控压钻井自动节流控制系统的研制与应用

控压钻井（以下简称MPD）技术是一种用于精确控制整个井筒环空压力剖面的钻井程序.控压钻井的实现是依靠环空水力学模型根据环控井底压力计算井口目标套压,通过控制节流阀的开度的方式来达到控制井底压力的目的.本文从压力控制模型的推导,控制系统的设计,软件开发及硬件配套等方面阐述了实现控压钻井自动节流控制的方法.     

精细控压钻井系统的现场试验研究

针对窄密度窗口安全钻井的问题,西部钻探研制出精细控压钻井系统(MPD)。分析了MPD系统的压力控制原理,阐述了MPD系统的组成和关键技术,在新疆油田对MPD系统进行了现场试验研究。结果表明,该系统能够实时监测随钻状态,在不同作业状态下能够保持井底压力的平稳衔接,可以满足窄密度窗口等复杂地层的安全钻井需要。     

天然气超深井井底压力计算与应用

钻井液喷空后的井底压力可以精确计算,为正确地保证井底压力大于或等于地层压力提供了科学的数据。钻井液喷空后的深井超深井的天然气井,关井后的静气柱压力不是很小。井内有钻井液(或修井液)井底进入天然气时,井底压力在合理地处理井内天然气在井内的运移(体积法放压法)与二次循环法压井循环出进入井内的天然气是相同的,为钻井井控现场为避免压裂套管鞋处或地层压力低的地层提供了可靠的依据。     

带轨迹测量功能的PWD系统研制

泥浆脉冲随钻井底压力监测系统是指在钻井过程中,将真实的井底压力这一关键钻井参数,进行动态采集并利用水力脉冲方式实时传输,经地面接收还原成井底压力数值的一套钻井实时监测系统,业界简称＂PWD＂系统。MWD无线随钻测量仪是对定向井、水平井井眼轨迹实时监测并指导完成井眼轨迹控制的测量仪器。本文叙述一种可以动态采集井底压力、温度、井斜、方位、工具面数据,并实时传输至地面的系统（PWD＋MWD）,以实现对井底压力、井眼轨迹精确控制的目的。     

青西油田下沟组实施精细控压钻井可行性分析

玉门青西油田下沟组储集层属于典型的裂缝—孔隙型双孔介质储层。由于抽吸压力过大,起钻时容易产生井壁垮塌或者掉块现象,下钻时容易产生井漏现象。该区Q2—58井下沟组段最小漏失压力与最大坍塌压力当量钻井液密度之差为0.01 g/cm~3,环空循环压耗当量钻井液密度为0.10 g/cm~3,存在典型的"窄密度窗口"特征,下沟组储层在钻进过程中整体上存在上有坍塌或者掉块下有漏失的复杂状况。精细控压钻井技术通过软件分析自动计算环空压力损耗和井底压力,动态控制井口回压,维持井底压力在设定的范围内,能有效解决下沟组存在的"窄密度窗口"问题,能减少井下复杂,提高钻井时效。     

深水钻井井控技术探讨

井控是钻井安全的关键,为了确保深水钻井的安全,必须掌握深水井控工艺技术。在海洋深水钻井井控中所面临诸如:天然气水合物,地层孔隙压力和破裂压力之间的窗口比较窄,井控余量比较小,压井、阻流管线较长,其循环压耗比较大,深水地层比较脆弱等诸多难点,针对这些难点应当采取有效的技术措施,确保深水钻井作业中的井控安全。     

老油田二次开发注采压力系统研究

以克拉玛依油田为例,利用实测的生产动态资料研究注水开发油藏注采系统的压力水平,主要包括采油井最低井底流压、采油井地层压力以及注水井极限井底流压的确定.     

改善井底流场能够提高钻速

自从喷射钻井技术广泛应用以来,人们一直在研究如何充分利用喷射钻头在井底获得的水力功率,以获得更好的钻井经济效益。本文介绍了喷射钻头井底流场液流流向、井底排屑量和井底液流压力的试验研究方法及其应用。研究表明,由于井底流场的不完善而形成的涡旋、回流和滞流区是造成岩屑在井底重复破碎,影响井底净化效率的重要因素,改善喷射钻头的井底流场,最大限度地减少这些因素的影响,能够更好地发掘喷射钻井技术的潜力,提高钻井速度,降低钻井成本。     

建南单一气相管流压力计算方法研究

由于气井井底压力和井底流动压力对气田的整个动态监测和生产管理都有着十分重要的作用,实时准确地掌握气井压力将有助于对气井生产系统进行分析。为了获得气井的井底压力,通过研究单一气相管流压力计算方法,进而推算获得气井井底流压。结果显示与实测数据及RTA推导结果吻合度较高,具有一定推广价值。     

一种计算油井井底流压的新方法

油井的井底流压是影响油田的生产能力和油田调整方案的重要参数之一,也是进行油气井动态分析的基础,直接控制井的生产能力。但实际应用中由于地层条件的复杂性,现在并没有一个系统的方法能十分准确的计算出井底流压。在液面折算法计算井底流压的基础上,将油套环形空间中流体分为气柱段、油气段、油气水段三种不同流动形态,研究不同流动形态下混合液密度与压降梯度的关系,采用分段计算模式,应用微积分方法计算油井的井底压力。现场试验结果表明,该方法计算的抽油井井底压力与压力计实测压力值平均相对误差为8.54%,可以满足现场实际需求。     

水平井井控井筒压力分布规律研究

水平井发生溢流之后,其井筒流动情况与直井存在较大差别,针对此差别确定水平井压井作业的循环压力,建立水平井井控多相流模型。模型能够模拟水平井压井作业过程中气体在环空的运移规律,以及气侵时间、造斜率、井斜角等因素对节流压力的影响。结果显示,气体在水平段运移对井底压力无明显影响,造斜率越大压井初始时刻节流压力越小,排除溢流时间延迟,最大节流压力偏大。     

气侵条件下深水变梯度控压钻井泥浆池增量变化规律

泥浆池增量是钻井过程中现场工程师重点关注的参数之一,可以用来辅助判断井涌类型、井涌量等相关参数。为准确了解深水变梯度控压钻井泥浆池增量变化规律,采用井筒气液两相变质量流动模型,分析了使用不同气侵监测方法时,基于井底恒压的井筒压力控制过程中泥浆池增量的变化,并探讨了不同因素对泥浆池增量的影响。研究发现,气侵初期的泥浆池增量增长较为缓慢,使用气侵监测新方法可以在泥浆池增量达到预警值之前发现气侵,新方法要优于泥浆池增量法。越早发现气侵,越有利于缩短泥浆池增量快速增长的时间,最终的泥浆池增量越小。其他条件不变时,分离器与钻头间距越小、轻/重质钻井液密度差越大、地层压力越大、循环排量越小,气体完全被排出井筒后的泥浆池增量越大。     

井底脱气半径方程建立及影响因素分析

当压力低于饱和压力后,原油会在地层脱气,在井筒附近形成三相流,影响油井产量。针对大多数油井在生产过程中仅在井底附近局部脱气的现象,根据渗流力学理论,建立油井脱气半径的计算公式,重点分析地层压力、井底流动压力、含水率对脱气半径的影响。研究结果表明,油井脱气半径随井底流压和地层压力的降低而逐渐增大,当地层压力降至饱和压力时,脱气半径等于供给半径;含水率对脱气半径的影响远小于地层压力和井底流压的影响,生产过程中可忽略不计。     

欠平衡钻井多相流模型评价分析

为了给欠平衡钻井工程设计提供切实可行的井底压力预测模型,比较了利用均匀流动方法(Guo Boyun模型)、经验公式方法(Beggs-Brill模型、0rkiszewski模型、韩洪升和陈家琅模型)以及力学方法(Hasan-Kabir模型和修正的Ansari模型)建立的三类欠平衡钻井稳定流动模型.利用FORTRAN90分别对6个模型进行了编程求解,模拟了欠平衡钻井过程的环空气液两相流动规律,预测了充气液欠平衡钻井的井底压力.并把模型预测结果和现场施工数据以及全尺寸试验井试验数据进行了验证,分别指出了6个模型的预测精度.验证结果表明用力学方法建立的修正的Ansari模型的预测精度较高,可以满足欠平衡钻井井底压力设计的工程精度要求.推荐在欠平衡钻井工程设计中使用该方法,保证全过程的欠平衡钻井,实现欠平衡钻井的经济效益.     

基于无线测压技术的合理配产及产能预测

无线测压技术是一种基于电磁波无线传输方式的井下测压技术,主要由井下数据采集系统、井下电磁波发射系统、地面接收系统组成,能长期监测井下生产动态变化情况,不影响正常生产和后续作业。无线测压装置随生产管柱下入水平段,其测试数据通过无线上传的方式实时发送到地面,能够更加准确反映井底压力变化情况,对于判断井底积液状况、预测产量递减趋势、及时优化油藏开采方案有着重要作用。     

井控计算机模拟

在钻井过程中,一旦发现天然气流入井眼,就应即时将井内天然气循环出地面,以免造成井喷。本文介绍计算机模拟井控中涉及的各种因素。计算机输出包括输入的基本数据和模拟输出结果两部分。宽行打印机印出应控制的套管压力、环空气柱高度、井下任一深度所承受的压力、气顶深度和流动阻力等数据,并画图表示上述动态参数。输出结果可作井控施工参考,井控研究和培训钻井工程人员用。压井方法为常用的司钻法和工程师法。井控模拟程序包括大陆钻井和海洋钻井。     

气井油套合采时井底流压的计算方法

气井井底流是分析气井生态动态的重要参数之一,目前国内外很少报道油套合采时井底流压的计算方法。运用流体力学原理,将气井油套合采简化假设成并联管路流动,基于油管生产和油套环空生产时井底流压的计算公式,推导了油套合采时油管和油套环空的产量分配公式,通过分析公式中各项的权重,得出油管和油套管环空产量分配的简化式,从而将油套合采时井底流压计算转化成油管生产或油套环控生产时井底流压的计算,计算表明,采用简化产量分配公式与精确产量分配公式所计算的井底流压,相对误差很小,说明建立的油套合采时井底流压的计算方法可靠,具有较强的实用性。     

南堡3号构造水平井安全密度窗口敏感性研究

钻探情况显示南堡3号构造储层裂缝发育,易发生井漏和溢流,井控难度大,风险高,导致钻井事故复杂和成本高,制约了该区块整体勘探与开发进程,为解决这种“喷漏同层”钻井难题,从南堡油田3号构造潜山油气藏钻井提速提效为出发点,开展了储层井壁坍塌压力和破裂压力分析,对安全密度窗口敏感性进行研究,得出岩石内聚强度、抗张强度、水平地应力随井斜角变化对井壁稳定的变化规律,考虑到碳酸盐岩储层特性,建议开展微流量控压钻井技术。     

反循环压井方法

反循环压井方法过去在修井井控中使用较多，它具有排队溢流时间短，地面泥浆增量少，以及套压低等优点，因此必要时在完井或钻井井控中心也可以考虑使用，本文介绍了反循环压井法的工艺要求，给出了包括流动阻力影响的立压与套压计算方法，并用计算实例对这种方法与普通司钻法及工程师法进行了对比分析。     

控压钻井技术在四川高石梯灯影组的应用

四川高石梯灯影组储层,裂缝发育、安全密度窗口窄,常规钻井方式钻遇裂缝后井漏、喷漏同存,平均单井漏失量达751 m~3,严重影响了该构造油气勘探开发的进程。针对该构造由于安全密度窗口窄造成的系列井下问题,提出了解决这一问题的有效方式——控压钻井技术。2015年在该构造4口井进行了控压钻井技术应用,平均单井漏失110.5 m~3,应用效果良好。