泥浆帽钻井关键技术研究

泥浆帽钻井技术是针对恶性漏失地层最有效的钻井工艺技术,文章结合泥浆帽钻井工艺技术特点,通过深入地研究地层漏失特性,并结合牺牲液携岩规律,得出了牺牲液合理的正注区间计算方法;根据油气在地层及环空中的运移特性,
建立了泥浆帽合理注入周期和注入量计算模型。并根据泥浆帽钻井技术的特殊性,结合钻井现场实际,建立了设备连接方案。研究成果对现场施工有一定的指导意义。     

泥浆帽控压钻井技术研究

本文就泥浆帽控压钻井技术进行相关研究,希望能对我国石油勘探业界的发展带来一定的启发作用。     

深水控制泥浆帽钻井水力参数设计与计算

深水控制泥浆帽钻井技术可以应对严重漏失地层和高压、高含硫地层的钻井问题,但钻井水力参数的设计与计算较为困难。为此,结合深水钻井工艺流程,建立了深水控制泥浆帽钻井井底压力计算模型,给出了深水钻井不同工况下的钻井液密度确定准则和钻井液当量循环密度计算方法,并基于井筒内循环压耗分析得到了水面泵和水下泵的泵压计算方法;针对严重漏失地层和高压、高含硫地层的井筒压力分布特点,给出了该工况下的泥浆帽高度计算方法;结合井眼清洁准则和漏失量与漏失压差的关系,给出了牺牲流体排量计算方法,并以此为基础提出了深水控制泥浆帽钻井水力参数设计流程。以一口深水井为例,对控制泥浆帽钻井水力参数进行了算例分析,结果表明:泥浆帽高度主要由井底压力的大小决定,钻井液密度与排量的大小可对其产生一定影响,所以通过调节泥浆帽高度可以控制井筒压力。      

泥浆帽控压钻井裂缝漏失规律

泥浆帽控压钻井是针对严重漏失地层的一种前沿钻井工艺,漏失压力的确定是泥浆帽钻井参数设计的关键。由于裂缝边界条件的复杂性,漏失压力预测目前还没有可靠的方法。通过对不同形式组合缝以及弯曲缝的数值模拟,分析漏失压差和裂缝参数对漏失量的影响规律。研究表明:不同形式裂缝可通过等效裂缝开度进行描述,漏失量与裂缝开度之间基本满足立方定律,但随着串联缝漏失速度的增大和弯曲缝弯曲度的增加误差增大,因此在一定范围内可根据立方定律对漏失压力进行预测。为泥浆帽钻井漏失压力的预测和参数设计提供了理论依据。     

控压钻井泥浆帽设计方法研究

控压钻井可以较为精确地控制整个井筒环空压力剖面,能有效解决钻井过程中出现的井涌、井漏、井塌、卡钻等多种井下故障,但在起钻之后不能仅靠调整井口回压平衡地层压力,需要注入高密度泥浆帽。为满足控压钻井起钻泥浆帽注入过程中井底压力恒定,必须设计出合理的泥浆帽密度和高度。为此,基于起下钻过程中的井筒压力控制原理和控压钻井起下钻工艺,建立了控压钻井泥浆帽密度和高度的计算模型,提出了一种维持控压钻井起钻过程井底压力恒定的泥浆帽密度和高度的设计方法,并以塔里木油田某井为例评价分析了泥浆帽密度和高度对井口回压控制的影响,并指出设计泥浆帽密度和高度时应综合考虑各种因素,在泥浆帽注入和驱替过程中实时控制井口压力,以维持井底压力恒定。      

完善充气泥浆钻井工艺技术的探讨

本文对充气泥浆钻井工艺与欠平衡钻井技术的有机结合进行了探讨，通过提高充气泥浆的气液比，改善了充气泥浆的性能，从而进一步完善了充气泥浆钻井工艺技术的研究。     

影响泥浆润滑性的因素及分析

泥浆的润滑性对减少钻井中钻具的磨耗,粘卡,泥包等,和延长钻头轴承寿命具有主要的作用,油基泥浆具有良好的润滑性,但它自身带来的不足,影响了它的应用,通过对影响泥浆润滑性的因素分析,认为在水基泥浆作好固控,般含和添加适量处理剂,使保持既有的水基和油基泥浆的优点及特性,即能满足钻井工程的需要。     

国外控制压力钻井工艺技术

控制压力钻井(Managed pressure drilling)是一项先进钻井工艺,通过对井底压力的有效控制,可以解决孔隙压力和破裂压力窗口较窄地层钻进中的诸多钻井复杂情况.文章主要介绍了控制压力钻井定义、与欠平衡钻井的区别、不同控制压力钻井工艺,包括井底压力恒定的控压钻井、带压泥浆帽控压钻井和双梯度控压钻井以及国外该项技术的应用实例.     

控压钻井气侵后井口回压的影响因素分析

控压钻井过程中,实时控制井底压力主要靠调节和控制井口回压。通过分析控压钻井中的瞬变过程,建立了各过程中的多相流计算模型,并利用有限差分法对模型进行了求解。通过仿真算例分析了采取控压钻井时井口回压随时间的变化规律,讨论了返出钻井液增量、气相渗透率、排量、钻井液密度、初始井底压差、井深和黏度等对井口回压的影响规律。结果表明:返出钻井液增量越大,井口施加的回压也越大;在返出钻井液增量一定的条件下,气相渗透率、排量、钻井液密度、初始井底压差、井深和黏度对井口回压均有影响,气相渗透率越大、排量越小、钻井液密度越小、初始井底压差越大、井越深、钻井液黏度越小,气体到达井口时需要施加的回压峰值也越大。      

水力喷射径向钻井转向器的通过摩阻影响因素分析

水力喷射径向钻井技术是一种低成本、增油效果明显的增产措施,在陆地油田广泛应用,但由于海上油田的作业成本较高,其要求钻进更长的水平段长度以提升增油效果,而减小转向器段摩阻是增大径向水平段长度的重要手段。采用自主研发的过转向器测试系统进行实验,研究了转向器结构参数对过转向器摩阻的影响规律,并通过灰色关联分析法分析了各结构参数的影响程度。研究结果表明,随着转向器内转角、外转角和转弯半径的增大,转向器的通过摩阻都有所减小;各参数影响敏感性从大到小依次为转向器内转角、转向器转弯半径、转向器外转角,进行转向器设计时,优先考虑降低内转角以降低过转向器摩阻,从而增加水平段极限钻进长度。研究成果可对今后转向器结构参数的设计以及该技术早日在渤海油田应用提供参考。     

气测录井影响因素及校正

以自动连续检测钻井液中所含气体的成分和含量为目的的气测录井是早期发现油气层的重要手段之一。通过在录井过程中对气测录井检测分析手段以及钻井过程中一些尚不可控因素的分析,阐述了影响气测录井发现和评价油气层准确性的两大类主要因素,它们分别为地质因素和非地质因素。针对非地质因素中的钻井工程参数和井筒压差的影响,依次探讨了全烃地面含气量校正指数方法和井筒压差影响的校正方法。数据对比表明,校正后的气测参数值更能反映地层的油气显示,参数变化曲线更明显,有利于提高气测录井资料的应用价值。     

影响泥页岩在清水中膨胀率因素的探讨

通过对各油气田所钻遇泥页岩的实测数据的综合分析,讨论了泥页岩中晶态粘土矿物种类和含量、非粘土矿物、阳离子种类、泥页岩的埋深及外界温度与压力等因素对泥页岩在清水中膨胀率的影响.结果表明:泥页岩中蒙皂石或伊蒙间层含量和伊蒙间层的间层比是影响泥页岩在清水中膨胀率的主要因素,泥页岩膨胀率随伊蒙间层的含量和间层比的增加而增大,当伊蒙间层从无序间层转变为有序间层,间层比降至40%以下时,泥页岩膨胀率显著降低;泥页岩中含有石膏、氯化钠、芒硝等无机盐时,加剧其吸水膨胀;泥页岩在清水中的膨胀率随非晶态粘土矿物含量的增加而增大;随着泥页岩埋深的增加,其膨胀率下降;泥页岩的膨胀率随温度升高而增大,随压力增大而下降.     

高密度钻井液滤失量影响因素定量评价

为了进一步降低高密度钻井液的滤失量,提高其在现场的应用效果,有必要对其中的处理剂加量进行严格控制。分析了膨润土、加重材料、降滤失剂、NaCl和烧碱等处理剂的加量对高密度钻井液滤失量及黏度等流变参数的影响。室内研究结果表明:膨润土含量和加重材料种类对钻井液的滤失量无明显影响,但是加重材料的配比对钻井液的高温高压滤失量影响较大;烧碱含量对滤失量的影响程度最大;高温热滚后pH值控制在8.5~9.5时滤失量最小;降滤失剂和NaCl对钻井液滤失量的影响较小。该研究成果为高密度钻井液在现场的成功应用提供了可靠依据。     

CO2气层录井识别影响因素分析与解释评价

松辽盆地南部深层天然气储集层富含CO2,随着勘探的深入进行,CO2气层的录井识别与评价难题已突显,主要表现为异常发现和分层困难,无法定量评价。从CO2特殊的物理化学性质分析入手,通过实验分析,确认了CO2气层录井出现分层和评价困难的主要原因是CO2在水中的高溶解度、高扩散性和溶于水后产生的弱酸性。进一步通过研究CO2与甲烷录井密切的伴生关系以及甲烷气的录井显示灵敏性,结合钻时、CO2与甲烷的相对含量高低等录井参数,在现有技术条件下,初步建立了CO2气层的录井识别评价方法。     

影响钻井成本的主要因素与控制措施

近年来,钻井成本呈上升趋势,使石油天然气勘探开发投资效益受到很大影响。为了有效抑制钻井成本过快增长,减少经营风险,进一步加强钻井投资管理,保证油气勘探开发投资效益,通过对2000年以来中国石油天然气集团公司钻井成本变化情况进行统计,采用比较分析方法和因素分析方法分析了影响钻井成本的主要因素。结果发现：人工及材料价格上涨和钻井工艺变化是造成钻井成本上升的主要因素。进而提出应从优化设计、技术经济一体化、制订科学的计价标准、加强市场开放力度等方面进一步加强管理,控制钻井成本过快增长,抵御低油价下的经营风险,提高投资效益。     

石油钻井用泥浆泵的新发展

泥浆泵已发展到大功率、大排量、高压力。为适应现代钻井技术的发展,钻井设备制造商开发出了性能更好,体积更小,质量更轻的泥浆泵,以满足钻井承包商适应各种钻井工况的需要。文章简要介绍了近几年国内外新出现的几种泥浆泵。