气体钻井钻具失效预防技术研究与应用

1、收稿日期 :2009-12-10; 修回日期 :2010-02-20基金项目 :中国石化集团公司十条龙项目 “ 提高普光气田开发井钻井速度技术研究 ” 部分成果 , 编号 :P06065。作者简介 :张克勤 (1959- , 高级工程师 , 副院长 , 1983年毕业于西南石油大学钻井工程专业 , 主要从事钻井工程应用研究和技术管理 工作。 地址 :(457001 河南省濮阳市中原路 59号 , 电话 E -mail:zhangkeqins ohu . com钻井工艺气体钻井钻具失效预防技术研究与应用张克勤(中原石油勘探局钻井工程技术研究院 张克勤 . 气体钻井钻

2、具失效预防技术研究与应用 . 钻采工艺 , 2010, 33(2 :8-11摘 要 :气体钻井中钻具失效频率明显高于钻井液钻井 。 失效钻具检验与分析表明 , 钻具失效类型为疲劳或 腐蚀疲劳 , 钻具腐蚀类型为氧腐蚀 。 钻具失效的主要原因是 :氧腐蚀与冲蚀 、 钻具疲劳 (由钻柱反转 、 钻柱纵向振 动 、 井眼弯曲引起 、 钻具带伤工作 、 钻铤螺纹连接弯曲强度比不足等 。 空气锤冲旋钻井技术 、 钻柱防共振技术 、 加 强钻具探伤及使用新钻具等能够有效预防和减少钻具失效 。 特别是牙轮气体钻井中 , 利用钻柱振动分析软件优选 钻具组合和转速来避免钻柱共振以及及时对钻具进行探伤非常重要 。

3、 这些措施已经成功应用于普光及周边区块 , 与 2006年相比 , 2007年度 、 2008年度钻具失效频率分别降低 37. 7%和 57. 5%。此外 , 建议加强钻杆管体探伤 、 空 气螺杆复合钻井技术 、 防涡动稳定器 、 选用 AP I 螺纹钻铤 、 究和实施来全面预防钻具失效 。关键词 :钻具失效 ; 气体钻井 ; 失效原因 ; 预防 ; 中图分类号 :TE 242 文献标识码 :A DO I :10. 3969/j . . -. , 优势主要体现在钻井速度快 、 国内苏里格气 田 、 青西油田 、 。 特别是 自 2005年底在川东北老君 1井成功应用以来 , 气体 钻井技术在川

4、东北普光气田及其周边区块大范围推 广 , 成为钻井提速的先锋和核心技术 。实践充分证明 , 气体钻井技术能够大幅度提高 钻井速度 , 缩短钻井周期 , 节约钻井成本 , 但在应用 过程中 , 多次发生钻具失效复杂 , 钻具成本明显增 加 。 据中原油田管具工程处统计 , 气体钻井所用钻具修复率近 40%1。 T ABNAK 气田 、 苏里格气田 、 青西油田 、 四川盆地等地区的气体钻井中 , 都曾发生 数次钻具失效 , 失效频率高于钻井液钻井 。钻具失效不仅部分抵消了气体钻井技术的提速 效果 , 而且给井下安全带来隐患 。预防和减少钻具 失效 , 对于保障井下安全以及推广应用气体钻井技术具有

5、重要意义 。笔者在文献 2中以川东北普光 气田为例 , 介绍了气体钻井钻具失效的概况及规律 , 全面分析了钻具失效的原因 , 此文仅作简要回顾 , 重 点探讨气体钻井钻具失效预防技术及其应用情况 。一 、 钻具失效主要原因对多只断裂钻具的检验与分析表明 :钻杆均为疲劳或腐蚀疲劳断裂 ; 钻铤为典型的疲劳断裂 ; 钻具 腐蚀类型为氧腐蚀 ; 所有失效钻具的化学成分均符 合相关标准 ; 仅个别钻杆的屈服强度和纵向冲击功不符合 AP I Spec 5D 标准 3。除了钻具质量 、 钻具管理方面的原因外 , 气体钻 井钻具频繁失效的主要原因有 :1. 氧腐蚀与冲蚀钻杆在钻井和存放过程中遭受氧腐蚀 ,

6、形成腐 蚀坑 , 成为潜在的裂纹源 。部分钻杆没有内涂层或 内涂层脱落 、 气体钻井中的高温与岩屑冲蚀 , 加剧了 腐蚀速度 。 2. 钻具疲劳主要由三个因素引起 :(1 钻柱反转运动 (反向涡动 。钻柱反转使钻 具承受高频高幅交变弯曲应力 。 当钻柱绕井眼轴线 作纯滚动时 , 反转速度最高 。 此时 , 井眼环隙和转速 是影响钻柱反转速度的两个主要因素 。环隙越小 , 转速越高 , 反转越剧烈 , 对钻具破坏越严重 。 气体钻 井中钻柱与井壁间无钻井液润滑 , 反转运动剧烈 , 是8 钻 采 工 艺DR I L L I N G &PRODUCTI O N TECHNOLOGY2010

7、年 3月Mar . 2010其钻具失效频率高的原因之一 ; 使用牙轮钻头时所 用转速高 , 反转运动更加剧烈 , 因此远比空气锤钻井 钻具失效频率高 ; 塔式钻具组合中 , 下部钻具井眼环 隙小 , 反转速度高于上部钻具 , “ 鞭子效应 ” 促使下 部 1500m 钻具频繁断裂 。(2 钻柱纵向振动 。使用牙轮钻头时由波状井 底引起的低频纵振是其钻具失效频率远比空气锤钻 井高的原因之二 , 也是钻铤均在牙轮钻井而非空气 锤钻井中断裂的原因之一 ; 气体对钻柱运动的缓冲 、 润滑作用以及对钻柱振动的抑制作用都没有钻井液 好 , 是气体钻井比钻井液钻井钻具失效频率高的原 因之二 。(3 井眼弯曲

8、 。钻具在弯斜井段旋转时 , 承受 交变弯曲应力 。在普光 , 发生钻具失效次数较多的 井有一个共同特点 :存在严重狗腿 。狗腿以上钻具 断裂次数少 , 狗腿以下钻具断裂次数明显增多 。 3. 钻铤螺纹连接弯曲强度比不足所用 203. 2mm 和 228. 6mm 钻铤分别采用 168mmREG 、 194mm REG 螺纹 , 而非 AP I 定的 NC56、 NC61螺纹 , ,与 NC 螺纹相比 , , 应力集 中程度高 。以及 177. 8mm (NC50螺纹 没有断裂的 主要原因 。二 、 钻具失效预防技术及其应用1. 空气锤冲旋钻井技术空气锤冲旋钻井技术不仅可以提高钻井速度 , 改

9、善井身质量 , 而且钻具失效频率比牙轮钻井小得 多 。 其突出效果体现在 :(1 空气锤进尺比例高的井钻具几乎不断 , 而 牙轮钻头进尺比例高的井钻具断裂次数多 。 如普光 104平台的 104-1井 、 104-2井和 104-3井 , 气体 钻井总进尺分别为 3804. 5m 、 3000m 、 3685. 02m , 其中空气锤进尺分别为 2857m 、 3000m 、 3146. 03 m , 分别占 75. 1%、 100%、 85. 4%, 这三口井气体钻 井期间均未发生钻具断裂 。 而全部采用牙轮钻头进 行气体钻井的普光 302-1井 、 102-2井 、 101井 , 钻 具失

10、效次数较多 , 分别为 2次 、 3次 、 9次 。(2 同一口井施工时 , 空气锤钻井期间钻具不 断 , 转换为牙轮钻井后钻具易断 。如普光 101-3井 , 二开气体钻井总进尺 3064. 62m , 空气锤进尺 1657. 37m , 期间未发生钻具失效 , 而牙轮钻头进尺 1407. 25m , 期间钻具竟断裂 4次 。截止 2008年底 , 普光区块实施气体钻井 42口 , 在 36口井使用了空气锤 , 空气锤进尺占气体钻井总 进尺的 53. 4%, 但 钻 具 失 效 频 率 仅 为 1井 次 / 5696. 0m , 是牙轮气体钻井钻具失效频率的 1/5。 2. 消除或缓解钻柱反

11、转钻具质量不平衡 、 钻柱与井壁间的摩擦力和钻 柱转动时的离心力是钻柱反转的三要素 。 消除反转 应从控制其三大要素入手 。2. 1空气螺杆复合钻井技术使用井底马达既能保证钻头转速 , 又可以降低 钻柱转速 , 减小离心力 , 因此可以缓解或者消除钻柱 反转 。 M itchell 能源公司在美国 Fort Worth 盆地钻 井中使用井底泥浆马达 , 将钻柱转速降至 70r/min 以下 , 成功地减少了钻具疲劳失效 4。空气螺杆是 。 可以借鉴应用 , 摸索易使钻 , 将钻柱转速 , , 既可缓解钻 , 延 , 又能保证钻头转速和钻井速度 。 但因目前空气螺杆钻具寿命短 , 成本高 , 扭

12、矩和 转速不易控制 (缺乏扭矩 、 钻压等参数的监测 , 易 蹩 、 跳钻 , 仅用于短井段的定向或侧钻 。2. 2使用防涡动稳定器 5防涡动稳定器的结构和工作原理类似于套管防 磨接头 。 将它安装在下部涡动剧烈的钻铤段 , 当稳 定器挤压于井壁上时 , 本体随着钻柱转动 , 而外套则 保持在原处 , 这样在很大程度上降低了涡动角速度 , 减少涡动对钻柱的破坏 。3. 钻柱防共振技术3. 1钻具组合和转速优选当钻柱旋转的激励频率是其固有频率的整数倍 时 , 钻柱发生共振 。钻具组合 (特别是减振器的安 装位置 和转速对钻柱振动特性有很大影响 , 前者 影响钻柱纵振系统的固有频率 , 而后者决定

13、钻柱纵 振的激励频率 。 为了避免共振 , 可以选择非共振转 速带或者在转速一定时 , 通过改变钻具组合 , 改变其 固有频率 。 利用李子丰建立的纵向振动力学和数学 模型以及钻柱振动分析软件 6, 笔者研究了钻柱的 纵向振动特性及其影响因素 , 特别是减振器安装位 置的影响 (另文论述 。研究表明 , 在低转速时 , 减 振器紧挨钻头安装可以更有效地保护钻具 。另外 , 可以从提高钻柱强度的角度来降低钻柱 纵振对钻具的破坏 。例如 , 应优先选用 139. 7mm 钻杆 , 特别是下部 1200m 钻杆应使用 139. 7mm 9第 33卷 第 2期 Vol . 33 No . 2 钻 采

14、工 艺 DR I L L I N G &PRODUCTI O N TECHNOLOGY钻杆 (因为落鱼高度在 1500m 以内的占 88. 4% ;在钻铤与钻杆之间加入 5柱加重钻杆进行过渡 , 避 免塔式钻具中相邻钻具截面急剧变化 , 等等 。上述措施成功地在普光 2011-5、 3011-1等井 进行了应用 , 配合空气锤冲旋钻井技术 、 钻具探伤 等 , 这些井气体钻井期间没有发生钻具失效复杂 。普光 2011-5井二开 7113496m 井段采用 空气钻井技术施工。 其中 , 711846. 54m 、 1963. 452287. 11m 、 2613. 783496m 井段使

15、用牙轮钻 头钻进 , 采用的钻具组合为 : 320mm 三牙轮钻头 +630×730+ 228. 6mm 减振器 + 228. 6mm 钻铤 ×3根 +731×630+ 203. 2mm 钻铤 ×6根 + 203. 2mm震击器 +631×410+ 177. 8mm 钻铤 ×6根 +411×520+ 127mm 加重钻杆 ×12根 + 139. 7mm 钻杆 ×120根 +521×410+ 127mm 钻杆 。该钻具中将 减振器紧挨钻头安装 , 并在钻铤与钻杆之间加入 4柱加重钻杆进行过渡 ,

16、下部钻杆选用了 139. 7mm 钻杆 。 针对该钻具组合 , 优选了转速 , 现场施工时都 避开了危险转速 , 见图 1。3. 2钻柱振动监测与钻井参数实时优选相结合钻柱纵振时 , 因井深和振动衰减等因素在地面 可能观察不到 。通过井下振动监测 , 并实时优选钻 井参数是了解井下工况 , 避免钻柱共振最有效 、 最直 接的措施 。 它还有助于利用实测参数评价理论模型 的正确性和可信度及减振器的减振效果 。 Hughes 、 Sperry -Sun 、 Shell 等公司利用钻柱动力学软件优化钻具组合和钻井参数 , 并结合先进的振动检测工具 实时监测钻柱振动 , 及时调整钻井参数 , 避免钻柱

17、共 振破坏 , 大幅度减少了钻具失效事故 7。 E MMWD是气体钻井中使用的随钻测量工具 , 它可以测量钻柱振动参数8, 应结合 E MMWD 深入开展气体钻井钻柱振动与防共振研究 。 4. 加强钻具探伤和精细管理目前现场比较重视钻铤和接头螺纹探伤 , 对减 少钻铤和接头断裂起到显著作用 。如普光 302-1井 , 自 2006年 1月 24日发生断钻铤以后 , 对钻铤螺纹进行了 2次探伤 , 检出有伤钻铤多根 , 之后未发生断钻铤复杂 。 普光 102-1井 、 103-2井 、 302-2井 等井气体钻井施工中 , 在起下钻过程中也对钻铤 、 加 重钻杆 、 接头的螺纹进行了多次探伤 ,

18、 均未发生钻具 失效 。表 1是各年度钻铤 、 接头及钻杆的断裂失效对 比情况 。 可以看出 , 钻铤及接头断裂频率逐年降低 , 这可以归功于现场加强探伤及钻柱防共振技术的应 用 。 而钻杆断裂频率在 2007年和 2008年仅分别降 低 9. 5%和 0. 8%, 这是因为钻杆日益老化且缺乏现 场探伤所致 。表 1 钻具断裂次数和频率对比年度 气体钻井进尺 /m钻铤和接头 次 数 频率 /次 1000m -1降低 钻杆 次 数 频率 /次 1000m-1降低/%200627778488. -70. 252-60. 140. 2289. 5. 10070. 2500. 82006年数据相比的结

19、果 。由于气体钻井时钻杆管体多次断裂而钻杆接头 没有断裂 , 应加强管体探伤 。探伤周期应依据钻杆 失效频率而定 , 牙轮钻井时的探伤周期应低于空气 锤钻井 。 而且 , 因气体钻井对钻杆质量要求较高 , 应 提高钻杆分级检测标准 , 提高入井钻杆质量 。 5. 缓解钻具腐蚀与冲蚀(1 地层出水时 、 雾化或泡沫钻井中加入缓蚀 剂 , 或使用抗蚀合金钻杆 。国外气体钻井服务商开 发了多种适于气体钻井中高氧 、 高温环境的缓蚀剂 , 如 A I R DR I L L I N G ASS OC I A TES 公司开发了 I m -H ib Plus 胺型成膜缓蚀剂 9, W eatherf or

20、d 公司开发 了 Corrf oa m 缓蚀剂 , 而国内研究和使用较少 。W eatherf ord 公司在普光 302-3井 314. 3mm 井眼进行纯空气钻井作业时测得的腐蚀 /冲蚀速率为 1. 831kg/m2/a。在普光 104-1井雾化钻井时 , 在雾化液中加入 0. 20%的 Corrf oa m 缓蚀剂 , 钻具腐蚀 /冲蚀速率为 1. 367kg /m2/a 。 两种钻井方式下测 得的腐蚀 /冲蚀速率虽然均低于 I A DC 所允许的腐蚀 /冲蚀速率 (<9. 765kg/m2/a 。但比较可知 , 雾 化钻井中加入 Corrf oa m 对缓解腐蚀有明显效果 。(2

21、 钻具存放时应清洗 、 干燥 、 喷上防锈剂 。 (3 推广使用内涂层钻杆 , 并及时检查和修复 内涂层 。(4 钻杆管体表面强化 。利用表面工程技术 , 在钻杆管体表面制备涂层 , 是解决气体钻井时高温 、01 钻 采 工 艺DR I L L I N G &PRODUCTI O N TECHNOLOGY2010年 3月Mar . 2010强腐蚀 、 强冲蚀等恶劣工况下钻具失效很有潜力的 途径 , 值得尝试和深入研究 , 但目前处理成本太高 。 (5 控制岩屑上返速度 。冲蚀磨损量随钻速的 增加而增加 、 随注气量的加大而增大 10。为了减小 高流速岩屑对钻具 、 井壁和套管的冲蚀 ,

22、 气体钻井时 不要盲目增大供气量 , 满足携岩即可 。 目前 , 为了保 证井下安全 , 供气量都偏大 。要控制气流中的岩屑 含量不超过 0. 01%, 必要时降低钻井速度 11。 6. 提高钻铤螺纹连接弯曲强度比(1 使用 AP I 标准螺纹钻铤 , 则 203. 2mm 钻 铤 、 228. 6mm 钻铤的弯曲强度比将由目前的 2. 541、 2. 211提高到 3. 021、 3. 171, 或者不改变 现有螺纹 , 而将钻铤外径由 203. 2mm 、 228. 6mm 分 别改为 209. 6mm 、 241. 3mm , 其弯曲强度比将分别 由 2. 541、 2. 211提高到

23、2. 931、 2. 811。截 至目前 , 这类钻铤还没有在普光 (甚至国内大部分 油田 使用 , 主要原因请参阅文献 12。(2 依据弯曲强度比不低于 2. 01的原则 , 规 定钻铤外径允许磨损界限 , 超过界限者报废 。 (3 距钻铤螺纹台肩面 500mm , 以免造成母扣部位外径减小 , 。三 、截至目前 , 、 钻柱防共振技 术 、 加强钻铤螺纹探伤及选用高质量钻具等在普光 气田多口井进行了推广应用 , 从表 2可以看出 , 与 2006年度相比 , 2007、 2008年度气体钻井钻具失效 频率分别降低 37. 7%和 57. 5%。其它指标也有不 同程度的降低 , 如发生钻具失

24、效的井数占总井数的 百分比由 2006年度的 81. 8%降至 2008年度 的 50%, 单井失效次数由 2006年度的 1. 9次降至 2008年度的 1. 4次 , 牙轮钻井钻具失效频率由 2006年度 的 1井次 /794. 1m 降至 2008年度的 1井次 /1139. 1 m , 空气锤钻井钻具失效频率由 2006年度的 1井次 / 3521. 47m 降至 2008年度的 1井次 /5696. 0m 。表 2 普光气田气体钻井各年度钻具失效频率对比年度 进尺/m失效次数失效频率/次 1000m -1失效频率降低 /%200627778. 48210. 756-200761520

25、. 02290. 47137. 7 200828033. 0190. 32157. 5四 、 结论与建议导致气体钻井钻具失效的原因是多方面的 , 既 有因钻井液改变带来的固有弊病 , 也有钻井工艺参 数选择不当的因素 , 还有钻具质量与管理问题 。因 此 , 要采取全面措施预防钻具失效 。目前 , 空气锤冲旋钻井技术 、 加强钻铤和接头螺 纹探伤 、 通过优选钻具组合和转速来避免钻柱共振 这三项预防技术易于实施且成效显著 。今后 , 应在加强钻杆探伤 、 空气螺杆复合钻井技 术 、 使用防涡动稳定器 、 缓解钻具腐蚀和冲蚀及选用 AP I 螺纹钻铤 、 钻柱振动监测与钻井参数实时优选 相结合等

26、方面进行综合研究和实施 , 定能收到良好 效果 。1. N.中国石 , 6(7, , , 等 . 普光气田气体钻井钻具失效 J .石油钻采工艺 , 2008, 30(5 :38-43.3刘文红 . 普光气田气体钻井钻杆失效分析 R .西安 :中国石油天然气集团公司管材研究所 , 管失字 018号 , 2008.4Johnst on E H. I m p r oved drilling perf or mance and cost re 2 ducti on thr ough straight -hole -mot or drilling in the Fort Worth basin J .J

27、ournal of Petr oleu m Technol ogy, 1995, 47(11 :966-969.5李子丰 , 王兆运 , 阳鑫军 , 等 . 钻柱涡动分析及防涡稳定 器设计 J .石油钻采工艺 , 2008, 30(3 :124-127. 6李子丰 . 油气井杆管柱力学及应用 M.北京 :石油工 业出版社 , 2008.7胡以宝 , 狄勤丰 , 邹海洋 , 等 . 钻柱动力学研究及监控技 术新进展 J .石油钻探技术 , 2006, 34(6 :7-10. 8刘修善 , 侯绪田 , 涂玉林 , 等 . 电磁随钻测量技术现状及 发展趋势 J .石油钻探技术 , 2006, 34(

28、5 :4-9.9A I R DR I L L I N G ASS OC I A TES I N C . Che m icals E B / OL .htt p:/www. airdrilling . com /chem icals . php.10贾国超 . 空气钻井钻柱冲蚀磨损机理研究 D.成都 :西南石油大学 , 2008.11David P K, Charlie E B, Paul D S . Combining a Mechani 2 cal and Che m ical Soluti on To M itigate Corr osi on in M P D / UBD /Air D

29、rilling Operati ons C .I A DC /SPE108338. 12吕拴录 . AP I 钻具数字接头在我国推广应用情况调查 分析 J .石油工业技术监督 , 2000, 16(2 :4-8.(编辑 :黄晓川 1 1第 33卷 第 2期 Vol . 33 No . 2 钻 采 工 艺 DR I L L I N G &PRODUCTI O N TECHNOLOGYVol . 33No . 2M ar . 2010DR I L L I N G &PRODUCTI O N TECHNOLOGY ABSTRACT ABSTRACTSSTUDY O N THE KEY

30、 TECHNOLO GY O F M UD CAP D R I LL INGTAO Q i a n 1, L I U Gonghui 1, 2, ZHOU Jun 3and L I Jun 1(1. MOE Key Laborat ory of Petroleum Engineering in China University of Petroleum (Beijing ; 2. Beijing L ianhe University; 3. CCDC Exter 2 nal Cooperati on Depart m ent , D PT 33(2 , 2010:1-4Abstract:Mud

31、 cap drilling technology is the most effective way on the vicious leakage zone while drilling . Based on the characteris 2 tics of mud cap drilling technology, f or mati on leakage characteristics were studied . A t the same ti m e, with the studying on sacrifice fluid cutting carrying capacity, the

32、 reas onable pump ing rate scope of sacri 2 fice fluid injecti on rate was als o studied . The mathematical model of the reasonable periodic injection intervening ti me and injection vol 2 ume of mud cap was established by systematic studying the oil and gas m igration characteristics at f or mati o

33、n and in annular . According to the difference bet w een mud cap drilling and conventional drilling, equi pments connection diagram combined with the actual drilling site were established . The conclusion of this paper will be s ome hel p t o drilling engineer .Key words :leakage, mud cap drilling,

34、managed p ressure drilling, air cuttingTAO Q i a n , born in 1982, is a doct or of China University of Petroleum (Beijing , main research directi on:gas drilling and man 2 aged p ressure drilling .Add:China University of Petroleum (Beijing , Changp ing D is 2 tract 102249, Beijing, P . R. ChinaM obi

35、le -ma il:taoqianqian_drillerREAL -T I M E D ETECT ING M ETHOD O FW H I L E D R I LL I NGHAN J iyong 1, WANG Rui 1, L ixin 2 (1. Petroleum Engineering 2. Shengli O ilfield , D PT 33(2 , 2010:5-7Abstract:In this the real -ti me methods in detecting fractures while drilling were intro

36、duced . Most of shear waves genera 2 ted by a working roller -cone drill bit were trans m itted in horizontal directi on . The continuous signals thr ong cr oss -borehole for mation were acquisiti oned by three -component of receiver . This signals p r ocessed by all kinds of ways were used to study

37、 shear wave p ropa 2 gation in f or mation . A s shear wave signal passed a fractured zone of for mation, the fast and sl ow shear wave were generated . According to the features of polarizati on, delay ti m e, amp litude of the fast and slow shear wave, the suture zone was detected in ti me .Key wo

38、rds :shear wave s p litting, polarizati on direction, frac 2 tureHAN J iyong (doctor , professor , born in 1960, is engaged in the research on the exp lorati on and devel opment of nature gas . Add:Xi an Shiyou University, Xi an City 710065, Shanxi Pr ovince, P . R. ChinaM obile -ma

39、 il:max_yuxinPREVENT I O N TECHNOLO G I ES O F D R I LL I NG TOOL FA I L URE AND THE IR APPL I CAT I O N IN GAS D R I LL I NG ZHANG Keqi n (D rilling Engineering Technol ogy I nstitute of Zhongyuan Petroleum Exp l oration Bureau , D PT 33(2 , 2010:8-11Abstract:Gas drilling techniques i m p r ove the

40、 drilling s peed, but the drilling tool failures occur frequently . The test and analysis showed that the kinds of drilling tools failure were fatigue or corr osion fatigue, and the drill t ools were corr oded by oxygen . The main fac 2 tors of the drilling tool failures include oxygen corr osi on a

41、nd erosion, fatigue caused by drill string reversal, drill string l ongitudinal vibra 2 ti on or cr ooked hole, low bending strength rati o (BSR of drill collar thread connection, etc . The foll owing measures may p revent or de 2 crease drilling tool failures, including percussive -rotary drilling

42、technique with air hammer, op ti m izing drill string assembly and r o 2 tate s peed to avoid l ongitudinal res onance, strengthening defect de 2 tecti on of drilling tools, using new drilling tools, etc . Es pecially in tri -cone drilling, it is i mportant to op ti m ize the drill string and r o 2

43、tate s peed by the vibration analysis soft w are and detect the faults of the drilling tools in ti me . Now, these p revention technologies have been used successfully in Puguang and its peri pheral gas fields . Compared with 2006, the drilling tool failure frequency in 2007and 2008decreases by 37.

44、7and 57. 5percent res pectively . A lso, s ome suggestions, including adop ting composite drilling with a downhole air motor, using anti -whirl stabilizers, monit oring the vibration of drill string and making real -ti me op ti m izing of drilling parameters, selecting threads collars with API stand

45、ard, etc . were put for ward t o p revent drilling tool failure .Key words :drilling tool failure, gas drilling, failure analysis, p revention, Puguang gas fieldZHANG Keqi n (senior engineer , born in 1959, graduated fr om Southwest Petroleum University in 1983, now is the vice p resi 2 dent of Zhon

46、gyuan O ilfield D rilling Engineering Technology Institute, is engaged in the research and technical management of drilling engi 2 neering .Add:No . 59Zhongyuan Road, Zhongyuan O ilfield D rilling Engineering Technology Institute, Puyang City 457001, Henan Pr ov 2 ince, P . R. ChinaTel:+86-393-48950

47、98E -ma il:zhangkeqinsohu . comANALY S O F W I L ITY IN BZ 25-1 O I L IELDJ 1, 2, W 3ZHANG Ruiying 4(1. Post 2 on of D Engineering Technol ogy Institute, Exp l oration Bureau; 2. College of Petr oleum China University of Petroleum (Beijing ; 3. Zhongyuan Tari m D rilling Co . ; 4. Zhongyuan O ilfiel

48、d I nfor mati on Cen 2 tre; , D PT 33(2 , 2010:12-14Abstract:In this paper, using well l ogging and well hist ory data and the key layer analytical method, the layers of M inghuazhen and Guantao were confir med as easiest instable layers . The pore p ressure was calculated by using equivalent dep th

49、 method, and the calculated pore p ressure coincided with that of tested . The vertical earth stress was calculated by using density logging data, and horizontal earth stress was als o calculated using i mp roved Huang s modulus . U sing the research results above menti oned and r ock strength parameters, the cavi