钻井工程软件的现状及发展趋势

随着钻井工程施工向复杂地区的扩展以及钻井新工艺、新技术的发展,钻井工程越来越依赖于软件系统的支持,如井眼轨迹设计、大斜度井/长井段水平井摩阻扭矩分析等。文章介绍了国内外钻井工程软件现状和功能特点,重点说明了目前国内钻井软件系统进展情况和取得的成果。经过"十一五"科技攻关,已经开发出具有自主知识产权的钻井工程设计与工艺软件,初步解决了我国钻井软件长期依赖于国外软件的局面,基本满足了国内油田钻井工程设计与施工分析的需要。     

三维水平井钻井技术浅析

三维水平井目前已经被广泛应用于钻井工程中,三维水平井对单井产量的提高、降本提效有很大的促进作用。通过分析三维水平井轨迹控制特点,改变只在斜井段进行轨迹控制的传统模式,在直井段使用适当的钻具结构进行三维轨迹控制,降低了水平井施工风险,为三维水平井施工提速提供建议。     

钻井工程设计集成系统研发及应用

钻井工程设计集成系统是一套面向钻井工程设计部门,辅助钻井工程师完成直井、定向井、水平井等多种井型工程设计的钻井系统软件。系统基于钻井工程软件平台架构和统一的数据库,遵循中国石油勘探与生产分公司的钻井设计文本,结合中国石油各个油田的最新钻井设计格式要求,优化钻井设计流程、细化软件设计界面,提高了钻井设计数据的使用效率。具有井眼轨迹设计及防碰扫描、井身结构编辑与绘图、套管柱设计及下套管分析、钻头及钻井参数设计、钻柱设计及阻力扭矩分析、钻井液与完井液设计计算等功能,可根据用户需要自动生成订制格式的钻井工程设计文本。现场应用表明,软件的功能模块和计算准确性与国外同类钻井软件相当,可满足钻井工程设计与分析要求。该钻井工程设计集成系统提高了我国钻井工程设计和工艺软件的自主创新能力和原创性技术研发能力,增强了中国石油钻井工程核心竞争力,为我国钻井技术的信息化、自动化和智能化的发展做出了贡献。     

钻井工程设计集成系统V2.0

钻井工程设计集成系统V2.0包括设计任务管理、井数据管理、钻井工程设计、钻井工程设计规范数据等数据管理模块以及井眼轨迹设计、井身结构设计、套管校核、钻柱设计及校核、水力学计算等计算功能模块,具有丰富的钻井工程设计、计算分析和技术决策功能,可以完成直井、定向井、水平井等多种井型的钻井工程设计和分析计算,支持以中国石油钻井工程设计模板和自定义模板为标准自动生成设计文本。在常规钻井设计方面具备了与国际先进钻井软件相同的功能,同时增加了满足国内钻井设计特殊需求的新功能。已在中国石油的油田公司和工程公司安装120多套,培训相关设计人员132人次;满足了常规钻井设计需求,实现了数据资源共享,保障钻井的数据安全,提高了钻井设计与施工水平。     

水平井钻柱动力学研究进展

水平井钻柱动力学是水平钻井工程的重要理论基础.通过水平井钻柱动力学分析可以很好地了解水平井钻柱的运动状态,科学地预测和控制井眼轨迹,揭示钻柱失效的动力学机理.就目前国内外水平井钻柱动力学研究现状进行了分析研究.综合研究表明,目前水平井钻柱动力学理论研究较欠缺,已滞后于实际工程应用,研究的内容也侧重钻柱动力学的某一方面.指出了今后水平井钻柱动力学研究的方向,提出了用全井钻柱系统动力学模型来研究水平井钻柱动力学.     

水平井段受压钻杆稳定性研究

结合长庆油田塞平－１水平井钻井工程设计，建立了水平井段受压钻杆稳定性分析的力学模型，给出了临界屈曲载荷计算公式，并对塞平－１井受压钻杆极限钻压进行了理论预测，预测结果与现场实测结果吻合。     

国家原油战略储备天沣基地年内开工建设

连续管测井技术是水平井生产测井未来的发展方向。7月16日，记者从集团公司钻井工程技术研究院获悉，应用于水平井的连续管测井工艺技术已经进入科研和应用领域。     

树平1井钻井液技术

树平１井是大庆油田第一口水平井。根据地质特点和钻井工程要求，分二个阶段设计和使用钻井液。井斜４８°以上井段使用混油聚合物抑制性防塌钻井液，在大斜度和水平井段使用油包水钻井液。现场应用表明，这两种钻井液均可满足相应井段的外钻井工程需要。     

水平井防砂完井一体化技术配套研究

在钻井工程与井下防砂作业的一体化研究基础上,针对粉细砂特点与地层结构,合理设计管柱结构、
滤砂管、充填装置、携砂液性能、砂浆排量等关键因素。简述钻井工程和采油防砂工程施工步骤,在春光油田进行
水平井防砂完井一体化技术配套研究试验,试验结果可知,钻井作业与防砂作业都顺利完成,此技术具有水平井施
工作业耗时短,固井费用低,防砂效果好等特点。     

深水平井钻井技术探讨

通过对西部油田１０余口深水平井钻井工程技术攻关和现场应用试验，形成了包括优化工程设计、井眼轨迹控制、安全钻井和钻井液体系的一整套深水平井钻井工艺技术，并创造了多项水平井钻井的全国纪录。多数试验井经试油获１０００ｔ／ｄ以上的高产，取得了显著的社会经济效益。     

考虑数据不平衡影响的钻井复杂智能诊断方法

钻井复杂的准确识别是钻井工程顺利开展的保障,现有基于机器学习的钻井复杂诊断方法未考虑钻井资料数据不平衡的特点,可能导致将钻井复杂误判为正常工况。基于决策树分类模型,建立了考虑数据不平衡影响的钻井复杂诊断方法:从录井资料、工程异常记录等现场资料中收集原始数据,提取钻压、钩载、排量等钻井参数,并以波动值构建样本集;引入错误分类成本以修正数据不平衡的影响,建立以最小错误分类成本期望值为分类目标的决策树模型,取代以最高准确率为目标的分类模型。将新模型应用于某页岩气水平井卡钻复杂诊断,结果表明:考虑数据不平衡后,模型能识别出传统方法遗漏的卡钻样本,并将成本期望值降低85%。文中处理数据不平衡的方法不局限于决策树模型,亦可推广至其他机器学习方法,帮助解决钻井复杂识别问题。     

水平井现场决策系统与应用

大港埕海油田采用人工岛与人工井场开发,受地面井场条件限制,以井口槽为基础,以水平井及大斜度井为主进行开发。由于存在井网较稀、井型复杂、地下靶点位移大等问题,仅靠室内研究成果难以保证新井实施效果,需要开展现场随钻分析,及时决策。在大港埕海油田水平井实施过程中,通过不断探索,提出了水平井随钻分析技术方法。该方法以石文地质研究软件为平台建立水平井现场决策系统,实现室内研究与现场随钻分析无缝连接,将地震、钻井、录井、测井、模型等数据综合运用,解决了水平井实施现场快速决策难题。另外,对不同钻井条件下角度与厚度的关系进行了探讨,方便现场角度控制。水平井现场决策系统在埕海油田得到规模应用,效果显著。     

钻井实时辅助决策技术在大位移水平井中的应用

大位移水平井在钻井过程中摩阻大、扭矩大,岩屑易沉积,下套管难度大,循环当量密度（ECD）控制难度大。为提高解决这些问题的精确度,通过将海上平台钻井现场的钻压、扭矩、泵压、转速、排量等数据同步实时传送到陆地服务器,由专业素质扎实的技术人员借助专业软件,精确分析模拟数据,钻井实时辅助决策技术能够快速提供与现场匹配度高的决策信息,有效辅助现场作业克服施工难度。钻井实时辅助决策技术在保证大位移井钻井的安全和高效上起到非常重要的作用。     

储层预测与监测技术在水平井地质导向钻井中的应用

在详细分析超薄油藏水平井钻井难点的基础上,认为水平井井身剖面的优化设计除了应从钻井工艺和力学角度分析外,更需要从油藏地质条件出发进行考虑;阐明了地质因素诸如储层沉积类型、油层厚度、产层几何形态、储层非均质性等对水平井随钻井身轨迹的影响。从大庆油田实际出发,强调地质导向作用,提出了“精雕地质模型,把握地质导向,加强随钻监测,控制井眼轨迹”的技术措施与方法,研发了集地质模型预测、钻井轨迹控制、计算机软件决策为主要功能的监测系统,展现了良好的应用前景,对完善大庆油田水平井技术、提高油田开发水平具有实际意义。     

渤海某油田调整水平井着陆垂深误差分析

随着钻完井技术的不断进步和地质油藏的开发需要,水平井在渤海油田应用越来越广。在底水、边水发育的油藏中布置水平井作业,重点在于水平井着陆段的钻进,即找油过程。油层的加深或变浅不仅影响地质油藏油水界面等的研究决策,而且影响水平井着陆的正常钻进和工期费用。水平井着陆深度预测精度主要为地质因素和钻井因素,此文从钻井工程系统误差入手,分析着陆误差产生的原因,并提出应对措施,以期对后续调整井深度预测提供依据。     

油气井随钻实时可视决策系统

石油钻井技术水平的提高，计算机信息及网络技术的迅速发展，促使油气钻井过程中的信息共享已成为现实。中法渤海地质服务有限责任公司为适应这一发展的需要，开发研制了油气钻井过程实时可视决策系统。围绕该系统的3个组成部分——数据采集、传输和钻井跟踪决策，简述其功能和整个系统的工作流程、特点和优势，介绍了钻井、录井、测井等井场协同作业方与后方指挥决策部门多方协作钻水平分支井的应用效果，验证了系统的可行性和可靠性．阐述了系统的研发及应用对推动井场信息化、数字化进展，进而实现群体科学优化钻井的重要作用。     

油藏地质建模与数值模拟一体化技术在旅大4—2油田钻前优化及随钻调整中的应用

旅大4-2油田在ODP批准后进行了新的三维地震资料采集及处理,基于该油田新的油藏构造精细解释及储层反演成果,利用油藏地质建模与数值模拟一体化技术,建立起更精确的油藏模型代替ODP阶段的油藏模型,并在随钻过程中利用测井、录井等新资料及时更新油藏模型;在钻前及随钻过程中对油田开发方案进行了优化与调整,如井型优化,边部水平井距内含油边界距离的优化,高部位水平井距油层顶部距离的优化,以及水平井主支上钻分支井的效果研究等。在随钻过程中根据油藏模型的变化,及时进行井轨迹优化调整,确定最佳井位,为油田开发方案的决策提供了科学依据,使油田获得了最佳开发效果。     

水平井钻柱动态摩阻扭矩计算与分析

国内近年的页岩气开采水平井井型主要有常规水平井、大斜度井和勺型水平井,为便于施工决策,有必要对上述3种井型的摩阻扭矩特性、钻压传递效率、重点关注井段或环节、极限延伸钻进长度等进行研究。为此,以上述3种水平井井型为分析对象,基于全井钻柱动力学模型和全井钻柱系统动态特性仿真计算,探究了其摩阻扭矩、载荷传递和延伸钻进情况,并在四川盆地长宁地区的3口对应井型页岩气井进行了现场应用实验。研究结果表明:(1)勺型水平井造斜段后半段的接触摩擦强度很高,造斜段后段接触强度是稳斜段接触强度的1.67倍,造斜段的总接触力是大斜度水平井的1.62倍;(2)大斜度水平井稳斜段的接触摩擦强度不仅高于造斜段,而且也高于相同井深的3种井型中的任一特征段;(3)3种井型延伸钻进中钻柱的工作应力都不大,但对于勺型水平井的弯曲段,延伸钻进时还需要重点关注稳斜段钻柱的扭断问题;(4)勺型水平井的钻压传递效率低于常规水平井和大斜度井。结论认为,该研究成果初步揭示了3种页岩气水平井井型的摩阻扭矩特性和主动载荷传递机理,指出了安全评估重点关注井段,对页岩气水平井的高效安全施工具有参考价值。     

国外分枝水平井钻井技术发展现状

随着水平井钻井技术的日益成熟，目前分枝水平井钻井技术在国外已有了很大发展，本文根据近十年来英，美，俄等国家的有关资料，对国外分枝水平井钻井技术发展现状，主要设计原则，工艺技术，钻井液技术，主要完井技术及其实例分别给予介绍，最后对大庆油田钻分枝水平井进行了可行性分析。     

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。