定向井控制技术中套筒型钻井变向器的理论分析

提出了用套筒型变向器钻具组合控制井眼轨道钻井新工艺,可以避免应用井下动力钻具,提高钻井速度和质量,是钻井工艺革新的方向之一。应用纵横弯曲理论提出对变向器的三维力学定量分析方法,并进行全面理论分析。结果表明,改变变向器有关参数能调整及提高变向能力;采用变向器下端接小角度弯接头等方法,可以克服井眼扩大所产生的不利影响,同时提高变方位和造斜能力,从而推演出影响新工艺的内在规律,显示了变向器具有宽广的应用前途。通过在大庆等油田进行现场试验,获得满意的试验效果。反映了理论与实际的一致性。     

套筒型钻井方位控制器组合钻具的研究与应用

套筒型钻井方位控制器能够有效地控制井眼方位角的变化.它可以抵抗地层的自然漂移作用,得到稳方位钻进或小幅度扭方位的效果,避免或减少使用井下动力钻具进行扭方位纠偏的操作,这样既节省钻井成本,又能提高井身质量,它的研制成功,为解决定向井转盘钻井控制方位角变化率提供了一种有效的专用工具.文中论述了套筒型钻井方位控制器的运功机理,并对其钻具组合进行了理论分析,同时介绍了六个油田六十多次的试验试用情况.实践证明,它的功能与国外同类产品“浆片式变向器”相比,具有较大的优越性.     

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科学的井眼轨迹设计方法和精确的井眼轨迹预测与控制技术是确保定向井、丛式井、水平井、大位移井、老井重钻、复杂结构井等一系列特殊工艺井钻井成功，降低钻井成本的关键技术。科学的井眼轨迹预测不仅可以指导轨迹设计、预测实钻井眼轨迹参数，而且可以优化下部钻具组合、提高轨迹控制精度。文章对井眼轨迹预测理论及方法作了简要的分类，介绍了几种目前常用的井眼轨迹预测方法及其特点；提出了基于钻井系统动力学的井眼轨迹预测理论及方法，建立了新的预测模式，提出了井眼轨迹不仅与下部钻具组合和钻头与岩石互作用有关，而且与钻柱的振动和钻井液水力作用有关。     

钻井双壁钻具研制与应用

为解决在充气钻井液欠平衡压力钻井时，使用常规井下动力钻具和随钻测量仪器进行井眼轨迹控制中遇到的技术难题，研制了双壁钻具。详细介绍了合理解决双壁钻具高压钻井液流道直径、气道直径和钻具强度等问题的方法，根据具体情况制定了特定的扣型，确定了双壁钻具的具体参数。现场试验表明，使用充气钻井液进行欠平衡钻井时，应用双壁钻具可使井下动力钻具和随钻仪器的性能不受影响，能进行正常的井眼轨迹控制。     

单稳定器组合气体钻水平段轨迹控制效果分析

针对气体钻水平井技术存在的问题,以单稳定器钻具组合结合转盘钻进方式解决气体条件下的水平段稳斜钻进问题,结合现场试验进行理论模拟分析,为该技术的进一步研究奠定了基础。依据现场试验条件,应用纵横弯曲连续梁理论,分析了单稳定器组合气体钻水平段时,稳定器位置、稳定器直径、井眼直径以及钻压参数等对井眼钻进趋势的影响。分析表明,在气体钻井条件下,采用单稳定器钻具组合钻进水平段,稳定器位置及直径、钻压以及井眼扩大率等是影响井眼轨迹控制的敏感参数。在现有技术装备条件下,采用单稳定器钻具组合实施气体钻水平段可以实现井眼轨迹的有效控制。针对具体应用条件下的钻具组合钻进趋势模拟分析是有效应用这一技术的基础。     

江苏油田三种典型钻具组合复合井导向力计算分析

结合江苏油田导向钻井技术现场试验中采用的三种典型的滑动导向钻具组合,在计算复合钻井导向力的基础上,探讨了两个主要因素对复合钻井导向力的影响规律,理论计算结果与现场试验结果基本吻合,通过设计钻具组合的结构和施工参数,可以提高井眼轨迹控制精度。     

X10-1H水平井井眼净化技术及应用

井眼净化问题是深层水平井钻井的难点和关键.结合X10- 1H井实际情况,分析了钻井液性能、井径扩大率、机械钻速、钻具转速、钻井液排量等对井眼净化的影响.提出优化钻具结构、合理调整钻井液性能、加强短程起下钻、选择合理的钻进方式和钻井速度以及研制破坏岩屑床新工具等井眼净化技术,这些技术在X10- 1H深井钻井过程中应用后,...     

井眼轨迹连续控制钻井技术研究与应用

为提高井眼轨迹的控制能力,缩短钻井周期,节约钻井成本,从井眼轨迹连续控制钻井技术原理和钻具组合2个方面进行了研究,实现了通过采用高效优质钻头配合单弯螺杆造斜钻具,并根据钻具结构的受力分析情况和施工技术要求,合理优选单弯螺杆的弯曲度数及上下稳定器的尺寸,匹配合适的钻井参数,仅一套钻具结构依次完成直井段、造斜段、稳斜段、降斜段等全井段的井眼轨迹控制过程的钻井技术方法。并通过实例分析,证明应用该技术可大幅度地提高钻井效率,可进一步推广应用。     

浅层定向井连续控制钻井技术

介绍了浅层定向井的技术特点、连续控制钻井技术的原理、方法以及在辽河油田的应用情况,并对经济效益进行了分析.现场应用表明,连续控制钻井技术有效地提高了井眼轨迹的控制能力和控制精度,简化了钻具组合,减少了起下钻次数,从而可以提高钻井速度和井身质量、缩短钻井周期,具有显著的经济效益.     

大牛地气田长水平段井眼轨迹控制方法

准确掌握钻具组合与地层相互作用表现出来的造斜率是控制水平井井眼轨迹的关键。为了实现对鄂尔多斯盆地大牛地气田长水平段水平井井眼轨迹的高效控制,利用大牛地气田长水平段实钻资料进行了统计分析,获得了使用特定钻具组合在复合钻进条件下地层可钻性级值与井眼全角变化率的对应关系。以此为基础,结合螺杆钻具的实际造斜能力,提出了以地层可钻性级值作为设计依据,构建适应地层可钻性的底部钻具组合设计指导原则,并结合现场应用情况形成了考虑岩石性能变化的井眼轨迹控制方法。该方法提高了底部钻具组合及钻进参数优选的针对性和可操作性,进而可达到提高复合钻进进尺比例和长水平段井眼轨迹控制效率的目的。还从井眼轨迹控制技术的角度出发,提出了一种用于钻具组合及钻进参数优选的地层分级方法,并在实际钻井过程中得到了应用和验证。     

大庆油田自动化钻井技术可行性研究

自动化钻井具有钻井过程优化．自动控制，优质高效钻进，井身质量好，能精确控制井身轨迹，钻深井、超深井、探井、复杂井的成功率大．成本低，钻井时效高．经济效益好等优点。简要介绍了自动化钻井系统．详细介绍了其子系统即地面自动控制系统、井下自动控制系统和钻井信息系统的组成及原理。结合大庆油田的技术现状制定了几套大庆油田实行自动化钻井的方案，通过可行性分析．得出大庆油田可应用自动化钻井技术的结论，并建议加快自主研制自动化钻井系统的速度．以提高我国钻井技术水平，缩小与国际钻井技术水平的差距。     

地层坍塌压力预测技术在钟市地区的应用

地层坍塌压力剖面的准确确定,对于井眼稳定和安全钻井至关重要,本文建立了地层坍塌压力的计算模型,并利用江汉油田钟市地区的测井资料连续地计算了该地区的地层坍塌压力,与已钻井井径扩大率的对比分析表明,计算模型正确,能应用于江汉油田钟市地区的实际钻井中。     

新型PDC钻头设计与现场试验

为充分发挥PDC钻头在软到中硬地层钻进时钻速高、寿命长的特点,同时减少大尺寸PDC钻头钻进扭矩大的不足,进行了PDC钻头新型结构研究,以提高深井大尺寸井眼钻井速度。针对深井开孔尺寸较大的特点,对PDC钻头几何结构和切削结构进行了分析研究,提出了新型切削结构理论——钻扩型切削结构,该结构特点可降低PDC钻头的破碎功,改变切削力的分布,从而达到提高钻速、减小扭矩的目的。根据该理论设计、制造出的PDC钻头,在上部地层的大尺寸井眼钻进中取得了较好的应用效果,扩大了PDC钻头的应用范围。现场试验结果证明,新型切削结构设计降低了钻进大尺寸井眼的扭矩,合理地分配了破碎能量,提高了钻头稳定性和钻柱的抗振性,降低了钻头回旋趋势,从而达到较高的机械钻速和较好的定向控制。     

长庆油田小井眼钻井应用分析

2008年长庆油田为降低钻井成本,在白豹油田进行了小井眼钻井应用,经过3口井的钻井实践,用15型钻机顺利完成了2200m井深的小井眼井,机械钻速10m／h左右。小井眼井采用Ф88．9钻杆,钻杆柔性大,方位偏移较大,井眼轨迹控制难度大,建议适当提高造斜点,改变原来的直-增-稳井身剖面为直-增-微降,减少起下钻次数,提高钻井速度。通过小井眼钻井技术在3口井的实践,分析总结了小井眼钻井存在的问题,并提出了技术对策。
     

弯接头钻具组合的力学特性分析

利用有限地对弯接头钻具组合受力进行了线性和非线性特性分析,重点分析了井眼曲率和弯接头角度对钻头侧向力的影响,计算结果表明,弯接头钻具造斜能力强,适用于大碘率井眼钻井,但有必要对弯接头钻具进行非线性分析,以提高计算严谨。     

长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井技术

针对长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井施工中井眼轨迹控制困难、储层钻遇率低、机械钻速低、井壁易垮塌和易发生井漏等问题,分析了钻井技术难点,研究了旋转导向智能井眼轨迹控制技术、近钻头方位伽马成像技术和工程参数监测技术,进行了钻头选型优化,并研究应用纳米成膜封堵水基钻井液技术,形成了长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井技术,能够精准控制井眼轨迹、提高储层钻遇率、保障井下安全和提高机械钻速。长庆油田桃XX井应用旋转导向技术及相关配套技术,安全高效地完成了水平段长4466 m、井深8008 m的钻井施工,储层钻遇率高达96.6%,创造了长庆油田井深最深、亚太区陆地水平段最长的纪录。研究结果表明,长庆油田小井眼超长水平段水平井钻井技术的现场应用效果良好,具有较好的推广应用价值。      

古城2井复合钻井防斜打快技术

古城2井是在塔里木盆地中央隆起塔东低凸起古城构造带古城2号构造高点上钻探的一口预探井。该井钻进过程中钻遇断层,地层倾角突然增大,井斜增长很快,造成填井侧钻纠斜。在用1.5°弯接头定向纠斜无效果后,换用2°弯接头纠斜效果明显,纠斜完成后换用转盘钻,井斜又增加,如果不更换组合将反复多次起钻纠斜,增加起下钻次数。现场分析研究采用1°单弯螺杆导向组合复合防斜打快,在2885~3115m和3166~3380m井段实施,井斜控制理想,实现了定向降斜和连续快速钻进作业,提高了机械钻速,减少了起下钻次数。对该井复合钻进应用情况进行了分析研究,为今后同类井的施工作业提供借鉴。     

中原油田老井开窗侧钻小眼井技术

中原油田自１９９５年以来开始进行了老井开窗侧钻小眼井技术，数年的努力形成了一套完善工艺。文中分析了开窗位置应遵循的原则，斜向器的定向和固定，套管的开窗及修窗的方法，以及对小眼井钻井技术中钻头的合理选择，螺杆钻具的使用，小眼井轨迹的控制，钻井液、完井技术的合理选择作了分析。     

中原油田水平井技术应用及发展方向

通过分析国内外水平井技术发展状况及目前技术水平，结合中原油田油藏结构和地层特点，着重分析了中原油田运用水平井技术的高难度性、复杂性和高风险性。通过介绍中原油田水平井的设计和施工实践，阐述了水平井技术在中原油田的适应性和工艺特殊性，描述了中原油田高难度水平井钻井、完井工艺技术，水平井施工设备配套技术，井眼轨迹控制技术，钻井液技术，井下安全钻井工艺技术等方面的成功和不足，并结合中原油田油藏结构特性，地质复杂特点及现场施工经验教训，给出了中原油田水平井技术施工和技术发展的措施和建议，希望为中原油田水平井技术发展提供借鉴。