陆地超深井四单根立柱高效钻机

目前传统陆地石油钻机多采用立柱长度为28. 5 m的三单根立柱进行钻井作业,为了实现超深井的钻井提速提效,采用立柱长度约38. 0 m的四单根立柱进行钻井作业,可以提高游车高速运行区段,减少钻机起下钻频次,提高钻井效率。从井架高度、绞车滚筒容绳量、井架起升系统、立根靠放可靠性及钻井钢丝绳选型等方面对四单根立柱钻机关键技术进行分析,得出解决关键技术的可行方法。现场应用结果表明:超深井四单根立柱钻机明显提高了钻井效率,缩短了钻机周期,比三单根立柱钻机全井起下钻综合提速15%左右。四单根立柱钻机的研制成功为复杂深井的钻井提速提效提供了新的技术支撑,其应用前景十分广阔。     

四单根钻机立柱排放稳定性非线性屈曲分析

四单根超深井钻机采用四单根立柱进行钻井作业,能够缩短起下钻时间和钻井周期,降低复杂事故发生的概率。为保证四单根钻机立柱排放的稳定性,从非线性的角度出发,采用有限元非线性屈曲计算方法,对不同规格尺寸的四单根立柱排放稳定性进行分析。分析结果表明:同一类型立柱,随着钻具直径的增大,其变形量逐步减小,稳定性越来越好;?127.0 mm及以上规格钻杆和加重钻杆、?158.8 mm及以上规格钻铤,采用四单根立柱,?127.0 mm以下常用钻杆和加重钻杆、?158.8 mm以下常用钻铤,采用三单根立柱,钻机增加三单根二层台;立柱的稳定性分析结果与现场实际变形相符。所得结论可为四单根钻机立柱的排放方案制定提供参考。     

8 000 m四单根立柱自动化钻机研制

目前,石油钻机多采用三单根立柱进行钻井作业,管柱处理多以手动操作为主。为了提高钻井效率、降低钻井成本、改善工人作业环境、提高钻井作业安全性,研制了8 000 m四单根立柱自动化钻机。从钻机总体方案、关键系统方案、关键技术及试验等方面对该钻机进行技术分析。通过试验证明,8 000 m四单根立柱自动化钻机适应能力强、自动化程度高、作业效率高、作业安全。该钻机为石油勘探开发提质增效提供了有力的装备保障,具有良好的推广价值。     

四单根立柱超深井钻机井架起升

ZJ90/6750DB-S型四单根立柱超深井钻机井架高度高、起升重力矩大,起升难度大。采用理论公式法和有限元法分别计算井架起升载荷,相互验证2种方法的计算结果,确保计算的可靠性。对风载耦合下井架的起升强度进行有限元分析,确保井架起升强度满足设计规范要求。现场应用中,实际测得的井架起升过程中最大大钩载荷以及井架最大应力与计算结果相近,井架实现安全起升,验证了计算的准确性。解决了超高、重载井架的安全起升问题。     

4单根立柱钻机钻柱靠放分析

9 000 m 4单根立柱钻机采用陆地4单根超高立柱钻探模式替代3单根立柱钻探模式。对不同规格及长度钻杆靠放的稳定性及刚度进行了分析,依据钻杆排放特点建立了3单根立柱和4单根立柱有限元模型,分析了钻杆的轴向应力和最大侧向变形,并计算了不同规格立根从井口中心移位到根盒所需的扶(推)力,提出了4单根立柱排放方案。分析结果表明:直径大于127.0 mm的钻杆和直径大于120.7 mm的钻铤在4立根时按常规排放方式即可;直径不大于127.0mm的钻杆和直径不大于120.7 mm的钻铤需采用悬挂方式进行排放,或接3单根或2立根靠放在钻杆腰部支撑台上。所得的钻柱排放结论可为超高井架设计提供借鉴。     

四单根立柱超深井钻机井架液压辅助起升机理

ZJ90/6750DB-S四单根立柱超深井钻机的井架是国内最高的K型井架,超高重载特性使得其起升难度非常大;同时钻机的自动化升级改造,配套多套自动化装备,进一步增加了井架的重力、起升重力矩和难度。为更好地解决四单根立柱钻机井架起升难题,利用有限元方法开展了井架起升载荷及井架起升强度计算分析,在不改变井架主体结构尺寸的前提下,提出了通过增大初始起升角度来降低井架最大起升载荷的方案,并成功研制了液压高支架以辅助井架起升。现场应用情况表明:液压高支架辅助井架起升安全可靠,解决了升级后四单根立柱钻机重载超高井架的安全起升难题。研究结果为超高重载井架的起升作业提供了重要的理论和实践支撑。     

提速提效石油钻机技术现状及发展思路

概述了提速提效石油钻机的技术现状,重点对国内近年来开发的几种提速提效钻机新技术进行了介绍。结合石油钻机发展趋势,提出了今后应进一步开展四单根管柱自动处理钻机、陆地双井口钻机、液压驱动无绞车式钻机和一键操作式全自动化钻机等提速提效石油钻机的技术发展思路。     

北部湾盆地海上勘探井钻井提效关键技术

南海西部北部湾盆地海上古近系地层具有构造运动强烈、地层倾角大、夹层频繁和水敏性强等特点,钻进过程中存在井壁易失稳、井眼轨迹控制困难、导向钻进效率低和机械钻速低等问题。为解决这些问题,在区域勘探井传统钻井作业采用四开井身结构及常规钻井技术的基础上,结合区域工程地质特征,对制约钻井提效的关键因素进行了系统分析,简化了井身结构,构建了适用于南海西部北部湾盆地古近系地层的高性能强封堵钻井液,并进行了高效PDC钻头优选和钻具组合优化设计,形成了北部湾盆地海上勘探井钻井提效关键技术。该技术在北部湾盆地多口勘探井进行了应用,在井深及钻井难度相似的情况下,钻井周期与传统钻井方式相比缩短了36.1%。研究认为,北部湾盆地海上勘探井钻井提效关键技术可为北部湾盆地油气资源的高效勘探开发提供技术支持。      

黄骅坳陷纹层型页岩油富集与提产提效关键技术

渤海湾盆地黄骅坳陷具有形成纹层型页岩油的有利条件,其古近系发育孔二段、沙三段和沙一段3套湖相纹层状页岩,叠合面积约为2400km²,累计最大厚度超过1200m,计算纹层型页岩油资源量是常规油资源量的1.2倍,勘探开发潜力巨大,但如何实现效益开发仍面临一系列难题。基于5口井701m页岩岩心开展的52项22640块次的分析联测,结合116口直井测井、录井资料,提出断陷盆地纹层型页岩油富集,平面主要分布于前(扇)三角洲—半深湖亚相,纵向主要形成于中等热演化阶段并以滞留油形式富集于基准面上升/下降(T/R)旋回转换带,建立了3类8因素的页岩油有利区与富集层的定量评价标准,有效指导了纹层型页岩油“甜点”评价优选;通过37口页岩油水平井不同开发方案、不同类型压裂方式、不同排采工艺等现场试验,提出水平井井距300m、水平段段长2000m为效益最优水平井布井方式,单点密切割缝网体积压裂可大幅提升单井产量和最终采收量(EUR),优化形成了小油嘴控压降水、大油嘴提液防堵、中油嘴稳定自喷、小泵深抽长期生产的“四步法”排采方式,实现了页岩油的高产稳产。以纹层型页岩油富集认识和关键提产提效...     

山地模块化地面钻机关键技术研究

针对山地复杂地形矿区,大型车载式地面钻机无法直接驶入钻场施工的难题,研制了山地模块化地面钻机。对该钻机的倍程式给进机构、给进机构液压系统、双马达动力头和可翻转式提引卸扣器等关键技术进行了研究,采用理论计算、结构设计和模态仿真分析等方法,实现了给进油缸小行程情况下给进行程的放大、给进速度的稳定可调以及动力头旋转在高低速模式下无级变速等功能,提高了山地模块化地面钻机加接钻杆工效。同时,在钻机整体方案设计时采用了模块化设计的思路,可实现钻机的模块化拆解搬迁,大大提高了钻机适用性。山地模块化地面钻机能够用于山地复杂地形及通行路况差的煤矿区地面施工,可降低施工成本,提高钻进效率。该钻机为山地复杂地形矿区地面钻井施工提供了装备支撑,并为以后同类型设备和技术研究提供了参考依据。     

3000m车装钻机折叠式钻台立柱断裂研究

中国石化集团江汉石油管理局第四石油机械厂生产的ZJ30型车装钻机在中东某国作业时,钻台后侧2根立柱出现大尺寸开裂,经焊接修复仍有裂纹产生,直接威胁到使用安全。对立柱强度进行了理论校核;并到事故现场切取样品,做理化性能和冲击韧性试验,结果均满足材料性能要求。经现场观察和断口特征分析,未拔连接销而在顶部起吊是产生裂纹的力学因素。进行该工况下的有限元力学分析和模拟起吊试验,计算及应力测试结果均证实了现场的判断。国际权威鉴定机构Modu Spec通过对钻台制造全过程的检查,认为用户不正确的吊装方式是立柱产生裂纹的根本原因。     

自动化钻机向智能化发展的关键技术分析

总结了我国石油钻机在自动化方面的技术现状,包括自动化钻机总体技术、自动排管技术、司钻集中控制技术以及钻机远程信息化监测技术等。分析了自动化钻机技术发展过程中面临的技术瓶颈,包括系统作业效率问题、自动化工具稳定性及作业成功率问题、检测环节瓶颈问题、数据零散并缺少系统分析整理问题等。对自动化钻机向智能化方向发展所涉及的关键技术进行了阐述,并提出开展全新流程方式的钻机总体技术开发及电动化钻井机器人装备开发等发展建议。     

塔里木油田注水系统提效对策研究

文章分析了塔里木油田注水系统效率偏低的主要原因,针对性地提出了泵型调整、设置变频调速、分压注水和局部增压等提效对策,并对提效效果进行了分析。结果显示塔里木油田注水系统效率由原来的35.1%预期可以提高到52.5%。     

低成本钻井提速提效技术研究与规模应用

吐哈油田四大主体勘探开发领域地质条件复杂,钻井过程中"斜、慢、阻、卡、漏"等难点突出,导致深井钻井周期长、复杂事故率高;同时致密油等低品位复杂油气藏产状复杂,水平井水平段延伸能力差与油层钻遇率低矛盾突出,如何在长期低油价环境下实现提质增效是亟需解决的现实问题。为实现"提高速度、提高油层钻遇率、提高产量、降低成本"攻关目标,开展了高陡地层井身质量控制、等长寿命钻具、破碎带等复杂岩性安全高效钻井及长段水平井钻井等技术攻关研究,形成了低成本钻井提速技术系列。通过现场示范引领与规模推广,4 000m以上深探井钻井周期由105.2天缩短至72.97天,缩短幅度30.6%,复杂事故时效由11.5降低至5.5%。千米水平井水平段长突破近1 400m,油层钻遇率由82%增加至93.5%,钻井成本降低10%～30%,取得了效益勘探与低成本规模开发的显著效果。     

大港油田埕海2-2人工岛钻井提速提效关键技术

为了解决大港油田埕海2-2人工岛钻井井眼轨迹控制难度大、摩阻扭矩大及区域性漏失严重等问题,在钻井技术难点分析的基础上,从井眼轨迹控制、减摩减扭、防漏堵漏、井眼清洁及井壁稳定等方面入手,开展了钻井提速提效关键技术研究。通过理论研究和新工具、新工艺的应用,有效提高了机械钻速。现场应用结果表明:水力振荡器有效缓解了长稳斜段调整井斜和三维绕障井段调整方位定向托压问题;钻井液高效润滑性能和减摩减扭接箍的合理应用有效降低了钻井过程中的摩阻扭矩;基于"成膜封堵"理论开发的超低渗随钻堵漏剂BZ-ACT防漏堵漏效果显著,且对钻井性能无影响,有效解决了人工岛区域性漏失问题。所得结果为该区块的安全高效钻井提供了技术保障。     

注水井分层测试提效工艺技术研究与应用

当前注水井测试中常用的工艺技术多样性,为了进一步提高注水井测试的效率,应当更加广泛地应用测调一体化技术、智能测调技术和监测测调技术,实现对油田精细化分层注水的有效测调。     

抽油机井系统效率提效节点分析

抽油机井机械举升是目前常规采油的主要方法,但投入产出比一直是采油工程中突出的矛盾。文章针对常规井组机械举升系统的高能耗、低效率等问题,借鉴经验理论及公式,对系统中各个节点的能耗进行分析,尤其对高能耗节点展开重点研究,查明原因及寻求有效解决办法,为现场实施节能降耗措施提供指导。     

海洋液压模块钻机关键技术及应用前景分析

海洋液压模块钻机在国外已经有应用,其液压技术和自动化技术的显著优势,使其成为未来海洋钻机发展的新趋势,而国内还未见有研发和应用的先例。为使海洋液压模块钻机更好地在国内推广,从国产化生产制造角度,总结了当前国内海洋液压模块钻机研发的关键技术和关键设备。从现场应用角度,分析了海洋液压模块钻机的应用优势和劣势,推广应用的意义及需克服的障碍,并分析了应用前景,给出了发展应用的建议。分析得出,海洋液压模块钻机的国产化,在国内已具备技术攻关和市场环境等推广条件,应予以积极研发。     

姬塬油田油井降载提效技术分析与应用

姬塬油田属于典型的"低压、低孔、低渗"三低油田,大规模建产阶段采油设计一直沿用传统方法,导致油井悬点载荷大、举升效率低、能耗高、杆柱故障大.通过分析抽油机悬点载荷认为,降低抽油泵径、抽油杆径、生产冲次能够降低悬点载荷,进而提高泵筒充满程度,验证了以"降低悬点载荷、提高充满程度"为主的低渗油田有杆泵采油管理方法.另外井筒...