钻井实时监控与技术决策系统研发进展

钻井实时监控与技术决策系统是及时分析钻井施工状况、预防和减少井下事故与复杂发生、保障钻井安全的工具,具有邻井数据管理、钻井实时数据显示、钻井风险因素分析和钻井风险推理等功能。文章提出了钻井实时监控与技术决策系统的总体功能和物理架构,介绍了构成该系统的远程数据无线传输子系统、数据管理子系统、钻井风险因素分析子系统和钻井复杂事故诊断与处理子系统4个主要子系统,探讨了井下风险预测技术、风险识别技术和风险评价技术等关键技术。中国石油集团钻井工程技术研究院开发了井漏风险和地层流体侵入风险综合评价预测软件并在井上进行了应用,结果表明,该系统在预测井下事故与复杂情况方面是有效的,为进一步完善开发钻井实时监控与技术决策系统奠定了基础。     

钻井实时监控与技术决策系统研发进展

钻井实时监控与技术决策系统是及时分析钻井施工状况、预防和减少井下事故与复杂发生、保障钻井安全的工具．具有邻井数据管理、钻井实时数据显示、钻井风险因素分析和钻井风险推理等功能。文章提出了钻井实时监控与技术决策系统的总体功能和物理架构,介绍了构成该系统的远程数据无线传输子系统、数据管理子系统、钻井风险因素分析子系统和钻井复杂事故诊断与处理子系统4个主要子系统,探计了井下风险预测技术、风险识别技术和风险评价技术等关键技术、中国石油集团钻井工程技术研究院开发了井漏风险和地层流体侵入风险综合评价预测软件并在井上进行了应用,结果表明,该系统在预测井下事故与复杂情况方面是有效的,为进一步完善开发钻井实时监控与技术决策系统奠定了基础。     

川西地区高压天然气深井钻井完井技术

川西地区天然气储层埋藏深，纵向上普遍存在多个产层和异常高压气层，钻井过程中易出现井喷、井漏、井眼坍塌、卡钻等井下事故和复杂情况。针对复杂的地质条件，开展了技术攻关和现场试验，逐渐形成了包括深井井身结构设计、深井钻井液技术、储层保护技术、高压井控技术、深井长裸眼井段固井技术的深井配套钻井完并技术，并试验应用了包括螺杆钻具＋PDC钻头、深井PDC钻头、旋冲钻井技术、涡轮钻具等提高深井钻井速度的新技术、新工具。近年来，该地区高压天然气深井钻井速度、固井质量不断提高，井下事故及复杂情况不断减少，未出现井喷失控的重大事故，加快了该地区天然气勘探开发速度。     

气体钻井井下复杂情况分析及预防

气体钻井是一种特殊的欠平衡钻井方式,也是一种钻井效率比较高的技术手段,其优势主要表现在提高机械钻速、减少井下复杂事故的发生、延长钻头寿命等方面。为了保证气体钻井安全,对气体钻井过程中可能出现的井下复杂情况进行分析,并以川东北地区实际施工过程中出现的事故为实例,列出了气体钻井中易出现的井下燃爆、井下下钻、井壁倾斜等导致井下复杂情况的因素,得出了相应的预防措施,确保气体钻井施工安全。     

无意外钻井技术发展概述

各类钻井技术及工具的发展及应用有效降低了钻井成本,提高了钻井效率,但是,井下复杂情况及事 故依然是影响钻井效率和成本的重要因素。无意外钻井技术可利用地质信息、钻前计划和随钻信息,实现钻前及 钻中对各种井下风险的识别、分析、预防和控制,减少甚至消除井下事故和复杂情况,提高钻井效益。无意外钻井 工艺流程为钻前预测、钻中分析调整及钻后统计三部分,其实现所需的关键技术主要有地质力学模型、地层压力预 测、风险预测模型、随钻监测与风险分析以及三维可视化等５项。国内无意外钻井技术的发展需集中在随钻测量 技术、风险预测模型、跨学科协作及可视化等方面。     

基于钻井模型与人工智能相耦合的实时智能钻井监测技术

钻井过程中钻井复杂监测对于减少事故发生、降低钻井成本意义重大。在实际钻井过程中,钻井复杂的分析和判断主要靠人工完成,难以保证预警效率。为此,将动态钻井物理模型与人工智能、数据挖掘算法相结合,提出基于实时录井数据的实时钻井监测及事故预警技术。该技术以钻井施工过程中的综合录井数据作为输入,利用模型算法来实时准确呈现钻井过程中的井下工况条件,预测即将发生的复杂风险。从实时井眼清洁及水力学监测、实时卡钻预测、实时井涌监测3个方面对实时钻井监测及预警技术进行了详细分析。该技术可以实时准确模拟井下工况条件,识别并降低钻井事故发生概率,帮助钻井工程师提早发现问题,减少钻井事故的发生,并减少对自然环境以及人员安全的影响,为现场施工提供辅助决策,降低非有效生产时间。     

气体钻井技术在七北101井的应用与研究

川渝地区的深探井，由于井眼尺寸大，地层复杂，钻井机械钻速低，钻井周期长而且极易发生断钻具等井下复杂事故，严重制约了川渝地区的天然气勘探开发进程，如何提高钻井速度一直是川渝地区钻井工作的一个难题。在七北101井的钻井过程中，选择了适当的井段进行气体钻井技术试验研究，研究表明，采用这一技术可大幅地提高钻井速度，钻井机械钻速提高了3~15倍。还可保证井下安全，减少井漏和断钻具等井下复杂事故。     

浅层大位移水平井钻井关键技术及应用

针对东方气田乐东组、莺歌海组钻井井漏、高摩阻、卡钻和卡套管等井下复杂情况和事故频发,导致钻井时效低、费用高的问题,开发了一套适用于该地层的浅层大位移钻井技术,成功应用于4口大位移水平井,未发生任何井下复杂情况和事故,钻井时效显著提高,为该气田的后续经济开发和调整铺平了道路。     

川东北地区空气钻井中几种复杂情况诊断与处理

气体钻井在川东北区域逐渐得到了广泛的应用,它不仅可以大幅度的提高钻速、缩短建井周期、降低钻井成本,同时也可以提高探井发现率、提高采收率。洞悉气体钻井过程中发生井下复杂情况的特征,利用事故发生前或发生时的实时征兆,及时预测与处理井下事故,是顺利进行气体钻井的关键。通过对川东北多口空气钻井的实践,总结了川东北地区地层出水、井塌及井斜等复杂情况发生时的征兆,阐述了通过征兆,诊断井下这几种复杂情况的思路;提出了针对地层出水、井塌及井斜等复杂问题的一般处理方法。     

TasW-1井钻井复杂情况处理技术

TasW-1井是哈萨克斯坦滨里海盆地东部SAGIZ区块上的预探井,由于地质条件复杂,地层预测不准等原因,在钻井过程中多次变更设计,出现了Φ508.0 mm表层套管下入遇阻、Φ339.7 mm套管两次断脱,及钻进盐膏层过程中卡钻、井塌严重、井眼不畅通等井下复杂情况和事故。对钻井过程中出现井下复杂情况和事故的原因进行了分析,并制订了技术措施,研制了使用效果良好的井下工具,及时处理了井下复杂情况和事故,保障了钻井施工的安全、质量和进度,完成了该井的勘探任务。      

减少和预防四川地区钻井复杂情况的探讨

复杂情况、组织停工、钻井事故是构成钻井非生产时间的三个主要因素。本文从技术管理角度对四川地区钻井复杂情况进行分析,并从处理大量复杂情况的经验中,提出减少和预防复杂情况的看法供生产、科研和制订钻井措施时参考,以期提高钻井效率,降低钻井成本。     

渤海油田某井震击器断裂落井事故分析

在海上钻井施工过程中,由于钻具故障带来井下事故是时有发生的,部分事故是由于工具质量导致,还有一部分往往与工具使用及现场操作方面有关,造成的经济损失也是巨大的。A5井是渤海油田施工的一口探井,在处理井下复杂情况时,由于震击器断裂导致井下事故。文章详细介绍了该事故发生的原因、处理工艺措施。最终该井事故成功处理,为钻井作业处理同类事故积累了丰富的经验。     

微扩孔器在南海东部惠州油田的应用分析

随着小井眼钻井技术和套管开窗技术的广泛应用,钻井技术的不断发展和钻井施工难度的日益加大,为减少井下复杂情况、提高了钻井时效和固井质量,对井下扩孔工具有了更高的要求,南海东部惠州油田钻某4SC井时在随钻钻具组合中使用微扩孔器,该工具扩径的显著效果对与井下扩孔技术的研究具有重大的意义,解决了小套管下入困难、起下钻遇阻卡风险等难题~([1-2])。     

车66区块复杂地层优化钻井技术

车66区块由于地层承压能力较低,在钻井液密度高时极易发生井漏。针对这一状况,对与车66区块复杂地层配套的钻井技术进行了优化：钻井中采用钟摆与偏轴防斜钻具组合、优选钻头、使用以聚磺表面处理与承压堵漏为主的钻井液体系,对保护油气层起到了明显的作用,井下事故与复杂情况明显减少,钻井速度、固井质量得到明显提高,平均单井日产油气当量提高了8t。     

套管质量事故处理技术

石油钻井数量不断增加,油井套管供不应求,因套管质量问题而导致的套管井下事故剧增,给钻井生产和油田勘探开发造成巨大危害。近两年来,黄河钻井总公司针对6口井的不同套管质量事故,分别采取了套管替换法、挤水泥堵漏法和套管补贴法进行处理,均取得不错效果。文章通过对三种方法和具体应用实例的介绍,为类似套管质量事故处理提供一定的经验借鉴,以降低类似事故的处理难度,减少事故损失,加快勘探开发步伐。     

井下扩孔装置的研制现状与发展方向

随着钻井技术的发展和完善，井下扩孔装置由于减少了起下钻次数、缩短了钻井时间、减少了因处理井眼问题而发生的费用而得到了越来越广泛的应用。现代井下扩孔装置包括双中心钻头、随钻扩孔钻头等，与井下钻具的组合应用能够适应各种复杂的油、气钻井环境和条件的需要，提高钻井效率、增加钻井进尺、节约钻井成本。介绍了近年来国外新型井下扩孔装置的结构特点与使用性能，阐述了井下扩孔装置的发展方向。     

胜科1井钻井事故的预防与处理

胜科1井设计井深7 000 m,完钻井深7 026 m。在该井钻井过程中,针对上部大尺寸钻头破岩效率低、大井眼井壁稳定性差、大段盐膏层、膏岩层的塑性蠕变和塑性流动造成井眼复杂、超深井高温高压给钻井液性能的控制和水泥浆调控等带来的一系列技术难题,制定了一整套预防井下事故和复杂情况的技术措施,从而确保了该井的钻探成功。该井在钻井过程发生了2次断钻具事故和1次卡钻事故,根据超深井的特点,采取了较为稳妥的处理措施,同时,有针对性地研制了高效铣环和PDC钻头专用打捞器,3次事故处理均获得了成功,共耗时38.5 d。详细介绍了该井所采取的预防和处理钻井事故的技术措施,可为其他超深井的钻井施工提供一定的借鉴。     

21世纪中国钻井技术发展与创新

阐述了自动化钻井的理论与优点并重点介绍了自动化钻井的10项主要技术。建议21世纪初期重点发展复杂结构井的产业化技术、钻井信息技术、绿色钻井液及其精细化学品、深井超深井技术、现代平衡钻井技术、油气层保护技术、柔管钻井和小井眼产业化技术、钻井理论研究等8个方面。钻井既是一项地下工程,就需要发展井下控制技术并将目前地面遥控的闭环钻井信息流的主要部分移到井下,逐步使钻井信息的采集和处理以井下为主,并使钻井的决策与控制主要在井下直接进行。提出了研制井下钻井微软、井下地质微软和井下油藏微软的意义,提出了井下随钻信息集成系统的原理和研究随钻闭环自动导向钻井技术创新工程的思路和技术路线。     

胜利油田充氮气欠平衡压力钻井技术

充氮气欠平衡压力钻井技术具有保护油气层、提高单井产量、提高钻井速度且安全可靠等优点，适应于低压低渗透、裂缝油气藏以及老油区开发。系统介绍了充氮气欠平衡钻井的主要设备及工艺技术，并以3口井为例，介绍了其现场应用情况。实践表明，该技术能明显提高油井产量(邻井的3～5倍)．且钻井事故及井下复杂情况明显减少。     

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作为一项钻井新技术，小眼井钻井可大幅度降低钻井成本,正愈来愈受到国内外各油气田的重视。小眼井钻井技术在中原油田主要用于φ139.7mm套管开窗侧钻井裸眼段的钻进，根据中原油田20余口φ139.7mm套管开窗侧钻井的钻井实践，探讨了中原油田φ118mm井眼钻 井的若干技术问题，其中包括钻头选择、钻井参数的优选、钻具组合和轨迹控制、固井技术及井下复杂情况和事故处理技术等。