孔壁孔隙压力的不均匀性等因素对测试结果的影响,大大提高了水压致裂应力测试的精度。现场测试表明,井下压力采集系统运行的稳定性、环境适用性都达到了应用的要求。笔者课题组运用该系统成功的进行2个测段的原地应力测试,并分别对比分析各测段的井下和地面采集系统得到的数据。结果显示,测试深度越大,测试结果受系统柔性和其他不确定性因素的影响也越大,最终的计算结果误差也越大。压裂过程中,地面采集压裂曲线在升压阶段的压力梯度和井下压力采集曲线基本一致;降压阶段,地面采集曲线的压力梯度要明显大于井下数据采集曲线的压力梯度;地面压力采集计算得到各个压力特征值尤其重张压力值,以及原地应力值比井下数据采集得到的准确值要偏小。
关键词
岩石力学
水压致裂
井下数据采集
原地应力
Keywords
rock
mechanics
hydraulic
fracturing
downhole
data
acquisition
in-situ stress
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
差压步进钻头提高破岩速度原理及现场试验
刘永旺
李坤
管志川
刘嘉雄
呼怀刚
陈小元
王委
赵国山
张曙辉
《中国石油大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
水压致裂原地应力测试井下水压力数据采集系统及其应用研究
王建新
张策
郭啓良
李兵
刘晓丽
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
3
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