基于球面波传播理论的钻头趋近邻井防碰预测模型

为实现丛式井地面防碰监测预警系统有效预测正钻井与邻井间距离的功能,建立了钻头趋近邻井防碰预测模型。该模型依据弹性波的球面扩散和衰减吸收理论,通过分析实测数据的幅值衰减规律而建立。利用该模型,通过地面实时监测、分析、计算风险邻井套管的振动信号特征,可求取钻头与邻井套管的距离,识别钻头碰撞邻井井筒的可能性并及时预警。根据渤海某油田的防碰监测数据,用所建模型计算出了监测井段钻头与邻井套管的距离;对比测井数据计算的井眼扫描距离和模型计算结果发现,利用该预测模型求解的钻头与邻井间的距离与测井数据得到的井间距离有明确的对应关系,表明所建模型可以作为丛式井地面防碰监测预警系统预测井间距离的一种计算方式。      

射孔完井出砂预测模型的建立及验证

通过分析射孔孔道周围的应力分布,利用Drucker-Prager强度准则,建立了相应的出砂预测模型,分析了射孔方位以及不同的完井方法对油井出砂的影响,同时利用有关实验数据对建立的模型进行了验证。     

定向井防碰地面监测系统设计及现场试验

随着陆地和海上油气勘探开发程度的不断提高,丛式井和加密井正变得越来越普遍,而受老井网加密调整使井间距离更密、老井测斜数据不完整或不准确、井眼轨迹控制产生误差等因素的影响,钻井过程中易发生井眼碰撞,对钻井和油田的正常生产构成了潜在威胁。根据振动波的传播机理,提出了一种定向井防碰地面监测方法,设计了一套定向井防碰地面监测系统。该系统在渤海某海上油田区块钻井现场进行了试验:借助定向井设计、随钻测量资料,利用Compass软件分析了在钻井与邻井的中心距,并对危险井段进行了监测;根据采集到的钻头振动信号特征,分析了钻头对危险井筒的趋近。现场应用结果表明:钻头钻水泥塞过程中,在钻井套管头处振动信号强度很大,该系统可通过识别钻头振动信号判断钻头靠近或钻遇了邻井水泥环和套管;在邻井套管头采集到的钻头振动信号的振幅,随在钻井和邻井的中心距的增加呈一定的衰减关系,可根据该关系和分离系数判断井眼碰撞的风险。      

杜84-兴H73井多井防碰绕障技术与施工

曙1区杜84-H73水平井由于受邻井的限制，施工难度很大，为此利用MWD随钻监测井眼轨迹，施工中通过变换钻具组合、调整钻进方式、改变钻进参数及防碰绕障等技术和方法准确有效地控制井眼轨迹，达到钻井目的。该井钻进过程中及完钻后各项指标均达到了设计要求，对相关现场施工具有一定的借鉴性。     

直井防斜技术现场应用对比分析

对目前国内外石油钻井中的直井防斜新技术的现场试验与应用进行了对比分析,认为偏重钻铤、偏轴组合、偏心接头等离心力防斜打直技术基本上能解决小倾角地层钻井情况下的井斜问题;偏轴组合应用在大尺寸井眼的防斜上已有一定效果;动力钻具导向钻进是一种能很好地解决大倾角地层井斜问题的技术手段,其中闭环自动导向钻井系统是最有效手段。     

防碰分离系数算法优选与邻井相对位置测量误差计算

在丛式井和加密井的定向钻井工程中,科学地评估正钻井与相邻已钻井的井眼碰撞风险具有十分重要的意义。目前,常用于评估井眼碰撞风险的分离系数具有多种计算方法。在分析分离系数常用计算方法局限性基础上,通过协方差矩阵的合成,建立了考虑井径影响的邻井相对位置测量误差计算模型,提出了基于邻井相对位置测量误差计算的分离系数算法优选方法;通过实例计算,分析了相同条件下常用分离系数（垂足分离系数和定向分离系数）计算结果的差异。同时,实例计算结果表明,文章提出的分离系数算法优选方法可以优选出符合实际情况的分离系数,为定向井工程实施防碰作业提供更为科学的依据,具有重要的应用价值。     

页岩气“井工厂”水平井组防碰技术研究

随着"井工厂"钻井模式在页岩气开发中的广泛应用,传统的邻井距离计算方法和Wd W误差模型已经不能满足现场对井眼防碰的要求。针对无线随钻测量工具MWD的特点,详细分析了测量误差源,并给出了相应的误差源权函数。基于数理统计理论,将每个误差视为独立的误差源,建立了误差分析模型,探讨了轨迹空间位置不确定性协方差矩阵的构建方法,并以此为基础,推导了误差椭球公式。根据长宁区块的实钻数据进行了井眼轨迹防碰计算分析。分析结果表明,误差分析模型能够更直观地展示比较井和参考井的相对位置,更精确地计算邻井的相碰概率。研究结果可为今后页岩气"井工厂"的防碰分析提供参考。     

基于磁场梯度的邻井防碰方法研究

为了提高丛式井的测量精度同时降低碰撞风险,笔者提出了一种基于径向磁场梯度的邻井防碰新算法,分析了正钻井与相邻井的径向井距、传感器的间距、井角和井角对磁场梯度的影响.     

密集型井网中多井防碰绕障技术应用

杜84-兴H3001井是为了实现井间加密挖潜剩余油而部署的一口水平井,在钻进过程中采用MWD无线随钻技术进行实时预测、分析及轨道控制,制定切实可行的施工方案,最终成功绕过4口近距离井,准确钻达目的层,实钻轨迹完全符合工程设计要求和地质需要。     

邻井距离解算及防碰评价

为满足邻井防碰评价的技术需求,建立了邻井距离解算及防碰评价方法,并进行算例分析。通过基于地球椭球建立井口坐标系及其转换关系,消除了因地图投影存在变形和不考虑地球椭球面弯曲等带来的定位误差,实现了邻井精准定位。根据函数极值和微分几何理论,提出了基于导函数解算最近距离和法面距离的方法,不仅解决了现有方法可能遗漏邻井相碰风险点问题,而且适用于各种井眼轨迹模型。基于邻井防碰的扫描矢径方向和井眼轨迹的误差椭球姿态,提出了求解扫描矢径与误差椭球交点位置的解析法,为准确计算分离系数奠定了基础,并提供了成套的邻井防碰评价方法。     

邻井随钻电磁测距防碰工具模拟试验研究

利用水平井、加密井和丛式井开发低渗透、页岩油气等低品位油气资源时,为了防止钻井过程中相邻井发生碰撞,研制了能够精确测量邻井距离的随钻电磁测距防碰工具。在对邻井随钻电磁防碰测距导向算法研究的基础上,设计加工了邻井随钻电磁测距防碰工具原理样机,并进行了地面模拟试验,分析了探管与套管不同位置关系对邻井距离和方位测量精度的影响。模拟试验结果表明:由于磁源磁场强度较弱,探管与套管平行放置且相距0.50~3.00 m时,该工具可以较准确地计算出邻井距离和方位信息;距离大于3.00 m时,计算结果误差变大;套管接箍位置会造成计算结果偏差较大,因此实际测量时应充分考虑套管接箍对测量结果的影响;探管与套管的夹角不大于50°时系统计算结果较准确,夹角大于50°时需换用其他类型的防碰工具进行测量。研究结果验证了邻井随钻电磁防碰工具原理的准确性,为进一步完善邻井随钻电磁防碰系统理论及工具改进提供了理论依据。      

“井工厂”作业时直井段防碰设计与控制探讨

“井工厂”在石油开采中已得到广泛应用,特别是非常规油气资源的勘探和开发,能实现钻完井批量化和流水线施工,有效提高作业效率,降低作业成本。但由于井间距普遍较小,直井段轨迹受诸多因素影响不能完全钻直,与邻井的碰撞风险很大。指出了在应用“井工厂”技术时,为保证钻井绝对安全,直井段施工不仅要严格控制井斜角,同时还应控制水平位移;探讨了设计的最小井间距与纠斜点处的井斜角、水平位移以及允许的最大狗腿度等因素间的关系;提出了在直井段允许的最大狗腿度和水平位移的限制条件下对井斜的控制要求。以X 平台的丛式井为例,说明了如何限制丛式井直井段的井斜和水平位移,以及当碰撞风险出现时如何采取纠斜控制措施防碰。     

多功用智能防碰监控系统的设计

为解决通井机工作安全性及效率低等问题,设计了多功用智能防碰监控系统。该系统采用霍尔传感器进行检测,经单片机计算处理,实时显示抽汲的实际深度,从而实现上下限声光报警,有效地防止碰撞安全事故的发生。现场试验表明,该系统可靠性好,实用性强,提高了工作效率,减轻了工人的劳动强度,很好地满足了现场的工作要求,具有广阔的应用推广前景。     

下T6-361井多井防碰绕障技术

下T6—361井是一口双靶定向井，由于受地面和地质条件的限制，必须穿越9口井，其中最近的4口井防碰距仅为13—32m，钻井施工难度大，是一口较典型的多井防碰绕障定向井。在优化井身剖面设计、优选钻具组合、采用导向钻井技术的基础上，采取了一系列安全钻进措施，顺利钻至设计井深。对该井的地质工程设计、井眼轨迹控制及防碰绕障技术等进行了介绍，对同类型井的施工有一定的借鉴。     

页岩气水平井固井碰压关井阀的研制及应用

针对目前页岩气水平井固井中套管浮箍浮鞋可靠性低、关井不严、磨塞困难等问题,研制了固井碰压关井阀。其工作原理是,利用固井胶塞作为驱动部件,固井碰压时的压力作为驱动力,移动滑套永久关闭井底液流通道。室内试验及现场应用结果表明：碰压阀关闭压力为14 MPa,并可根据销钉直径来调节关闭压力;正向和反向均可承压25 MPa以上。该工具操作简便,易于安装,可靠性高,可与浮箍浮鞋配合使用,能够有效提高水平井固井作业后的井下关井成功率,降低水平井磨塞风险,防止因水泥浆倒流造成的水平段窜槽和微环隙的产生,对提高页岩气水平井固井质量具有积极的意义。     

多峰预测模型的建立与应用

在油田开发之后,利用动态数据,适时地进行产量和可采储量预测,是一项重要的任务。目前拥有的预测方法包括：油藏数值模拟法、预测模型法、物质平衡法和产量递减法等。其中的预测模型法是一种比较实用有效的全程预测方法。著名的广义翁氏模型、威布尔模型、瑞利模型、HCZ模型、哈伯特模型、对数正态分布模型等,都是以单峰开发模式为基础所建立的预测模型。这些模型对双峰或多峰的开发模式,不能取得可靠的预测结果。多峰预测模型及其非线性多参数自动拟合技术,可以有效地用于多峰开发模式。实际应用表明,多峰预测模型是实用有效的。     

邻井随钻电磁测距防碰计算方法研究

为了解决丛式井邻井井眼防碰问题,对邻井随钻电磁测距防碰计算方法进行了初步研究。在了解邻井随钻电磁测距防碰工具结构与工作原理的基础上,将磁源看作磁偶极子,利用磁偶极子法分析了磁源周围磁场的分布规律,建立了邻井套管磁化磁场计算模型和探管处磁感应强度计算模型,确立了丛式井邻井随钻电磁测距防碰计算方法,并利用数值模拟方法分析了探管内磁源间距、磁源磁矩和套管相对磁导率等参数对探管处磁感应强度的影响。探管处磁感应强度与磁源间距、磁源磁矩、套管相对磁导率和直径等参数呈正相关,合理设计工具的关键参数,可以增强探管处的磁感应强度,提高工具测量的准确性。研究结果表明,邻井随钻电磁测距防碰工具应用确立的邻井随钻电磁测距防碰计算方法,实时测量计算正钻井与邻井的间距和方位,基本可以满足丛式井导向钻井工程需求,这对丛式井邻井随钻电磁防碰技术的发展具有非常重要的现实意义。      

竖直井油管扶正器的安装间距研究

建立了竖直井安装扶正器的油管力学模型,给出了油管任意横截面轴力的计算方法,导出了相邻扶正器之间油管失稳的临界状态方程,以油管不发生失稳为条件,确立了从泵端向上安装扶正器的间距的计算方法,并以中原油田卫１１５井为例进行了计算。     

多底井完井的发展,试验和现场实例

讨论了使多底井战略实现成为可能的钻井技术进展的几个例子。该文提供了几个简单的多底井完井技术及完井系统的资料，多底井系统将用机械 方法把分支衬管连到主井套管上，能够通过油管重新进入选择的分井并密封分支井和主井眼的交接处，以便维持流体控制的能力。     

东溪构造浅层大斜度井快速钻井技术研究——以东浅006—1-X2井为例

东溪构造位于四川盆地川东平行褶皱带南部,其嘉陵江气藏主要分布在嘉五^1、嘉四^3亚段、嘉三段、嘉二^3、嘉二^2亚段及嘉一段地层中,是目前低效油气勘探的重点。针对该区块自流井段井漏垮塌频繁、须家河研磨性强、嘉陵江气藏显示活跃、丛式井组井眼轨迹控制难度大等难点,在东浅006-l-X2井应用丛式井组防碰技术、聚合物无固相＋优质低固相钻井液、优选钻头类型、滑动钻与复合钻结合等关键技术,全井平均机械钻速为4-38m／h,最大井斜度达58．83°,水平位移为1188．70131,位垂比达到0．8：1,实现了地质目标、