国外随钻地层压力测量系统及其应用

近几年,国外公司开发了自己的随钻地层压力测试工具,可提供实时地层压力数据,作业者可以据此确定压力梯度和流体界面以及实时调整钻井液密度和有效循环密度以优化钻井,有效提高机械钻速,保证井下作业安全。国内在该方面起步较晚,目前还没有研制出真正的随钻地层压力测试工具。详细介绍了最具代表性的国外随钻地层压力测量工具的基本结构、工作原理及现场应用与试验情况,包括Schlumberger公司的Stetho Scope系统、Halliburton公司的Geo-Tap系统及Baker Hughes公司(Inteq)的TesTrak系统,指出国内必须在跟踪研究国外随钻测量技术发展的基础上,开展具有自主知识产权的随钻压力测量工具的研制,以提高我国石油工程技术水平,缩小与国外先进技术水平的差距。     

录井技术在钻井井控中的作用

在多年现场工作实践和大量调研的基础上,简要分析了录井在井控中未能充分发挥作用的制约因素,依据现代井控技术特点、理论研究成果,简介了录井在钻前、钻井过程中所能发挥的作用,认为准确地检测地层孔隙流体压力、地层破裂压力和地层坍塌压力,建立正确的井眼压力剖面是井控的基础。结合精细控压钻井新技术的特点,探讨了满足精细控压需要录井技术如何发展等问题。通过简介国内外井底压力测量(PWD)系统,提出录井行业应该及早研制和应用PWD系统、随钻地层压力检测系统、声波随钻气侵检测技术、钻井液进出口排量等在线精确检测技术,建议录井行业应该在精细控压钻井中主动发挥作用,充分体现录井自身优势,扮演主角。在理顺机制的前提下,录井技术完全可以在井控工作方面大显身手,具有无限的潜力可挖。     

随钻地震技术在异常高压地层预测中的应用

随钻地震（SWD）技术的原理是：钻进过程中牙轮钻头破碎地层产生冲击波，经过地层反射到达地面，通过地面接收系统来采集井下的地层信息。SWD技术能够实时提供钻头下部几百米内的地层信息，利用这些地层信息可以准确地计算地层孔隙压力，并能准确地预测异常高压地层的深度，为钻井过程中合理选择钻井液密度和确定套管合理下入深度提供科学依据。通过对南中国海域某试验井SWD采集信息的处理和分析，预测地层孔隙压力，及时调整钻井液密度，并根据异常高压面的预测深度确定技术套管的下入深度。现场实践表明，利用SWD技术预测的异常压力面深度与实钻情况比较吻合，其地层压力的预测精度较高。图4表1参11     

工程参数录井在钻井工程中的应用

综合录井包括气测、钻时、钻井液、钻井工程参数等多方面录井技术，是及时发现异常情况的重要手段。其中工程参数录井能够利用多种参数及时分析钻进过程中钻头、钻具、钻井液、地层压力、循环系统等设备状态，并在事故发生前提供事故预报。     

T-1井随钻地层压力监测和分析

该以T-1井为例，介绍了钻探山前构造带高温高压地层的随钻压力监测技术。在录井中，以出指数为核心，结合气测录井的背景气、单根气和后效气及其它录井参数如钻井液密度、出口温度、起下钻抽吸及阻、卡情况等的综合分析评价，阐明了综合录井地层压力监测方法。章还首次探讨了在PDC钻头钻进情况下的dc指数求取方法，使全井的压力检测得以实现。在T-1井，较系统地阐述了正常压力段、压力过渡带、异常高压带、异常超高压段的检测分析特征，由实例证明，该技术方法是可行的，与MDT测试压力结果是相符的，同时也有利于油气层的发现、评价和保护，对指导安全钻井十分有效。     

SDC-Ⅰ型随钻地层压力测试器

为了准确地获取地层压力,实时调整环空压力,及时调整钻井液的密度,控制井底的当量循环密度,研制了SDC-Ⅰ型随钻地层压力测试器。该测试器分为井下测试系统、地面信息接收及处理系统2部分,井下测试系统负责完成地层压力的测试并存储和上传数据,地面信息接收及处理系统负责对数据进行接收和处理。现场试验表明,该测试器设计合理,可靠性高,压力测量精度达到0.1%,温度测量精度达到±0.5℃,井下供电功率达到160 W。可随钻实现数据上传和井下存储功能,地面可随钻获取井下准确的环空压力、温度、地层压力和地层流度。     

录井技术在钻井工程中的应用

该文首先从工程录井中的应用实例入手，以典型的正反两个方面的经验论述了工程录井区别于传统地质录井的实时性、量化性及全过程的直观真实记录的特点。它在井下钻具动态监测、钻机故障判断、地层压力预测与检测、钻井液溢漏监测、优选钻井参数、降低工程成本、提高井队企业管理水平上都具有独特的优势。文章对钻具事故、地层压力、井涌井漏等预测方法，进行了归纳、分析；展望了工程录井的应用前景，指出将在如下方面显示出强大的生命力。（1）为优化钻井提供随钻支持；（2）为钻井工程提供管理手段；（3）建立数据通讯网络，扩充、共享井场信息资源、深化工程监控技术；（4）与随钻测量和测井技术接轨；（5）定向井、水平井工程录井配套技术。     

临河坳陷光明构造地层压力随钻监测技术研究

河套盆地临河坳陷光明构造发育多套地层压力系统,受地质和工程等因素影响随钻地层压力监测结果精度低,井漏、坍塌、遇阻等事故频出,钻井提速困难。为此,提出应用测井、录井资料修正dc指数,结合区块地质条件,在一趟钻前提下分段建立正常压实趋势线,完善dc指数法地层压力随钻监测模型及方法。结果表明,应用上述方法监测的地层压力值与测井曲线预测地层压力值、钻井液密度及实际工况结果对比吻合率较高,可有效指导临河坳陷重点探井的地层压力监测工作。该方法对其他区块地层压力监测工作具有较好的借鉴意义。     

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Combs法检测地层压力消除了钻井参数及钻头磨钝对钻速的影响，精度高。可以随钻测量和录井评价，不必要建立正常趋势线，作图简化，解释工作量也减少。     

T-1井随钻地层压力监测和分析

该文以T-1井为例,介绍了钻探山前构造带高温高压地层的随钻压力监测技术。在录井中,以dc指数为核心,结合气测录井的背景气、单根气和后效气及其它录井参数如钻井液密度、出口温度、起下钻抽吸及阻、卡情况等的综合分析评价,阐明了综合录井地层压力监测方法。文章还首次探讨了在PDC钻头钻进情况下的dc指数求取方法,使全井的压力检测得以实现。在T-1井,较系统地阐述了正常压力段、压力过渡带、异常高压带、异常超高压段的检测分析特征,由实例证明,该技术方法是可行的,与MDT测试压力结果是相符的,同时也有利于油气层的发现、评价和保护,对指导安全钻井十分有效。     

实用欠平衡钻井钻井液技术

欠平衡钻井钻井液技术是实现欠平衡钻井成败的关键技术之一。针对中国石化新星公司近几年在不同地区施工的30余口欠平衡井所用不同类型的钻井液体系，介绍了低固相聚磺钻井液、无固相盐水聚合物钻井液、低密度乳化柴油钻井液3种钻井液的室内性能评价结果以及现场应用情况，并在此基础上总结分析了各钻井液体系所适用的地层以及其优缺点。无固相盐水聚合物钻井液现场配制简单．成本低廉，特别适用常压碳酸盐岩储层的欠平衡钻井施工，但抗温能力较低．有待于进一步研究；低固相聚磺钻井液是成熟的钻井液体系，适用于水平井以及砂泥岩地层的欠平衡钻井施工；低密度乳化柴油钻井液适用于低压气体欠平衡钻井，但井场安全要求高．成本也相对较高，对油层实施欠平衡钻井，会影响原油的分离，需进一步研究。     

一种适用于欠平衡钻井的充气泡沫钻井液

欠平衡钻井技术的关键是控制钻井液密度．使井内液柱压力小于储层孔隙压力。介绍了一种适用于欠平衡钻井的充气泡沫低密度钻井液。该充气泡沫钻井液在固体矿产勘探和热气田开采等方面取得了较好的应用效果。这种钻井液为气、液、固三相体系．泡沫剂选用DF-l,稳泡剂为一般的有机高分子聚合物。根据欠平衡钻井要求。通过对粘土、聚合物和泡沫剂的加量进行正交试验,优选出了若干组充气泡沫钻井液配方。应用表明,该充气泡沫钻井液泡沫稳定、密度低、液柱压力小、流变性好、携带岩屑能力强,有一定的抑制地层粘土矿物膨胀分散的能力和抗高温抗污染能力,可以作为欠平衡钻井介质进行试验应用。     

欠平衡钻井安全钻进控制参数评价

欠平衡钻进过程中,气体侵入井筒后,环空出现多相流动状态。由于气体具有可压缩性,环空压力场随着气体的侵入及侵入量的改变而呈现复杂的变化．整个井筒压力剖面将出现波动。、为使地层气体可控制地侵入井筒．需要及时调节控制回压和钻井液排量,保证井底压力在安全密度窗口内,维持合理的井底欠平衡状态,以实现安全钻进。、文中根据欠平衡钻进井筒压力平衡关系,建立了井底压力控制模型。通过分析影响井底压力的参数．建立了影响井底压力控制的安全钻进控制参数模型．并以控制回压为例给出了具体的求解流程。以新疆某井为例．说明控制参数对井底压力和环空压力场的影响、研究结果表明：地层出气后,能够通过增加控制回压,采用正常循环排出的方式,将侵入气体排出井筒,实现安全钻进;增加钻井液排量,气液混合速度增大,环空摩阻增大．导致井底压力增加。     

气体钻井快速转换为常规钻井的钻井液技术

气体钻井与常规钻井液钻井相比具有速度快、周期短、综合成本低等优点,但气体钻井结束后井眼在由气体介质转换成液体介质过程中,由于转换的钻井液性能不适应干燥的井下条件、转换工艺技术不合理,易出现复杂情况或事故,使得转换时间长,气体钻井优势没有充分体现出来。为解决气体钻井结束后转换成钻井液钻井的井壁稳定、井眼畅通和防塌等问题,在总结多年气体钻井现场实践经验的基础上,提出了气体钻井后转换为钻井液体系和气液转换工艺及井眼清洁的工艺技术措施。     

水平井钻井过程中常见的钻井损害问题解析

对水平井钻井过程中常见的一些问题进行分析，针对所出现的问题给予及时、正确的预防、补救措施。     

盐膏层有机盐钻井液技术研究与应用

在盐膏层等复杂地层钻探过程中,常规钻井液易受到盐、膏等的污染,导致钻井液性能恶化,维护处理复杂,甚至引发钻井事故.针对此类地层,研制了抗盐、抗钙能力强的高密度有机盐钻井液.通过大量的试验,优选与有机盐相配伍的处理剂,优化处理剂加量,确定了有机盐钻井液配方为:水 0.5%Na2CO3 (3%～4%)抗盐粘土 (0.15%～0.2%)XC (1.5%～2.5%)降滤失剂 (50%～130%)复合有机盐 2%无荧光防塌剂 1.0%聚合醇 加重剂.并对该钻井液体系的流变性、抑制性、抗温性、抗盐、抗钙能力、固相容量等进行了评价.结果表明,该钻井液体系性能稳定,抑制性、抗污染能力强,固相容量限高.2003年该高密度有机盐钻井液在家59井现场应用中,钻井液性能稳定,携砂能力强,维护处理简单,解决了盐膏层钻进中的钻井液技术难题,避免了复杂及事故的发生,安全顺利钻穿了该井沙二段341 m的复杂盐膏层.     

随钻监测技术在气体钻井中的应用

气体钻井是近年来兴起的一种实用钻井技术,具有保护油气产层、提高钻速、缩短建井周期及处理井漏事故等优点,应用范围越来越广泛。与常规钻井液钻井相比,气体钻井是单向循环,使用气体作为循环介质来携带岩屑、清洗井眼,使得现有录井监测系统还不能满足气体钻井现场参数监测需要,易出现钻具失效、井下燃爆、地层出水及井壁坍塌等复杂钻井问题,影响气体钻井的安全性。基于井下燃爆理论和监测监控系统技术,开展了随钻监测基本原理研究,形成了UBD气体监测系统及分析技术;通过在多口井气体钻井现场服务,验证了气体监测系统及分析技术的合理性和实用性,为安全顺利实施气体钻井提供了有力的技术支持。     

海上钻井多功能水基钻井液研究

水基钻井液迄今仍然是海上钻井的首选钻井液。自20世纪90年代开始应用的正电聚醇钻井液和甲酸盐钻井液均具有良好的使用性能。为适应海上钻井需要而研制的新型正电聚醇-甲酸盐钻井液体系,兼具正电聚醇和甲酸盐钻井液的优点。在地层孔隙压力较低时,主要使用正电聚醇处理剂确保钻井液具有良好的性能;而在地层孔隙压力较高时,则配合使用甲酸盐进行加重,以维持一种性能优良的低固相钻井液体系。实验研究和现场应用表明,正电聚醇和甲酸盐的共同作用可使钻井液具有防塌、润滑、环保和储层保护等多种功能。     

大位移延伸井钻井液关键技术探讨

埕北21－平1井是胜利油田为探索大位移井施工经验钻的一口先导井，完钻井深为4837．4m，水平位移为3167．4m，钻井施工中使用BPS－硅聚润滑防卡钻井液，该钻井液良好的流变性能，悬浮携岩特性，润滑性和稳定井眼的能力是该井钻探成功的关键，实践和理论分析证明，大位移延伸井必须选用抑制性强，流变性易调节的钻井液，在小排量，低返速的限制条件下，通过对动切力，塑性粘度，静切力，动塑比，φ3和φ6读数等钻井液流变参数的优化，完全可以解决大位移延伸井的井眼清洁问题，通过调节水基钻井液润滑性能，完全可以满足大位移延伸井施工对摩阻，扭矩的技术要求。