随钻取心技术研究与应用

随钻取心技术是在一定井段内,不用起下钻、不用更换钻头,只是通过绳索打捞器改变内筒组件,就可以随时进行连续取心与全面钻进相交替作业的一种工艺技术。研制出了适合常规钻铤的SZ-40型随钻取心工具和取心钻头,形成了一套能够满足现场施工要求的取心工艺技术,进行了两口井的现场应用。现场试验表明,随钻取心工具可以实现取心和全面钻进,设计合理,动作可靠,工艺技术措施切实可行,该项技术可以提高取心效率,减轻工人的劳动强度,缩短钻井周期,节约钻井成本。     

随钻取心技术的应用

随钻取心技术是通过绳索打捞器改变内筒组件，来提供一种不同换钻头，就可以选择进行钻进或取心的方法。该技术大大缩短了取心所需时间，降低了取心作业的成本。文章简略了介绍随钻取心系统的组成，优越性与经济效益评价，以及国内外应用现状和应用中存在的问题及措施。     

随钻取心技术的新进展

在回顾绳索取心的基础上，介绍随钻取心技术的新进展，应用范围、应用效果和应用前景。     

随钻取心测井-新技术推进科学钻井

一种联合开发成功的新随钻测井取心系统,在俄勒冈沿海Hydrate Ridge诞生,由海洋钻井计划(0DP)204分部实施期间作了推广应用和测试.该系统由2种现有仪器改进后一起被使用,由斯伦贝谢公司的随钻测井电阻率成像仪和德克萨斯A&M大学电缆式可回收取心筒及碰锁器构成.这些组合技术可提供精确的岩心-测井资料深度刻度和在单井眼内岩心定向使用,不需要起下管柱,并且节省时间,具有独特的科学性.0DP第204分部实施期间的成功测试标志着取心和随钻测井技术首次同时使用.在2001年7月,该测试是在Hydrate Ridge 构造南部背脊上(位于1249)、水深788.5m的地方进行的.在井1249B的整个45米的井段上,所取出的8块岩心平均收获率为32.9%,有一筒岩心收获率达67.8%;8块岩心全部在船上(D/V JOIDES Resolution)处理和完成的;在整个74.9米钻井井段中,用井下存储仪记录了高质量的测井和成像数据,这些数据航行后被处理,其与在附近井1249A记录的常规测井曲线相关性较好.在2003年里,未来的海洋钻井程序中随钻取心测井在较高电阻率、更硬的地层中使用.我们期望随钻取心测井系统在钻机时间受到限制或其它在困难钻井环境无法取心的地方有更多的应用.     

取心技术的最新发展：——改善油层评价并提高取心经济效益的？…

本文介绍了两种新型取心工具－－凝胶取心和随钻取心（ＤＷＤ）工具，为地质学家、采油工程师和钻井工程师改善油层评价并降低取心成本提供了选择。     

海洋钻井计划中随钻测井取心新技术

一种新的随钻测井取心(LWC)系统在俄勒冈海滨水合物隆起(Hydrate Ridge)海洋钻井计划(ODP)第204分部应用和测试，标志着取心技术和随钻测井技术首次进行了同时使用。现代电缆取心和LWD技术的融合在不损失时间或相伴裸眼时间更长而增加风险情况下提供两类极重要的数据集，使得同时而连续地采集大直径岩心和现场测井数据成为可能。LWC系统实质上组合了两种技术：一种是电缆式回收岩心筒与锁住器械，另一种是商用钻头电阻率仪器。该系统的组合能力提供精确的岩心-测井深度刻度和单一孔眼内岩心定向，不必起下钻杆。如果研究人员能使用对海底沉积和远在海面之下岩石所记载的关于地质与环境的大量宝贵信息资料，海洋钻井计划(ODP)能成为为仔细研究地球演变和构架而组织的科学家与研究学会的一项国际合作项目。LWD和电缆测井测量一般在作为ODP一部分而钻的所有井眼中是在取岩心之后测量的。石油与天然钻井中，取岩心计划由于时间和费用的制约往往是限制于一些关键井段，与此不同，在几乎所有ODP钻井井眼中，连续的电缆式可回收取岩心是日常工作。在水深范围由不到1000ft到接近20000ft间，ODP钻井井眼深度达到6000fI，不使用隔水管。利用海水以高压力清洗井眼的岩屑。一般，在常规取岩心作业以后用传统的电缆测井仪器对该井眼进行测井。在预计钻井会出现困难或者电缆测井质量情况差的场合会应用各种LWD技术。专用的LWD往往只是在困难钻井环境中为采集现场测井数据的解决方法之一。     

SeismicVISION随钻地震技术

斯伦贝谢公司的SeismicVISION系统在钻井期间提供时间深度／速度信息。该系统独特的“前视”能力可以提供钻头前面8000英尺(2438．4米)之内地层的信息，数据的质量足以对钻头前面和侧面的地层进行成像。系统的应用包括：预测孔隙压力、预测目的层或灾害层的深度、帮助选择最佳的下套管和取心深度、优化泥浆比重、识别盐层、使井眼轨迹保持最佳。     

辽河油田古潜山储层钻井取心技术

为了提高辽河油田古潜山储层的岩心收获率及取心质量,研究了适合古潜山储层的钻井取心技术。通过分析辽河油田古潜山储层的地层特征,用排除法确定了造成单筒岩心收获率低及取心质量差的主要原因,提出了相应对策。首先,优化了取心钻头,将切削齿由原来的3~5个改为10个,采用Z3型金刚石复合片与硬质合金连接方式,设计了低冲蚀PDC钻头水眼结构。然后,改进了取心工具,增加了隐式篮式岩心爪和引心套、内筒扶正器、堵心指示器、防堵心装置,换用内壁光滑的铝合金内筒。最后,对钻压、转速、排量等取心技术参数进行了优化。辽河油田9口井的现场应用表明,机械钻速从0.55 m/h提高至2.79 m/h,岩心收获率从51.13%提高至89.97%。研究结果表明,辽河油田古潜山储层钻井取心技术能有效提高机械钻速、岩心收获率和取心质量,降低井下安全风险,可推广应用于坚硬破碎地层的取心作业中。      

低侵入取心技术研究

低侵入岩能为准确计算油气藏油气的地南储量提供可靠的岩心分析资料,文中介绍了国外低侵入取心技术,着重介绍了岩心侵入机理,国外发展的低侵入取心钻头,低侵入取心钻井液以及取心实例。     

PDC钻头与动力钻具的优化匹配和钻进特性研究

动力钻具配合PDC钻头钻井，可以大大地提高机械钻速、降低成本、缩短钻井周期。螺杆钻具的高转速可以为PDC钻头提高切削速度提供井下动力保障。在动力钻具与PDC钻头配合钻井时，首先选择配合较好的动力钻具和PDC钻头．然后根据其性能和要求选择合适的地层。文章从金刚石钻头破岩的机械和水力参数出发．分析了金刚石钻头与动力钻具的优化匹配问题。     

松散砂砾岩地层钻井取心技术在渤海旅大区块的应用

渤海旅大区块新近系地层疏松、砾石含量高,导致钻井取心收获率低;通过研究储层地层岩性特点,分析岩性对取心收获率的影响,优选取心钻头和取心工具,优化取心钻进参数和取心工艺,形成了渤海旅大区块松散砂砾岩地层钻井取心技术。该技术在LD5-2N-2井现场应用,取心进尺204.00m,心长166.60 m,平均收获率81.7%,提高了同类地层取心收获率,具有推广应用前景。     

抽吸式微取心PDC钻头的研究与应用

常规PDC钻头切削产生的粉状或片状岩屑颗粒不便于地质录井,对此提出了一种新型抽吸式微取心PDC钻头。该抽吸式微取心PDC钻头取消了常规PDC钻头心部的主切削齿,设置特殊的水力结构,使钻头心部在钻进过程中形成一定直径的竖直岩心并适时折断,通过负压抽吸作用将断的微岩心从钻头体内部流道带离井底。结合破岩仿真与液固两相流理论,研究了在岩心、岩屑与钻井液混合流动的流场中,射流喷嘴直径的大小对取心通道中抽吸效果的影响规律。数值模拟结果表明,对于拟定条件下钻头直径为215.9 mm的微取心PDC钻头,当射流喷嘴直径为8 mm时,从排心孔排出的岩心、岩屑和钻井液的质量较高,其负压腔的抽吸效果较好。室内及现场试验表明:采集的岩心以柱状为主,岩心完整性和采集率高;在磨溪111井位嘉陵江组二段3亚段至长兴组上部地层,获总进尺805.65 m,平均机械钻速为4.57 m/h,最高机械钻速可达7.4 m/h;该钻头在嘉陵江组二段3亚段至飞仙关组一段(总进尺742 m)的机械钻速比该区块同层位的其他常规PDC钻头高出了50%以上。     

复合钻井工艺中的钻头和螺杆钻具故障预报

针对复合钻井工艺中钻头和动力钻具发生故障时,钻井工程参数变化不同于传统钻井工艺,该文在分析复合钻井工艺钻进特点的基础上,提出如何结合地质资料及时发现复合钻井过程中的参数异常,介绍了判断钻头和螺杆故障的方法,从而提高在复合钻井中事故预报准确率。     

XC-82型液力旋冲钻具及配套钻头的性能测试

XC－82型液力旋冲钻具及配套钻头是为满足深井硬地层钻井需要而研制的,主要由水击阀、支承座、冲锤、节流阀、砧轴、筒体及配套旋冲钻头组成。对这种钻具进行了冲击力、冲击频率、配套旋冲钻头与牙轮钻头机械钻速对比,以及泵流量、钻具行程和背压等参数对钻具性能的影响等一系列测试。测试结果表明,在主泵流量为100～350L/min条件下,钻具冲击能为11．5～132J,冲击频率为10～18Hz。钻具结构简单,零部件少,加工使用方便,性能稳定、可靠,主要技术性能与国内同类产品相比是比较先进的。     

智能钻井技术研究

石油钻井技术发展的总趋势是以信息化、智能化、自动化为特点,最终实现自动化钻井。智能钻井不仅仅是自动化钻井,广义的来讲,就是将人工智能的理论、方法和技术应用于钻井过程,使其具有类似人工智能特性或功能。详细介绍了智能钻井的四大关键技术——地面计算机智能专家系统、井下智能工具、井下供电装置、提供高速双向数据传输的通讯网络系统。探讨了如何对常规的钻井系统进行技术改造,使之具有数据采集、数据传递、数据分析、指令执行这四项智能钻井系统具有的功能,指出当前最为可行的智能钻井系统方案是电力驱动的连续油管智能钻井系统,为现阶段智能钻井技术的研究指明了方向。     

可控和智能型定向钻具的分类及发展趋势

阐述了可控和智能型定向钻具的基本概念，并对各类定向钻具进行了分类，即可分为普通型、现场可调型、地面遥控可调型和井下自动调整型。同时还介绍了可控和智能型定向钻具的发展由来及现状，并对其发展趋势进行了探讨。     

钻具车修中心架和作业线装置的研制

通过对钻具螺纹车修减振中心架与作业线装置的研制．解决了钻具螺纹车修过程中，因钻具振动造成的车床损坏和车修质量问题。实现了钻具上下车床的半自动化．提高了工作效率，减轻了劳动强度，保证了钻具螺纹的车修质量。     

气体钻井钻柱抗疲劳短节设计与应用

气体钻井过程中由钻柱运动（包括公转和纵向共振） 引起的钻具疲劳断裂,造成了大量的井下钻具事故,成为推广应用气体钻井技术的障碍。为此,设计开发了气体钻井用抗疲劳短节：该短节组装采用花键联接;通过对轴向冲击力作用的下部钻具力学仿真分析,钻进中抗疲劳短节的花键芯轴与花键外筒产生相对位移,压缩筒内二甲基硅油吸收冲击力,从而使安装抗疲劳短节的钻铤应力水平降低30%。现场应用结果表明：安装应用抗疲劳短节的钻柱扭矩参数变化不大,钻进平稳且未发生跳钻现象,钻头受力均匀,钻时比较稳定;出井的短节经探伤检测合格级别为I级,进一步验证了抗疲劳短节可以有效预防钻柱在气体钻井中所产生的钻具疲劳断裂问题,有利于钻柱在气体钻井中长期安全工作。