哈得1-H1阶梯水平井钻井实践

主要介绍利用一口双台阶水平井开采两个超薄油层的钻井实践过程.作业者针对控制井眼轨迹困难、滑动钻进时加压困难及清洁井眼困难等问题,采用转盘钻进方式、加强泥浆净化等措施,完成了钻井任务,达到了设计目的,并取得了显著的经济效益.     

岩石力学参数随钻评价模型研究

在钻井过程中，保持井眼稳定性是保证正常钻进的基础。而随钻井眼稳定性评价，由于其实时性，能够及时反映井眼情况，从而，得到越来越多的重视。岩石力学参数是随钻井眼稳定性评价的基础参数，所以，建立岩石力学参数随钻评价模型，成为此项工作的核心。利用混合理论，在充分认识岩石物理性质影响因素的基础上，通过分析微结构对岩石物理性质特别是力学、声学及电学性质的重要影响，对现场测井资料进行统计分析，得到岩石的波速与岩石不同探测深度电阻率对数的比值存在线性关系，提出了利用随钻测井的电阻率资料进行地层岩石力学参数评价的模型。并将建立的模型应用于某地区的岩石力学参数及井眼稳定性评价中，现场应用取得了很好的效果。     

开窗侧钻工艺技术浅析

套管开窗侧钻技术以其良好的实用性和可观的经济效益在国内外得到了迅速发展，已成为老油田盘活报废井、提高采收率的重要手段之一。其技术关键在于“主抓两头保中间”，“两头”即井眼开窗及固井质量，“中间”即以井眼轨迹控制为主的裸眼钻进。本文对侧钻施工中的开窗、定向钻进、稳斜钻进及下套管固井等重要工序进行了描述分析。     

宝峨两款产品服务能源建设

德国宝峨PRAKLA公司生产地RB50型车载钻机在山西晋城的煤层气开发项目中进行钻井施工，钻井深度500m到600m，终孔直径216mm。RB50型车载钻机的最大钻井深度可达1500m以上．在最大钻孔直径1．2m的情况下，可钻达500m。RB50车载钻机可实现泥浆正循环钻进、泥浆气举反循环钻进、潜孔锤反循环钻进、绳索取芯钻进等多种工法。     

基于时域统计特征的井眼碰撞识别方法

相同钻井条件下,钻头钻遇水泥环、套管的振动信号与钻进地层的振动信号的时域特征不同。提出一种基于时域统计特征的井眼碰撞识别方法,通过识别振动信号的特征差异,实现对钻头碰撞邻井井眼的及时预警。首先在时域上提取信号的分散特征和形状分布特征,然后利用主成分分析法对时域特征进行降维处理,进而得到主要特征成分,最后利用支持向量机对特征进行分类训练,以完成对钻进地层和钻遇水泥环、套管的自动识别。通过南海某钻井平台现场作业数据检验,验证了该方法的可行性,表明该方法可以加强海上丛式井作业的安全性。     

钻柱与实钻水平井眼接触形态及摩阻影响分析

水平井钻进过程中,地层结构、钻具振动、钻头侧向力、岩屑沉积等因素易导致实钻井眼轨迹发生连续小幅偏斜。该种偏斜虽不会引起实钻井眼轨迹的严重偏离,但将改变钻柱与井壁的接触形态。受现有测井方法的限制,该种偏斜常被忽略。通过理论分析与仿真,研究水平段井眼轨迹在井斜平面内连续小幅偏斜波动条件下的钻柱与井壁接触形态及其对摩阻的影响。研究认为,钻柱与偏斜波动水平井眼间易发生"悬跨"接触,该现象降低了现有解析法求解钻柱力学相关问题假设条件"钻柱与井壁连续接触"的合理性。钻柱自重和轴向力对悬跨钻柱弯曲位移及悬跨接触最大临界跨距的影响最大。悬跨接触将减小钻柱与井壁的接触面积、增大钻进摩阻。     

裸眼井盐岩蠕变力学行为分析

盐岩蠕变对石油钻井危害性极大。利用有限元分析方法对井下盐岩的蠕变进行了计算分析，确定了裸眼井在非均匀地应力下，井眼的半径收缩量、蠕变闭合时间与井深、泥浆密度、地应力系数、不均匀系数、时间的关系。计算结果在现场钻井中符合较好。     

深部煤层力学参数反演和气体钻井井壁稳定性

如何确定深部煤层的地质力学参数是气体钻井井壁稳定评价的关键。基于量化的地质强度指标GSI和Hoek-Brown强度准则分析了反演深部煤层地质力学参数的方法,结合DB1井氮气钻井,以弹塑性方法分析了侏罗系炭质泥岩和煤层的井壁稳定性。研究表明,塔里木盆地依奇克里克区块侏罗系煤GSI介于45~55,变形模量约在1 560~2 850 MPa之间。井眼钻开后炭质泥岩和煤层井周存在塑性区,炭质泥岩层井周塑性区约为1.37倍井眼半径,煤层井周塑性区约为2.07~2.59倍井眼半径。塑性区应力松弛造成围压减小,导致节理岩体抵抗工程扰动的能力减弱。以工程允许塑性半径等于1.5倍井眼半径为临界稳定条件,井眼钻开后煤层会出现大面积坍塌失稳,不宜采用气体钻井;工程扰动造成炭质泥岩井眼扩径,扩径后井眼仍能保持稳定。     

新疆玛湖油田水平井低摩阻导向钻具组合优选与应用

玛湖油田水平井钻井过程中钻具摩阻较大,钻具托压效应明显,直接影响了钻井安全与施工效率。基于玛湖油田MaHW6241井实际工况,计算了水平段钻进摩阻,分析了钻具屈曲情况及强度安全性,并开展了加重钻杆安放位置、安放数量、钻压及钻进方式对钻具摩阻的敏感性分析,优选出了适用于玛湖油田水平段钻进的低摩阻导向钻具组合,在玛湖油田获得成功应用,有效降低了水平段钻井摩阻,并减小了轨迹控制难度,有助于实现安全优质快速钻井。     

空气钻井中动态破岩有限元仿真研究

 空气钻井技术是以空气作为循环介质的欠平衡钻井技术,其钻头的破岩形式与常规泥浆钻井有很大的区别。在岩石力学和弹塑性力学的基础上,考虑岩石材料的各项异性、地层倾角、钻头与岩石间摩擦因数等影响因素,采用有限元方法建立空气钻井中全尺寸PDC钻头动态破岩的非线性动力学三维模型。通过对空气钻井中岩石的破坏机制和钻头动态破岩过程的研究以及对破岩后形成井眼、井壁和井底岩石应力应变的分析。结果表明：井底岩石受到较大拉应力的作用,使得空气钻井中破岩速度更快;干燥空气钻成的井眼井壁稳定性较好,但是一旦发生井壁不稳定性,井壁岩石将成块掉落。最后通过对钻头上随时间变化的位移分析,得到钻进各向异性地层岩石的井斜和方位的变化规律。本模型为空气钻井的破岩机制、井斜变化规律以及井壁稳定性研究提供一种新的方法,为钻头和钻具设备的研制、优化设计提供理论依据。     

页岩气储层井壁坍塌压力研究

页岩气储层各向异性强,易发生井壁失稳。利用四川盆地所取页岩气储层岩芯测试钻井液对页岩基体及层理面强度的影响规律,结合单一弱面准则,建立页岩气井井壁稳定预测模型,分析层理面倾角、钻井方位、钻井时间及钻井液类型等因素对页岩储层水平井坍塌压力的影响规律。研究结果表明：层理面倾角小于45°时,井壁岩石发生层理面破坏,倾角大于45°时,在某些井眼方位井壁会发生本体破坏;沿最小水平地应力方位附近钻进水平井最容易发生井壁坍塌;随钻井时间的增加,坍塌压力逐渐升高,井壁破坏形式可能会由初始的页岩基体破坏变为层理面破坏;使用油基钻井液比使用水基钻井液更容易保持井壁的长期稳定。研究结果可以为页岩气井钻井设计提供参考依据。     

页岩气井钻井过程中套管磨损的计算分析

针对页岩气井钻井过程中套管磨损可能导致套管抗内压强度和抗挤强度降低的问题,建立了钻杆与套管磨损的计算模型。分析了页岩气井钻井过程中套管磨损机理,研究了套管钢级、井眼曲率、钻井时间、钻杆拉力等因素对套管磨损的影响。并对水基钻井液和油基钻井液2种不同磨损条件下,不同钢级套管磨损进行了研究。结果表明,套管钢级越高,磨损厚度越大,套管模损在水基钻井液比在油基钻井液中严重,在4个影响因素中,井眼曲率影响最为严重。研究结果为预测页岩气井中套管磨损提供了理论依据及试验指导。     

长庆致密油三维水平井钻井技术研究与应用

长庆油田致密油资源丰富,是上产稳产5 000×10~4t战略目标的重要资源基础。由于开发区主要分布在梁峁交错的黄土塬区,受地貌条件与开发要求的限制,需要开展带有较大偏移距的三维水平井钻井。三维水平井轨迹控制困难、泥岩坍塌、摩阻扭矩突增等瓶颈难题严重制约了水平井的规模推广。为解决大偏移距三维水平井施工难题,形成高效开发致密油藏的主体钻井技术,开展了三维井井身剖面优化、轨迹控制攻关、钻井液体系研究,形成了致密油藏三维水平井钻井技术。并在YAP-5H井进行了先导性试验,钻井过程中未出现泥岩坍塌、摩阻扭矩正常、井眼轨迹平滑,完钻水平段长1 535 m,试油产量119.7 m~3/d。该井的顺利实施,首次实现了致密油水平井由二维向大偏移距三维钻井的技术创新与突破,为长庆油田水平井开发方式的转变和实现致密油经济有效开发打下基础。     

利用测井资料建立地层三个压力剖面的软件研制及其应用

在石油钻井过程中经常发生井漏及井塌,其关键是无法确定维持井眼稳定的三个压力剖面.经过大量理论研究与实验,成功地编制了井眼稳定力学分析系统程序(BSMA).对于软件所需的地层强度和力学参数,介绍了实验室测量法及根据测井资料解释法.预测结果应用于我国南海西部地区油田的钻井,取得了很好的效果.     

基于低成本的新型控压钻井系统

控压钻井是有效解决窄密度窗口安全钻进的技术,增加了包括旋转控制头、节流控制管汇、回压泵或连续循环系统等专用的设备。由于设备成本较高,影响了控压钻井推广应用。为此,优化设计基于低成本节能型控压钻井系统。通过新增分流管汇省去了回压泵等设备,并简化了现场施工工艺,提高了控制压力的精度,降低了设备成本135万元;同时,每口井可节约用电9600 k Wh,利于控压钻井技术推广和应用。     

冀东油田大斜度大位移井井眼清洁技术

随着冀东油田勘探开发的持续深入,大斜度大位移井比例逐年增加,钻井过程中井眼清洁问题凸现。针对大斜度大位移井的特点,通过室内模拟实验及岩屑颗粒的受力特征探讨了岩屑床成因及岩屑运移规律。并基于水力学计算模型优化设计水力参数,应用CFD仿真模拟岩屑床清除钻杆周围流体的流动特性,评价优选钻井液材料维护钻井液性能,同时采取井眼清洁实时监测、高效携岩剂等工艺,从设计到施工全面提高井眼净化水平,形成了一套改善大斜度大位移井井眼流动条件的配套技术措施,为大位移井的安全施工提供了技术支持。现场应用结果表明,后续施工的大斜度大位移井极少发生井眼清洁不好导致的憋钻卡钻等复杂情况。     

旋挖钻孔工艺在桩基工程中的应用

结合鞍山某旋挖钻孔灌注桩旋挖钻进施工中遇到的诸如塌孔、沉渣、甩土困难等难题,通过对原有的旋挖钻斗结构优化改进,解决了钻进效率低、钻斗出甩土困难、成孔孔底沉渣过厚问题;并结合使用优质泥浆、提高钻进速度等措施,有效防止了塌孔问题,提高了施工效率。     

SL6000-NWD近钻头测量技术及其应用前景分析

常规LWD在钻井实际应用中由于测量盲区长,无法准确判断近钻头处的井眼倾角、相关地层岩性、储层特性及储层位置,无法实现真正意义上的地质导向钻井.本文介绍了SL6000-NWD近钻头无线随钻测量系统的特点和工作原理,并结合在大港油田的应用实例,分析了近钻头地质导向钻井技术的优越性,对在国内推广应用国产化近钻头地质导向仪器及近钻头地质导向钻井技术具有重要意义.     

潜孔锤钻进技术在北京地铁降水中的应用分析

北京地铁十四号线西段地层主要为砂卵石,针对卵石含量多、砾径大,降水井设计深度深、成井困难等情况,采用潜孔锤钻进技术,取得了成井周期短、钻进效率高、钻孔垂直度好、施工占地少,污染少等良好效果。     

关于绿泥石化岩层钻井冲洗液的研究

从绿泥石化岩层的特征入手,对适合该岩层的钻井冲洗液进行了研究,通过工程实例的分析,介绍了一种润滑防塌泥浆配方,有效地抑制了钻进过程中孔内事故的发生,解决了绿泥石化岩层钻进难的问题。