方位伽马在煤层气水平井中的应用

水平井作为煤层气开发的一种井型,施工难度相对较大,主要体现在安全着陆、钻遇率、储层保护、防塌防卡等,其中煤层钻遇率是提高产气量的重要指标。随着钻井技术和随钻仪器的不断发展,保障储层钻遇率的相关地质参数探管、短节和地质导向技术也相继应用在煤层气水平井施工中。现阶段在煤层气水平井中,伽马探管,特别是方位伽马探管的运用较广,利用伽马测井划分岩性、地层对比、计算地层视倾角的功能,为现场决策者提供井内地质参数,能够有效地为钻井服务。本文通过一口煤层气水平井的施工,介绍了方位伽马在煤层气水平井中的应用。     

页岩气开发技术装备自主化研究进展与展望

对国内外页岩气开发装备作了概述,着重阐述了国内在页岩气开发技术装备自主化研究方面的进展。国外页岩气水平井开发核心技术装备包括智能化测量工具、井下动力钻具、旋转导向工具、地质导向工具等;压裂增产技术主要包含水力喷射工具、多层同时压裂工具等。国内钻机、压裂机组技术水平可满足丛式、水平井等工艺要求,封隔器、滑套等井下工具已初步实现国产化,测井设备可靠性、时效性及测量精度与国外先进水平差距较大,随钻测井(LWD)工具、旋转导向工具等几乎全部依赖进口。本文提出了页岩气开发装备自主化研究的攻关方向和发展趋势,建议研制适合不同钻井深度和资源条件的专用钻机,解决页岩气长水平段钻井难度大、周期长等问题的井下提速和导向工具,高分子材料井下封隔器等压裂改造工具,和适应未来大规模产量下的合理组织技术及后期完整配套采气工艺装备。     

矿用随钻方位伽马测井仪的设计与试验

为满足煤矿井下顺煤层钻进地质导向的现实需求,设计开发了随钻方位伽马测井仪,可为钻进地质导向工程提供地层伽马参数。在分析煤矿井下随钻测量的工况特点及伽马测井原理基础上,从硬件、软件及结构几个方面,设计并实现了可同时探测上下2个方向的伽马参数的随钻方位伽马测井仪。通过在地面勘探孔及煤矿井下实钻孔中进行了该仪器测试,测量数据稳定、结果可靠,在不同放射性地层,伽马测量值差异明显,且钻遇分界面时上下层伽马测量值呈现规律性变化。结果表明:该随钻方位伽马测井仪满足随钻测量的抗震、抗扭及耐水压要求,上下伽马测量结果可服务于地质导向工程、指导顺煤层钻进。     

随钻定向测量仪器的研究与应用

随钻测量是实时测量用于地质导向有关的钻孔或者钻头的信息,是水平井、定向井施工必备的技术。随着定向井、水平井的日益增多以及要求精度的提高,随钻测井仪器的重要性越来越突出,而定向测量仪是无线随钻测井系统中的重要组成部分,主要测量井斜、方位以及工具面,确定井眼在空间的倾斜和倾向,从而指导钻铤的走向,最终命中靶心。详细叙述了定向测量仪的原理、电路设计和试验。该系统由电源模块、主控模块、信号处理模块以及振动模块组成。系统采用石英挠性加速度计和磁通门技术,即以三向量轴石英挠性加速度计和三向量轴磁通门磁力计为测角传感器构成测量系统,测量物体轴向的静态重力加速度分量和磁场强度分量,把物体坐标系旋转到大地坐标系下,通过数值计算、误差校正,能准确确定物体的倾斜和倾向,判断物体的空间位置。该系统采用1553b总线与中央控制器通讯。目前该仪器完成了5口井的现场试验,试验表明:仪器在井下复杂工况下,工作稳定正常,测量数据准确,符合定向井、水平井施工的要求。     

近钻头地质导向在煤层气水平井的应用

本文主要介绍借助现有成熟的钻井导向技术,通过缩短方位伽马短节与钻头的距离,实现近钻头地质导向作业。并通过进一步的优化设计,提高方向伽马工具BITEye的工作稳定性,提高单元之间通讯精度和稳定性,提高发射短节的机械绝缘性和发射功率,确保足够的一次下井连续工作时间,减少起钻次数,实现该项技术在煤层气水平井中的广泛应用。     

水平井旋转造斜钻井工具研究

为解决传统水平井钻井工具造斜率低的问题,研究水平井旋转造斜钻井工具。通过分析旋转导向工具对井壁的推靠力,计算旋转导向工具降斜作用力,通过LWD测量确定主要参数,实现旋转导向设计。设计实例分析,结果表明,设计的工具造斜率明显高于常规工具,能够解决传统水平井造斜低的问题。     

钻孔深度测量仪在方位伽马测井中的应用

为了满足煤矿井下随钻方位伽马测井在顺煤层钻进地质导向的应用需求,设计开发了矿用钻孔深度测量仪,为随钻方位伽马测井的数据资料解释提供精确深度数据支持。从组成、工作原理、结构设计、现场试验等几个方面介绍了钻孔深度测量仪在随钻方位伽马测井中的应用情况。通过在地面勘探孔及煤矿井下实钻孔中的试验,表明钻孔深度测量仪测量的深度数据稳定、可靠,可以满足煤矿井下方位伽马测井对钻孔深度测量的需求。     

钻具转速对随钻伽马成像测量影响的分析

随着地质导向技术在水平井施工中的广泛应用,边界探测等新技术不断发展,伽马成像技术仍然是随钻地质导向应用中较为实用的技术之一。针对随钻伽马成像仪器对对钻具转速敏感的问题,通过模拟仪器不同转速测量条件,分析了钻具转速对伽马成像测量的影响。利用该成果,在水平井现场施工时选择合适钻具转速,可获得效果更好的伽马成像测井图像,不但对岩层特征的观察和识别更加清晰,还能降低打穿油层的风险。     

随钻伽马成像在水平井地质导向中的应用

随钻伽马成像是利用4条随钻方位伽马(Azimuthai Gamma Ray),测量出井筒截面上、下、左、右4个方位的伽马值,在相关软件的支持下进行成像处理的随钻测量技术。利用该项技术,不但能快速分析水平井轨迹与地层之间的位置关系,更能利用成像图像拾取计算出地层倾角,进行快速地构造分析研究。     

随钻测井仪器井下数据及信号通讯传输模块设计

随钻测井仪器至今已经发展为三代,第一代可提供基本的方位和地层评价测量。第二代随着电子电路技术的飞速发展,可提供更多的井下测量参数,同时也可实现由地面向井下传输指令数据,这其中的代表技术是旋转导向以井下地层电阻率和方位伽马测量等。第三代称为LWD测井技术(Logging While Drilling),在钻井的同时,实时地得到各项所需的地层参数,并能实现地层的实时绘制。而在第三代测井仪器中,需要随时将井下的仪器状态和测量数据传输到地面工控机,也随时需要从地面对井下的仪器下达指令,这个过程需要大量使用数据及信号通讯传输模块,基于数学模型,设计了一种可应用于井下主控电路的数据及信号通讯传输模块。     

螺扶尺寸对旋转导向工具BHA导向能力的影响

旋转导向工具代表了当今定向钻井的最先进水平,是世界钻井技术的一次质的飞跃。为了解决旋转导向钻井轨道控制问题,进行了旋转导向工具BHA导向能力分析。运用纵横弯曲法建立了典型的旋转导向工具BHA三维力学分析模型,研究不同螺扶尺寸下的旋转导向工具BHA的力学特性,可以预测旋转导向工具的导向能力。计算结果表明,合理的设计螺扶尺寸可以提高旋转导向工具的导向能力,可以满足水平井造斜段高造斜率的施工要求。     

贝克休斯AutoTrak旋转导向指令成功率与涡轮转数配比研究

伴随各行业对石油需要的日益增加,油气开发的重心逐渐从常规直井转向水平井开发,随钻测量技术作为水平井开发的核心技术,也从最初的随钻钻井参数测量(MWD)发展到与地质参数测量(LWD)相结合,并最终发展成闭环钻井系统。同时随着开采深度和水平段长度的不断增加,井下温度不断提高,以及井下测量参数的逐渐增多,井下电力系统需要提供更高的功率和续航时间。为了解决供电系统的稳定性和续航能力,国外油服公司多采用井下涡轮发电机为工具供电。而新一代的旋转导向系统中,涡轮更是作为下行通讯的重要一环,识别地面下发的指令。以贝克休斯公司AutoTrak旋转导向工具作为研究对象,针对工作中下发指令不成功的现象,研究分析了实钻过程中指令成功率与井下涡轮转数配比之间的关系。     

近钻头方向伽马导向工具在煤层气水平井的应用

随着煤层气大规模开发,面临着煤层厚度不稳定、构造复杂等难点,传统的MWD+GR随钻仪器已不能满足现场施工要求。为达到煤层气"L"型水平井水平段快速钻进的目的,发展更先进的近钻头导向工具势在必行。今年近钻头方向伽马工具在郑庄区块的3口井进行了现场应用,第二录井公司通过分析该仪器的技术特点,提取有效参数快速识别钻头位置,形成近钻头方向伽马工具条件下的现场导向方法。该仪器在Z121P1L井取得了较好的应用效果,3天完成了水平段892m的进尺,其中纯煤进尺892m,钻遇率为100%,近钻头方向伽马工具在现场应用取得了突破。     

定向测斜仪标定方法研究

近二十年来,随着电子电路技术的不断进步,测井仪器在使用大量电子电路之后,所能测量的参数更加丰富准确。同时,水平井在钻井总数的比例逐年上升,随钻测井LWD(Logging While Drilling)仪器作为水平井、大斜度井施工的地质导向工具,应用范围越来越广。而随钻井斜方位测量技术是随钻测井(LWD)仪器的关键技术之一,是指导钻井施工的重要参数。设计了一种基于三轴加速度计的定向测斜仪的标定方法。     

Power Drive Xceed指向式旋转导向系统在渤海某油田的应用

通过对Power Drive Xceed指向式旋转导向钻具外部结构、内部组成以及工作原理的简要说明,对该钻具和泥浆马达钻具在安全性、时效性2方面进行了对比。最后通过Power Drive Xceed指向式旋转导向钻具在渤海某油田的应用,进行了其与泥浆马达钻具在轨迹控制、机械钻速以及近钻头连续井斜方位的对比分析,给出了渤海在水平井常用的泥浆马达钻具和Power Drive Xceed指向式旋转导向钻具的使用模式,为其它地区使用该工具提供了参考经验。     

煤层气水平井磁导向钻井理论与实践

基于磁导向钻井理论研究和现场实践,建立了井下钻头与靶点间的相对距离和方位定位模型,提出了距离校正方法及微弱磁信号卡尔曼定位方法,解决了煤层气水平井复杂工况环境下的远距离、高精度磁定位难题。现场试验和应用结果表明:距离校正算法能够良好地逼近无干扰下的测量值,可有效解决井下磁矩干扰带来的测量误差;单次测量值受到噪声及杂波的影响起伏波动较大,经过卡尔曼滤波后测量精度远高于单点定位算法,在距离40.06 m处可将测量误差从1.9 m降低至0.41 m;煤层气U型水平井磁导向钻井连通靶区可有效控制在排采直井?177.8 mm井筒范围内。     

我国地下储气库发展现状及地质导向的应用

地下储气库,就是在地下储存天然气的"仓库",在消费淡季将天然气储注入,到采暖用高峰时再将天然气开采出来,具有季节调峰和战略储备的作用。我国已开始大规模建设地下储气库。为了提高薄储层的利用率和单井产出量,许多油田在储气库建设时优先选择水平井作为注采井。地质导向技术是随着水平井技术发展起来的,地质导向仪器是水平井施工的关键。目前国内大多储气库水平井施工采用的地质导向仪器仅可以提供电阻率+伽马曲线,测量参数较单一,因此应加大多参数地质导向仪器的研制。     

旋转导向钻井技术在HJ203H井的应用

HJ203H井是中国石化西南油气分公司在川东北地区部署的第一口水平井.川东北地区地层存在地层倾角大、地层压力高、可钻性差、易井漏、硫化氢含量高等特点,钻井施工难度较大.介绍了旋转导向钻井技术及其在HJ203H井的现场应用.旋转导向技术在该井的成功应用,为钻转导向技术在该区块的进一步推广奠定了良好的基础;同时,为在该区块进行高难度、大位移水平井施工提供一条技术思路,为川东北地区超深气藏的开发提供借鉴.应用钻转导向技术钻出的井眼轨迹圆滑,增加了水平段的延伸能力,提高了水平井的单井产量,旋转导向技术在该井的成功应用创造了良好的经济效益和社会效益.     

大庆地区水平井旋转导向优快钻井技术

大庆油田松辽盆地北部钻井过程中面临着水平井井壁易失稳、水平段长净化难度大、井眼轨迹控制难度大、摩阻扭矩大易发生卡钻等技术难题,影响了勘探开发效益。因此,通过水平段使用旋转导向钻井技术,采取井眼轨迹精确控制、激进式钻井、旋转导向防卡等技术措施,既降低了摩阻扭矩、保证了井眼轨迹平滑,又引导水平井井眼轨迹在优质储层中有效延伸,提高了钻井效率,实现增产目标,该技术为国内水平井安全高效钻进提供了借鉴。     

无洞穴远端精准对接技术在宁夏石嘴山矿区煤层气MS01井中的应用分析

MS01井是《宁夏石嘴山市惠农区煤层气资源评价及水平井开发技术应用研究》项目施工的煤层气水平连通井组,该井组位于宁夏回族自治区北端石嘴山市惠农区石嘴山矿区,由水平井精准对接远端直井。该井采用方位伽马随钻测量仪器在6号煤储层定向施工,采用高精度磁导向对接仪器在靶区直径215.9mm直井玻璃钢筛管中精准对接。