LG地区超深井钻井液技术

通过分析LG地区的地质特点和钻井工程措施要求,针对超深井钻井液所面临的难题和挑战,建立和应用“三强”聚合物钻井液、“三低”防塌钻井液、欠平衡钻井液和抗高温弱凝胶防卡钻井液技术,较好地解决了长井段大尺寸井眼的安全快速钻井、气体钻井后替入钻井液的井壁稳定和井眼通畅、长段红层泥页岩井段防塌、欠平衡钻井和长裸眼小井眼的超深井高温防卡等技术难题。形成了LG地区的特色钻井液技术,有力地保障了该地区的安全快速钻井。     

超深井气体钻井环空流动研究

气体钻井由于其低压,具有机械钻速高、避免井漏、消除泥页岩水化及保护储层等不可比拟的优势,目前在钻井界开展得如火如荼。但在超深井钻井过程中,面临地层高温、高压、产出流体相态复杂,这对环空携岩和安全是一个严峻的考验。通过理论与实验的综合研究结果表明,井筒环空流速、压力、动能从下到上逐渐增加,在井口处达到最大值,并且与地层产出流体相态和气体注入参数以及钻井工艺参数存在一定的关系,环空岩屑浓度从下到上呈减小趋势,在钻铤与钻杆连接处存在转折点。这为超深井气体钻井过程中设计注入参数,钻井参数以及携岩、井筒净化等提供了重要的依据。     

基于气液两相流理论的充气气举工艺技术研究与应用

在中深部井段实施气体钻井作业时,需用气体将钻井液置换出井筒,因受注气设备额定工作压力限制,常常采用分段气举方式,耗时长,时效低。针对中深井气举现状,提出了基于气液两相流的充气气举工艺技术,建立了充气气举压降计算模型,通过现场应用表明,该模型计算结果与实际情况较符合,可用以指导现场实践。充气气举工艺能缩短气举时间,提高气体钻井时效,在中深部井段气体钻井中得到广泛应用,已成为气体钻井重要的配套技术之一。     

深井超深井钻完井技术现状、挑战和“十三五”发展方向

"十二五"期间,为解决塔里木、四川等盆地超深油气藏勘探开发所遇到的深井超深井钻完井难题,中石油研制了一批具有自主知识产权的重大装备、工具、仪器、工作液等,包括:①8 000 m钻机、四单根立柱超深井钻机、5 000/7 000 m钻机管柱自动化处理装置、精细控压钻井技术与装备、双燃料/高可靠性钻机动力机组、气体/欠平衡钻井装备等6项深井超深井核心装备;②自动垂直钻井工具、涡轮钻具、高效PDC钻头、系列复合钻头、水力脉冲提速工具、钻井井下安全监控系统、顶驱下套管装置等7项核心工具;③高温高密度水基钻井液、油基钻井液、高温大温差固井水泥浆、韧性水泥浆体系等4项钻井液和水泥浆体系。研究认为,"十三五"期间深井超深井钻完井所面临的挑战包括:深井超深井高温、高压、窄密度窗口、井筒完整性等,以及降本增效的巨大压力,亟待在深井超深井高效运移钻机、高效破岩钻头和辅助工具、井筒完整性、井下宽带信息传输技术等方面开展攻关并力争取得技术突破。结论认为:上述研究和试验成果有力地提升了中石油超深井钻完井的能力和水平,将对中石油油气勘探开发业务起到重要的支撑作用。     

深井超大环空小井眼安全钻井技术研究与应用——以蓬莱气区DB-1井为例

川渝地区因地质情况非均质性较强，在设计时为增加深井段、超深井段处理复杂的手段，通常采用备留一层技术套管封隔可能出现的、处理难度较大的复杂，若钻井施工比较顺利，备用套管未使用时，则会出现深井超大环空小井眼钻完井方式。若是目的层钻井液密度窗口窄，易漏、易塌，堵漏防塌难度大，钻完井作业则易发生卡钻事故。文章为了保障此类井的安全钻井，以蓬莱气区DB-1井为例，在分析了超大环空小井眼钻井难点——井筒清洁能力差及井漏预防和处理难度大，致使钻完井过程中易卡钻的基础上，研究制定了深井超大环空小井眼钻完井技术方案，通过优化钻井参数、钻井液性能、小井眼钻井工艺措施，形成了DB-1井深井超大环空小井眼安全钻井技术。现场应用后，DB-1井超大环空小井眼实现了安全钻完井作业，顺利完成了该井的钻探任务，对同类井安全钻井具有较好的指导意义。     

川西地区复杂超深井钻井技术

四川盆地川西北地区超深井普遍存在多压力系统,多套管必封点,大尺寸井眼长,局部地层可钻性差、研磨性强,深部地层高温、高压、高含硫和窄安全密度窗口等技术难点,井下易发生溢、漏、垮、卡多种复杂及故障,钻井速度慢,整体钻井周期长,严重影响深层高产气藏的效益化勘探开发。研究人员通过开展井身结构优化与高效承压堵漏技术的研究攻关,拓展形成适用于四川盆地川西地区超深井钻井的非标井身结构1套,发展出以“个性化钻头+长寿命井下工具+优质钻井液体系+精细控压钻井”为核心的超深井钻井提速提效综合技术,建立了川庆钻井工程技术信息一体化系统,实现了川西北地区复杂超深井钻井速度成倍提高,井下复杂和故障得到有效控制,钻井周期大幅缩短,大大加快了四川油气田川西地区深层气藏的整体勘探开发进程,对国内其他类似地区深井超深井钻井具有良好的借鉴意义。     

中原油田深井超深井钻井技术

深井钻井具有裸眼段长、井底温度高、岩石可钻性差、机械钻速低、井眼易失稳等问题。中原油田开展了复杂地质条件下深井钻井技术攻关，逐步形成了深井井身结构优化设计、PDC钻头十井下动力钻具复合钻井、防斜打直、钻井液、固井、井控等配套工艺技术。截至2004年底，该油田共完成井深超过4000m的深井468口，而且深井钻井速度逐年提高，事故复杂时间大幅减少。详细介绍了中原油田深井超深井钻井技术现状，并对深井超深井钻井技术的发展提出了建议。     

充气钻井液与MTC堵漏技术在ZG10-G1深井的应用

胜利油田桩西潜山奥陶系以下地层孔洞-裂缝发育．地层压力系数较低(0．56～0．88)，钻井过程中经常发生严重井满问题。ZG10-G1井二开使用聚合物磺化防塌钻井液钻井；三开使用密度为1．03g／cm^3的聚合醇正电胶钻井液钻进．并采用MTC堵漏技术，同时配合钻井液充氮气技术。较好地解决了超深井的井满问题。现场应用表明，MTC具有良好的触变性、稠化时间可调范围大、强度高，工艺简单，适合深井孔漏-缝隙低压满失地层的堵漏；利用充氮钻井技术有效地解决了井满问题．提高了钻井时效。充氮技术降低了当量循环密度，提高了环空返速和机械钻速；聚合醇正电胶防塌润滑钻井液具有良好的高温润滑性能。抗温可达180℃，满足了超深井的钻井液充氮气要求。     

川西地区碎屑岩深井钻井提速的配套钻井液技术

为解决四川盆地西部地区碎屑岩深井钻井出现的钻井周期长、钻速低等问题,从钻井液的类型、组成和性能入手,在调研国内外资料的基础上,分井段评价了川西地区所用钻井液各参数（钻井液密度、钻井液固相、钻井液流变性及钻井液滤失性）对钻井速度的影响程度,依托中国石油化工集团公司的各级科研成果,研发了适合中浅层钻井提速的无黏土相钻井液、“三低”（低密度、低黏切、低固相）和“三强”（强抑制、强包被、强封堵）聚合物钻井液等钻井液体系,形成了以预防和减少深井井下复杂情况和钻井事故为目标的稳定井壁、防漏堵漏、润滑防卡等技术。上述技术在川西地区新21-1H、新916-1井等多口井集成应用后,中浅层钻井速度明显提高,中深层井下复杂情况及钻井事故发生率明显降低,缩短了钻井周期,达到了钻井提速的预期目标。     

气体钻井井眼排液工艺技术及应用

为了提高气体钻井作业时效,保障气体钻井作业快速安全进行,在常规气体钻井井眼排液方法(气举排液法和充气排液法)的基础上,提出了一种新方法——交替排液法。气举排液只使用气体注入设备空压机和增压机,充气排液和交替排液还需要使用液体注入设备钻井泵。介绍了井眼排液原则、钻具组合、降低井筒液柱压力的作业方式和井眼排液施工工艺;实例分析了气举排液法、充气排液法和交替排液法的现场应用效果。对比分析表明,浅井排液中,可采用一次性气举排液;深井排液中,采用分段气举排液耗时达30多小时,采用充气排液或交替排液仅需几小时,其中交替排液法时效更高,值得推广应用。      

充气泡沫气体钻井工艺技术

对于油气藏和地层压力系数小于1的井，无论是钻井还是修井一般均采用充气、泡沫、气体等工艺技术措施，降低井内压力，达到保护油气层和解决井漏的目的，并在油气层井段采用柴油机尾气工艺技术完成防止井下燃爆的任务。通过多口井的试验和现场应用表明．充气泡沫气体钻井施工技术，可以开采产层压力系数为1．0～0．3的低压油气井和枯竭性油气井，增大了石油天然气的可开采范围，有效地保护了油气层，具有实用性和可操作性；该工艺技术对一些适合空气、泡沫钻井的井漏井，达到了常规钻井液钻井和堵漏技术无法达到的效果，缩短了钻井周期，降低了井漏复杂井的钻井综合成本。     

反循环空气锤及其在气体钻井中的应用前景

在介绍常规空气锤钻井技术及其应用的基础上,研究了反循环空气锤在国内外的发展现状,分析总结了反循环空气锤用于气体钻井所能发挥的技术优势。反循环空气锤在油气勘探钻井领域具有广阔的应用前景,研制开发适合气体钻井用的反循环空气锤具有重要现实意义。     

空气钻井技术及其应用

介绍空气钻井的主要设备、工艺流程、作业方法、注意事项及安全技术措施，对空气钻井施工设计、现场作业具有很好的实用性和指导意义。在川渝地区3口严重漏失井上应用空气钻井719．48m，平均机械钻速7．92m/h，平均钻井效率59．96m／d，与常规钻井、堵漏的方法相比，钻井效率提高8．6倍，对治理严重井漏见到明显效果，取得很好的技术经济效益。     

多室环流反应器中模拟FCC干气制乙醛

研究了在多室环流反应器(MALR)中用模拟催化裂化干气和空气制乙醛的过程,考察了MALR中气含率和液体循环速率与上升室表观气速之间关系的同时,还考察了反应温度、反应压力、原料气中乙烯含量及催化剂溶液中Pd2+含量对乙烯单程转化率和乙醛选择性的影响。实验结果表明,MALR中气体流速在0.461~0.545cm/s内气含率较大,液体循环速率仅在2.5~3.2cm/s较窄的范围内变化;合成乙醛的最佳条件为:反应温度100~120℃、反应压力0.5~0.6M Pa、催化剂溶液中Pd2+质量浓度0.6~0.9g/L。     

空气钻井在TABNAK气田的合理应用

空气泡沫钻井,因其钻速快,防漏效果好,具有常规钻井液不可比拟的优越性。空气粉尘钻井在干硬地层机械钻速达到16.24m/h。雾化钻井在出水量较小时,钻速为13.16m/h,当地层出水较多,空气压力较高时,其钻井速度为6.52m/h,与泡沫钻井速度(5.23~ 6.63m/h)相当。但泡沫钻井腐蚀钻具轻微,而雾化钻井腐蚀钻具严重。因此,必须根据地层情况选择合适的钻井液,既要提高机械钻速,又要保护钻具,提高综合经济效益。     

空气钻井的应用发展

随着空气钻井技术的不断完善及广泛应用，近年来空气钻井在我国也得到了一定程度的应用，并取得了良好的效果。文中简单叙述了空气钻井的国内外应用现状，具体说明了空气钻井的优缺点，介绍了纯空气钻井工艺技术流程，以及注意事项和安全技术措施。空气钻井主要应用于中低压地层，可以大幅度提高钻井速度，缩短建井周期，降低钻井成本，但需要昂贵的地面设备。     

空气反循环钻头设计与数值分析

空气反循环钻头是针对反循环空气钻井技术而开发的一种新型钻头。在常规三牙轮钻头的基础上,应用引射原理对反循环钻头进行结构设计。应用Fluent流体分析软件对2种反循环喷射钻头模型的周围及内部流场进行数值模拟。研究结果表明:在气体流量为50m3/min的条件下,2种不同腔体结构的反循环钻头可以清洗井底岩屑,并使岩屑顺利上返至地表;含有侧水眼的反循环钻头更有利于岩屑快速上返。为设计不同结构参数的反循环钻头提供理论依据。     

2种重油悬浮床加氢反应器流体力学特性的比较

以重油悬浮床加氢常用的鼓泡床和环流反应器为研究对象,选用欧拉两相流模型和RNG k ε 湍流模型对其在重油 氢气实际操作体系和工况下进行计算流体力学(CFD)模拟,考察不同表观气速下(001~01 m/s)2种反应器内整体气含率、气含率和液速径向分布的异同。结果表明,2种反应器内均形成了液相循环流动,但环流反应器的流动特性优于鼓泡床反应器,因此在模拟工况下环流反应器更适合重油悬浮床加氢工艺。     

空气钻井中的压力及注气量问题研究

运用流体力学知识对空气钻井中影响井底压力的各个因素进行了分析。重点讨论了影响环空压力的主要因素、钻头水眼气体流速、最优气体注入量等问题，给出了相关的计算公式和方法，为空气钻井设计提供了必要理论依据。     

双壁钻杆反循环空气钻井循环参数的分析与计算

介绍了双壁钻杆反循环空气钻井的优越性,根据双壁钻杆的内管直径,从理论上分析了反循环钻井满足携带岩屑需要的最低注气量,又根据双壁钻杆的结构和空气介质反循环钻井的流程分析计算了一定注气量与注气压力之间的关系,从而能根据注气设备的额定工作压力确定反循环钻井能钻达的井深。