钻井工程设计优化与应用

为适应油田勘探开发要求，按照钻井工程设计优化原则，在借鉴国内外一些成功经验的基础上，提出了应用不同钻井条件的套管、钻头尺寸组合优化设计方案，并根据油气井类型、地层特点和储层性质，开展了钻井液优化设计和固井完井优化设计研究，同时将部分钻井新技术应用于油田勘探开发，取得了良好的应用效果。     

侧钻水平井钻井技术在塔河油田的应用研究

经过多年的勘探开发,老油田都存在部分油水井中有不同程度的井况损坏和低产低效井。为了老油田的挖潜,中原油田实施、总结了一套侧钻水平井钻井技术,具体包括:剖面优选技术、钻具组合优化技术、轨迹精细控制技术、钻井参数优化设计以及定向轨迹测量技术。并且在塔河油田实施了短半径侧钻水平井钻井技术,完成了该井的井眼轨迹控制、井下安全等技术,提出了短半径侧钻水平井的施工难点和要点,对兄弟单位施工同类井有一定的借鉴作用。     

人工智能在钻井工程中的应用现状与发展建议

人工智能技术是油气勘探开发降本增效的有效手段,也是实现关键技术升级换代,提高竞争力的有效途径。介绍了人工智能技术在钻井工程中的发展阶段和应用优势,在调研国内外人工智能技术在钻井工程中的应用基础上,分析其在钻井优化设计、钻井参数优化、钻井井眼轨迹控制、井筒完整性监控、风险预警和钻井程序决策等方面的应用进展,指出现场应用的关键技术,包括钻井数据的实时共享、人工智能内在逻辑规律的解释、人工智能算法的优选和云计算与边缘计算的协同发展等。最后,分析了国内外主要油气公司人工智能技术研发布局和水平,结合油气勘探开发降本增效需求,提出钻井人工智能技术发展思路和研发重点,为我国利用人工智能技术实现钻井提速提效提供借鉴和研发思路。     

渤海油田变质岩潜山油藏钻井关键技术

渤海油田某潜山构造的深部变质岩潜山具有巨大的成藏潜力,但该构造地质条件复杂,目的层较深,钻井面临机械钻速低、储层保护难度大、井壁失稳和漏失风险高等技术难点,为此,进行了钻头及提速工具优化设计、井壁稳定技术、储层保护技术、螺杆钻具优化、防漏堵漏技术等方面的研究,形成了渤海油田变质岩潜山油藏钻井关键技术。该构造的7口探井应用了该技术,克服了该构造存在的技术难点,机械钻速得到提高,其中3口探井获得高产油气流。研究和现场应用结果表明,渤海油田变质岩潜山油藏钻井关键技术可为渤海油田深层变质岩潜山油气藏的勘探开发提供技术支持。     

油田超深井钻井关键技术研究与分析

超深井钻井技术是勘探开发深部油气田不可或缺的关键技术。超深井钻井技术代表着一个油田的勘探开发技术水平，水平高低直接影响着一个油田的勘探开发效率和钻探单位在外部市场的竞争力。介绍了超深井钻井技术面临的困难，分析了目前普遍的钻井关键技术，为超深井施工人员提供技术参考。     

江苏油田小井眼钻井实践与分析

经过数十年的勘探开发,东部老油田相继进入开发中后期,稳产和控制开发成本难度大。为提高勘探开发效率,降低钻井工程成本,江苏油田开展了小井眼钻井技术应用可行性分析研究和现场实践,取得了理想的应用效果,为油田持续发展提供了低成本开发技术借鉴。     

海上薄油层多分支水平井钻井技术

为提高海上中后期油田的生产能力,针对储量分散、天然能量弱的薄层油藏,决定采用多分支水平井技术提高单井产量和采收率,降低综合开发成本。根据某海域A油田的油藏特点,分析了薄油层钻井作业设备能力有限、工程设计限制多、中靶精度要求高、井眼轨迹控制挑战多、钻井施工风险高、储层保护难度大等问题。通过对平台钻井设备评价改造、井身结构及井眼轨道优化设计、复杂井眼轨迹的精细控制、钻井液优选等方面的研究及应用,成功实施了水平井、分支井、小井眼和薄油层的钻探作业,提高了油田勘探开发整体效益,为今后海上薄油层多分支水平井的钻井作业提供了参考。     

大港油田井身结构优化研究与应用

钻井作为勘探开发过程中的重要环节,其费用占勘探开发投资的一半以上,而钻井的井身结构是影响钻井费用的主要因素之一。在对待钻井区块地层情况及压力情况的充分分析和总结的基础上,考虑完钻井事故复杂与井身结构的关系,在保证钻井安全的前提下,对待钻井的套管下深、套管层序、套管尺寸及钢级壁厚进行了优化、简化。通过2009年的实施,万米进尺套管用量、水泥用量和岩屑挖掘量较井身结构优化前大幅度改善。同时,通过优化套管层序及尺寸,减少了大尺寸套管的进尺,提高了机械钻速,使大港油田完钻井的钻井经济技术指标及井身结构优化指标较以往大幅度改善,提高了油田勘探开发的综合效益。     

大庆海拉尔油田钻井提速难点与对策

大庆海拉尔油田地层倾角大、断层多、研磨性强、可钻性差,存在钻井速度低、防斜打快矛盾突出、钻井周期长等问题,严重影响了海拉尔油田勘探开发进程。为了提高海拉尔油田钻井速度,缩短钻井周期,针对海拉尔地区的地质特征,开展了提速配套技术攻关。通过统计海拉尔油田已钻井资料和分析地层的特殊地质特征,找出了影响该油田钻井速度提高的主要因素,在井身结构优化设计、优选钻头、强化钻进参数、采用复合钻井技术、应用垂直钻井工具等方面进行了深入分析和研究,制定了合理的技术措施,并进行了现场试验,钻井速度提高26%以上,钻井周期缩短23%以上。这表明海拉尔油田钻井提速配套工艺技术对于该油田的高效开发具有重要意义,但还需加强高效钻头和高性能动力钻具的研制与引进,以及钻井新技术的应用,以进一步提高钻井速度。      

新疆玛湖油田砂砾岩致密油水平井钻井关键技术

准噶尔盆地玛湖致密砂砾岩油田是新疆油田提产的重点区域,为了满足该油田勘探开发的需求,提高钻井速度,缩短钻井周期,通过优化井身结构,优化井眼轨道设计,优选钻井液和个性化PDC钻头,采用韧性水泥浆、漂浮下套管固井技术、“螺杆钻具+PDC钻头”复合钻井技术及旋转导向钻井技术等一系列钻井提速技术,形成了玛湖油田砂砾岩致密油水平井钻井关键技术。2018年,该油田玛131 区块完钻8口砂砾岩致密油井水平井,平均完钻井深 4?921.75?m,平均水平段长度 1?576.00?m,平均钻井周期 46.50?d,平均机械钻速 11.19?m/h,其中MaHW1247井完钻井深达5 040.00 m,钻井周期只有42 d,创造了玛湖油田完钻井深5 000.00 m以上水平井钻井周期最短纪录。现场应用表明,玛湖油田砂砾岩致密油水平井钻井关键技术能够提高机械钻速,缩短钻井周期,为玛湖油田的高效勘探开发提供技术支持。      

通用钻井深度系统

用单片机和微机共同构成的通用钻井深度系统由硬件和软件组成。文章具体分析了以８７５１单片机为核心的钻井深度系统采集单元的原理电路和主要程序框图，讨论了以大钩高度和大钩负荷参数的计算依据的钻井深度计算原理，程序状态图。该系统设计简单，具有自校对井的功能，单根误差小于５ｃｍ，有很强的通用性。     

40DB钻机在导管架平台的应用

为了适应阿塞拜疆里海油区导管架平台的实际情况,对40DB钻机进行了改进设计。钻机的控制系统采用PLC控制技术和现代数字化通信技术,实现数控、电控、气控、通信的一体化设计,提升钻机的自动化水平。钻机主体带动绞车后台底座及猫道可沿导轨整体平移,平移距离最远达80 m。导轨的设计考虑了通用性,使得钻机可以在不同平台上实施钻井作业。井架采用节省空间的自升起升方式,猫道可实现提升钻杆的功能,钻机主体、钻井泵组、固控系统和发电机组等部件的安装位置受力分布要满足平台桩腿承载力的要求。现场应用结果表明,改进设计的40DB钻机各系统运行稳定,达到预期的设计目标。     

New development of theories in gas drilling

Theories established from engineering fundamentals have been of great value in supporting the design and execution of drilling operations in gas drilling where gas is used as a drilling fluid.This work presents an overview of new theories developed in recent years for special gas drilling operations including horizontal wells.These new theories are found in the areas of gas-mixture flow hydraulics in deviated and horizontal boreholes,hole cleaning of solids accumulation,hole cleaning of formation water,flow diverging for washout control,bit orifice optimization,and depression of formation water influx.This paper provides drilling engineers with updated mathematical models and methods for optimizing design to improve gas drilling performance.     

胜利油田钻井液专家系统设计

胜利油田钻井液专家系统（ＳＬＤＳ）是用人工智能语言ＴｕｒｂｏＰｒｏｌｏｇ２．０开发成功的，可在ＩＢＭ及其兼容机上运行。它以胜利油田钻井液专家们多年来现场经验知识为基础，结合有关数据资料，建成钻井液专家系统知识库，实现钻井液的智能化管理，具有速度快、效率高的特点，并以报表格式输出结果。     

钻井工程软件的现状及发展趋势

随着钻井工程施工向复杂地区的扩展以及钻井新工艺、新技术的发展,钻井工程越来越依赖于软件系统的支持,如井眼轨迹设计、大斜度井/长井段水平井摩阻扭矩分析等。文章介绍了国内外钻井工程软件现状和功能特点,重点说明了目前国内钻井软件系统进展情况和取得的成果。经过"十一五"科技攻关,已经开发出具有自主知识产权的钻井工程设计与工艺软件,初步解决了我国钻井软件长期依赖于国外软件的局面,基本满足了国内油田钻井工程设计与施工分析的需要。     

综合考虑成本和钻速的PDC钻头钻进参数优化设计

传统的钻进参数优化模型不适用于PDC钻头。针对传统模型的不足,在牙轮钻头钻进参数优化理论的基础上,引入钻井成本和钻速权重系数,结合PDC钻头钻速方程、磨损方程和钻速随累积进尺的变化规律等基本方程,建立了钻井成本和钻速双目标约束下的PDC钻头钻进参数优化模型。该模型可根据降低成本或提速的具体目标设置钻井成本系数和钻速系数,在同时考虑成本和钻速的条件下对钻进参数进行优化设计。川西新场地区实钻资料的计算结果显示,经过参数优化后PDC钻头的单位进尺成本降低,同时钻速提高,这表明该模型可以用于双目标下PDC钻头钻进参数的优化设计。      

大位移井钻柱优化设计方法及应用

钻柱设计是否合理是钻井能否成功的关键技术之一，在大位移井中其作用显得尤为重要。在前人研究的基础上，在综合考虑了大位移井钻井操作参数、井眼轨迹状态等实际因素的影响上，结合钻柱整体和各组件自身力学特性，对钻柱整体和部分分别进行优化设计分析，形成了大位移井钻柱分段组合、整体优化的设计方法，并结合南海流花油田A4ERW3 大位移井进行实例分析，结果吻合良好。实践证明该方法有益于指导其他大位移井钻柱的优化设计。     

钻井液水力参数智能设计系统的研制

以Delphi 7为平台开发了钻井液水力学智能设计系统.该系统以优化钻井液流变模式为基础,根据井身结构和钻具组合,模拟实际钻进参数,输入机械钻速和岩屑相关参数,通过图形和报表动态输出压力降、钻井液当量密度、岩屑临界输送速度等参数,用户可方便地对钻井参数进行对比和参照,并根据实际经验加以修改,以达到最优水力参数的设计.     

ANYDRILL钻井工程设计与工艺软件

随着石油勘探开发转向深部复杂地层和钻井工程设计与施工的精细化,钻井工程对软件的依赖性正逐步增强。为了拥有适合于中国石油当前和未来发展需要的钻井工程软件,中国石油集团钻井工程技术研究院经过"十一五"科技攻关,开发了具有自主知识产权的ANYDRILL钻井工程设计与工艺软件,初步解决了我国钻井软件长期依赖于国外软件的局面,基本满足了国内油田钻井工程设计与施工分析的需要。文章对ANYDRILL钻井工程设计与工艺软件在功能、特点、关键技术和解决的主要问题等多个方面进行了阐述,详细介绍了该软件开发的控压钻井设计与分析系统、地层压力预测分析与监测系统、岩石力学分析系统、钻井液设计及分析系统、固井工程设计与分析系统、欠平衡(气体)钻井设计与分析系统、钻柱力学分析系统、钻井数据库管理系统、钻井实时监控与技术决策系统等功能与应用。     

钻井用导管架帽的改造利用——降低旅大油田群开发成本的实践

为降低旅大油田的开发成本,探讨了钻井用导管架帽(以下简称钻井帽)改造利用的有关问题。对此次钻井帽改造利用涉及的3个平台的基础条件进行了对比,确定了钻井帽甲板标高和A、B轴轴间距在改造前、后保持不变的设计原则;提出了2套钻井帽改造方案,并对其进行了对比分析和优选;应用SACS软件对依据入选方案改造后的钻井帽进行了各种工况下的结构强度有限元分析,确定了入选方案的可行性。改造后的钻井帽先后用于旅大油田群2座平台的钻、完井作业,有效地降低了开发成本。