浮式控压钻井用三段式伸缩节研制及应用

我国南海和东海海域存在许多高温高压井,地层压力系数很高,普遍存在地层压力窗口窄,溢流和漏失同层,井控难度大,储层保护困难等难题,对海洋高温高压钻井的井筒压力控制提出了很大挑战。控压钻井可以有效解决海洋钻井中面临的窄钻井液密度窗口、高温高压、漏失地层、窄压力剖面等疑难杂症。而三段式伸缩节是浮式钻井装置进行控压钻井配套的最为关键设备之一,非常有必要进行国产化研制。文章阐述了“勘探三号”半潜式钻井平台控压钻井三段式伸缩节的研制,其成功应用于DF11-2-1d和DF11-2-2等井,实际使用效果良好,开创了控压钻井在我国海洋浮式钻井装置上成功使用的先河,填补了我国在该领域的空白,打破了国外垄断,增强了我国钻探海洋油气的能力。其设计、研制思路和方法可为我国其它浮式钻井装置的控压钻井配套提供借鉴。     

精细控压钻井井底压力自动控制技术初探

控压钻井技术是当前油气钻井工程领域的前沿技术之一。钻井各个工况的井底压力须保持恒定,才能确保窄密度窗口复杂地层井段的安全、顺利钻进。为此,通过分析前人对各个工况井底压力计算的研究成果,提出了精细控压钻井井底压力计算模型,该模型的环空循环压耗计算包含了多相流动的重力压降、摩阻压降和加速度压降梯度。在塔里木盆地实施了1口井的精细控压钻井作业,用停泵工况由地面回压泵施加的回压值与计算值比较,最大误差为0.30 MPa,能满足工程实际需要,为今后精细控压钻井井底压力精确计算与控制提供了理论支撑。     

电控自动节流控制系统研制与应用

自动节流控制系统是精细欠平衡/近平衡(控压)钻井实现精细控制井口套压、精确控制井底压力的关键设备之一;该系统独创性应用电动机构自动调节节流阀,系统设计中采用执行机构—伺服控制—上位计算机的三层控制结构,远程控制、本地自动控制和本地手动阀位控制的三种压力闭环控制模式,以及全冗余、热备份和应急通道的安全设计,确保系统的控压精确性、安全性和可靠性,能满足不同施工场所的需要。该系统通过30余口井的现场试验应用表明,能满足精细控压钻井现场需要,经济实用性好,达到国内领先、国际先进技术水平。     

控压钻井关键技术研究与应用

控压钻井技术在现代石油工程中具有非常重要的作用,主要包括井底压力控制技术、井筒压力监测技术、钻井液性能优化技术和钻井参数优化技术等四方面。控压钻井技术在不同地质条件、钻井深度和钻井环境中的应用效果显著,通过有效控制井底压力和监测井筒压力,可以提高钻井效率和安全性。优化钻井液性能和钻井参数可以降低钻井成本并减少环境污染。因此,控压钻井技术对于提高钻井效率、保障安全和保护环境具有重要意义。     

国产精细控压钻井系列化装备研究与应用

针对国内深部复杂地层普遍存在的窄密度压力窗口控制难题,形成了具有独立知识产权的PCDS-Ⅰ、PCDS-Ⅱ和PCDS-S系列化精细控压钻井装备。高端PCDS-Ⅰ型装备井底压力控制精度0.2 MPa;中端PCDS-Ⅱ型装备实现了模块化设计,自动识别外部设备工况,工艺工况自动匹配;低端PCDS-S型装备达到了低成本安全、优化钻井作业的要求。针对不同需求可进行不同控压装备组合,在欠/近/过平衡控压钻井工艺自由转换,并实现9种工况、4种控制模式和13种应急转换的精细控制。现场应用结果证明:该系列装备与技术有效提升了油气勘探发现率,大幅延长了水平井水平段长,提高了单井产量,降低了钻井复杂度,对带动国内钻井装备制造技术进步具有重大意义。     

控压钻井关键技术研究

国内外的应用结果表明:控压钻井技术在解决窄泥浆密度窗口地层、裂缝发育的压力敏感地层钻井出现的"喷漏同层、喷漏同存"的复杂事故有显著的效果。介绍了控压钻井的定义和应用形式,重点分析了控压钻井系统的组成及工艺流程。提出了控压钻井技术的研究重点,对控压钻井技术的研究和应用有参考作用。     

控压钻井环空水力模拟计算

环空水力模拟是控压钻井技术的一个重要组成部分。环空水力模拟不仅可用于控压钻井水力参数设计,还能指导现场实时判断、准确地处理井下出现的各种复杂情况。详细地分析了控压钻井作业环空水力学特征,根据实际钻井液特性,选择相适应的钻井液流变模型,综合考虑井下温度、压力对钻井液密度和剪切应力的影响,进行控压钻井环空水力模拟计算。与实施控压钻井的2口井现场实时PWD数据进行对比,表明水力模拟结果与现场数据较为吻合,可用于指导现场施工。     

控压钻井技术研究与应用新进展

控压钻井技术是一种用于精确控制整个井筒环空压力剖面的自适应钻井程序,其目的是确保井底压力环境极限和控制环空水力压力剖面的一致性。控压钻井技术在解决地层压力衰减、窄密度窗口、高温高压等复杂油气藏钻井工程问题方面显示出极大的优越性。文章介绍了国外近5年控压钻井技术发展和应用情况以及国内近两年的现场应用情况（尤其是塔里木油田）。实践证明,控压钻井技术是解决复杂钻井问题的有效手段,为国内复杂地层的钻井工作提供了一种新方法。     

欠平衡钻井与控压钻井技术的异与同

控压钻井技术是当前最先进的钻井技术之一,它是在欠平衡钻井技术的基础上发展起来的.文章从基本概念、工作原理出发,对比了两者的分类、主要设备、应用目的、优缺点、适用范围、发展关键要素等.这有助于弄清它们的异同点,在充分利用现有欠平衡钻井技术的同时,更快更好地发展控压钻井技术,解决钻井中的难题.     

控压钻井技术探讨与展望

所有的现代油气井钻井技术均包含控压钻井技术,明确这一概念,对组织实施和研究发展这一技术至关重要。指出控压钻井技术的应用范围应包括过平衡钻井、近平衡钻井、欠平衡钻井、精细控压钻井及自动(闭环)控压钻井。其中精细控压钻井技术是指在钻井过程中,能够精确控制井筒环空压力剖面、有效实现安全钻井的钻井技术。对不同控压钻井方式的定义分别进行了明确的阐述,分析了控压钻井技术的现状。从用途出发,将控压钻井技术分成了5级,这将有利于钻井施工的安全评估。对控压钻井技术下步发展方向提出了建议,并指出未来控压钻井技术发展的目标是在钻井过程中,能够自动随钻监测环空压力剖面,反馈至地面后能自动调整流量和回压等控制参数,实现环空压力的闭环监测与控制。     

控压钻井自动分流管汇系统设计与数值模拟研究

为解决精细控压钻井回压补偿系统价格高、占用井场面积大的问题,设计了一种用于控压钻井的自动分流管汇系统,用以替代现有精细控压钻井设备中的回压补偿系统。设计的自动分流管汇系统结构简单,适应能力强,具有钻井泵单泵工作模式、双泵工作模式和常规钻井大排量模式,可满足现有精细控压钻井各种工况的转换要求。根据质量守恒方程、动量守恒方程及节流阀开度的控制方式,建立了自动分流管汇系统的数学流动模型,并采用数值方法求解了数学流动模型。数学流动模型的计算结果和计算流体动力学模拟结果都表明,该自动分流管汇系统能将井口压力稳定控制在设定压力,能够满足精细控压钻井需求。      

微流量控压钻井系统的研制与现场试验

微流量精细控压钻井技术是当今世界钻井前沿技术之一,主要是通过进出口流量的微小变化、随钻环空压力监测、地面自动节流调整及压力补偿等手段,实现环空压力的实时监测与精确控制。通过微流量精细控压钻井系统的研制和现场应用,完善微流量控压钻井设备配套并形成技术体系,现场试验主要是利用“微流量控压钻井系统”及时发现和处理井下复杂情况,减少井涌、井漏和降低钻井非生产时间等,提高钻井安全性和经济性,从而提高复杂地层的钻井作业效率。其现场成功实践为复杂地层钻进积累了经验。     

基于三级反馈调节的控压钻井回压自动调控方法

井口压力的自动调节与反馈控制是控制压力钻井技术(MPD)得以成功应用的根本。现有的井口回压控制方法较少考虑节流阀系统结构特征及流通特性,存在控制响应慢,控制效果差的问题。针对井口回压控制上述问题进行研究,基于节流阀的工作特性、电液比例控制原理、反馈控制方法,提出了一种井口压力三级反馈控制方法,实现了一级开度曲线双向反馈控制,二级井口回压快速粗调,三级井口回压精细反馈控制。制定了该三级反馈控制方法的详细实现流程,开发了井口回压控制模块,通过实验验证了控制方法的响应时间和精度,井口回压控制精度误差在±0.1 MPa以内,新的井口回压精细控制方法为井筒压力的精细控制奠定基础。     

精细控压钻井技术创新与实践

精细控压钻井技术是解决复杂压力体系钻井难题的国际前沿技术,可有效控制井涌、漏失、坍塌和卡钻等井下复杂。为适应我国油气发展的战略需求,提升钻井工程技术服务国际竞争力,中国石油集团钻井院组织科研攻关团队自主研发,历经8年努力,在精细控压钻井成套工艺技术装备等方面取得重大突破,填补了国内空白。该成果在理论技术上有重大创新,整体达到国际先进水平,欠平衡控压钻井工艺、工况模拟与系统评价方法国际领先。在我国塔里木、华北、川渝等地区成功开展工业化应用与服务,全面替代国外同类产品,技术服务费用同比国外降低70%以上,有效解决"溢漏并存"钻井难题,储层发现和保护效果明显。科研团队在创新中积累了有效的组织管理经验,包括把握正确科研方向、聚集高水平科技人才、建设好创新团队、发挥实验室作用、培育创新文化等。     

精细控压钻井控压响应时间浅析

精细控压钻井通过PWD随钻测压、计算机控制、回压泵和节流阀等闭环调节井口回压,精细控制井底压力,以满足安全、快速钻井的需要。判断精细控压钻井系统性能高低的一个重要指标就是压力控制的响应时间。短的控压响应时间可以很快平衡井底压力变化,维持钻进在井底压力基本恒定下进行。以回压从井口传到井底的时间为研究对象,建立了回压在环空传播速度的计算模型,分析了影响回压传播速度的主要因素钻井液密度、气体含量和岩屑含量,并以控压钻井实例数据计算为例、分析了精细控压钻井的控压响应时间,为精细控压钻井提供理论支持。     

塔里木奥陶系碳酸盐岩敏感性储层控压钻井技术应用

奥陶系碳酸盐岩地层压力系数低,地层对钻井液液柱压力相当敏感,钻井液安全密度窗口非常窄,当钻遇裂缝、溶洞时,就会表现出既喷又漏的现象,严重时有进无出,特别是钻遇高含H2S井时,为了控制H2S进入井筒,只能采取过平衡钻进,造成钻井液的大量漏失,对储层造成伤害,对于水平井,安全问题更为严峻,文章结合塔里木油田一些现场实例,重点介绍控压钻井新工艺的应用、推广及复杂井灵活多变的压井方法。     

压控式取样器的研制与应用

大庆油田海拉尔-塔木察格油区95%的施工井是措施改造井,水力泵排液工艺取得的混合液,无法满足甲方及时搞清地层液性资料的要求;传统时钟式取样器,对于压裂井或出砂比较重的井,附着在取样器阀上的细砂,使取样器阀关不严,导致无法获取地层液样品。适合压裂井且能和水力泵排液工艺配套使用的压控式取样器,完善了水力泵排液工艺,具有较大的工程实用价值。     

控压钻井实时监控技术简介

实现压力的实时监测与智能控制是提高控压钻井技术的安全性和作业效率的非常重要的技术环节和发展趋势, 实时监控控压钻井技术完全实现了对压力的实时监测与控制功能。通过详细描述实时监控控压钻井技术的设备组成与具体功能, 阐述实现井下压力智能实时监控的整个工艺过程, 介绍了人机交互界面的使用, 最后通过实例, 具体说明了实时监控控压钻井技术的优点及应用方向。     

泥浆帽控压钻井技术研究

本文就泥浆帽控压钻井技术进行相关研究,希望能对我国石油勘探业界的发展带来一定的启发作用。     

控压钻井技术筛选及评价方法

控压钻井技术由于其类型较多且工作原理、适用范围各不相同,建立一个系统评价标准来衡量控压钻井技术的适用性显得尤为重要。在讨论控压钻井分类及总结各种控压钻井方式优缺点的基础上,给出了微流量控制钻井技术、动态环空压力控制系统、Halliburton控压钻井系统、充气控压钻井技术、加压钻井液帽控压钻井技术、双梯度钻井技术以及连续循环系统等7种控压钻井方式的适用范围,并提出了一套评价方法,为控压钻井适应性研究提供了一种新的思路。