基于MWD和LWD信息估算钻头在地层中的位置

本文基于随钻测井和随钻测量资料,通过对水平井、大位移井等在钻进时测量的实时数据分析,建立自然伽马GR、深探测电阻率Rt与储层厚度H关系模型,以及随钻测井仪器的探测深度、传感器到钻头的距离与地层界面的几何关系模型,计算钻头在地层中的位置和钻头上下倾钻进方向,使钻头沿设计的井眼轨迹或实际地质目标钻进,尽可能地钻达理想的靶点,起到对钻井地质导向的作用。将此法应用于某油气田的水平井地质导向钻井中,明显地提高了有效储层的钻遇率。     

地质导向钻井前探技术现状及进展

地质导向钻井前探技术可有效提高钻井效率和成功率.将地质导向钻井前探技术分为近钻头前探技术、随钻地震前探技术和方位电磁波前探技术3类,结合复杂油气藏勘探开发案例,对地质导向钻井前探技术中常用的近钻头测量、R-VSP、VSP-WD、边界探测、储层成像和随钻前视等方法进行了分析总结.各种地质导向钻井前探技术分别从不同途径实现...     

自动化智能化钻井技术进展

在介绍旋转导向钻井技术和地质导向钻井技术等近几年来钻井新技术发展的基础上,阐述了下一步钻井技术的发展方向,构建了自动化智能化钻井新技术的发展框架;通过开展随钻地震技术、近钻头测量技术等钻井新技术的研究攻关,实现钻井过程的随钻预测及自动控制;通过开展智能钻杆技术实现井下数据与地面数据及控制指令的高速率传输,最终形成闭环钻井系统,实现自动化智能化钻井。     

一种新型近钻头地质导向系统的设计与实现

近钻头地质导向系统是开发薄油藏、复杂架构井钻井的必备钻井仪器。本文设计了一种新型近钻头随钻仪器,主要功能包括近钻头井斜测量、近钻头电阻率测量、以及方位伽马成像等。首次在近钻头处采用传播电阻率测量原理进行钻头处电阻率测量,大大提高了地层探测深度,实现了精确地质导向。     

基于旋转磁偶极子的钻井轨迹高精度导向定位方法

传统随钻测量无法满足水平对接连通井、蒸汽辅助重力驱油中的成对平行井钻井等复杂结构井高精度导向定位技术需求。为直接测量钻头与目标靶点的距离及方位信息,提出了一种基于旋转磁偶极子模型的高精度导向定位方法。通过对动态旋转磁偶极子的磁信号空间传播规律的研究发现,旋转磁偶极子可以等效为正交磁偶极子的叠加,并且存在能够对旋转磁偶极子进行导向定位的特征磁场信号,该特征信号可以通过希尔伯特变换对三轴可测磁信号进行相位解调和幅度解调获得。仿真结果表明,钻头越接近目标靶点,定位误差越小,定位精度越高。基于旋转磁偶极子的钻井轨迹高精度导向定位方法对SAGD成对平行井、煤层气开发水平对接连通井及可溶性盐卤矿井高精度钻井轨迹导向定位具有重要应用价值。     

川东南JA侧钻水平井地质导向技术

川东南焦石坝及其外围页岩地层地质导向钻井存在井震矛盾突出、岩屑代表性差、地质设计与实钻地层之间往往存在较大偏差等技术难点。针对上述技术难点,基于地震及邻井资料,建立了钻前地质导向模型,以预测可能钻遇的地层;在入靶前的地质导向阶段,根据随钻测井资料和录井资料,进行地层精细对比,并修正地质导向模型,调整靶点深度,确保水平井安全、高效着陆;在水平段地质导向阶段,充分利用随钻测井、气测、钻时、岩性等数据,准确判断钻头位置,并实时修正地质导向模型,以确保钻头始终处于目的层,形成了适用于该地区的页岩水平井地质导向钻井技术。该技术在焦石坝外围的JA侧钻水平井进行了应用,气层钻遇率达到100%,优质气层钻遇率85.5%,取得了良好的应用效果。现场应用表明,该页岩水平井地质导向钻井技术适用于川东南地区页岩水平井钻井,能够有效提高气层钻遇率,对国内类似页岩气区块地质导向钻井也有借鉴作用。      

MRC近钻头地质导向系统总体设计与应用

地质导向钻井技术已成为复杂结构井地层评价的重要手段。但常规地质导向系统测量参数测点平均测量零长大于20 m,离正钻地层较远,测量信息相对滞后,对薄油层开发尤其不利,并且常规自然伽马测量不具有测量方位信息能力,不能及时判断钻具在油层中发生的变化。胜利钻井院研制的MRC近钻头地质导向系统采用电磁波电阻率、方位伽马和井斜一体化设计技术,实现近钻头地质参数与工程参数集成测量,实现了近钻头测量,大大缩短了测量零长(测量零长小于10 m),能够实时监测地层特征信息、辨别地层变化,测量的参数具有方位特性,能够确定储集层边界的位置,利于及时调整井眼轨迹,降低打穿油层的风险,提高储层钻遇率。现场应用证明,该系统测量数据准确、工作稳定可靠,应用单井都获得了较高的储层钻遇率。通过与常规地质导向系统应用效果对比,该系统更能实现对地层特性的判断和钻头在储层内穿行精确控制,平均单井储层钻遇率提高10%以上,可为薄油层的开发提供有力的技术支撑。     

小井眼近钻头地质导向仪器的研制及应用

相比常规随钻测量,近钻头地质导向技术的应用更有利于对储层的有效开采。为了满足小井眼对近钻头地质导向钻井技术的需求,通过对线圈系统、舱体结构、电路系统的优化设计,研制出小井眼近钻头地质导向仪器。 此仪器可以实时测量、传输近钻头电阻率、方位电阻率、方位伽马等地质参数,测量盲区短,可实现钻头在储层内钻进轨迹的精确控制。现场成功应用表明此仪器可以满足小井眼地质导向钻井需求,有效提高钻遇率,具有很好的现场推广应用前景。     

本期导读

<正>地质导向钻井技术已成为复杂结构井地层评价的重要手段。但常规地质导向系统测量参数测点离正钻地层较远,测量信息相对滞后,不能及时判断钻具在油层中发生的变化。胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院王智锋研制的MRC近钻头地质导向系统采用一体化设计理念,实现了近钻头地质参数与工程参数集成测量,能够实时监测地层特征信息、辨别地层变化,确定储集层边界的位置,大幅度地提高了储层钻遇率。     

基于随钻测井的产层导向技术在水平井中的应用——以川中磨溪气田为例

随钻地质导向技术实现了以井下实际地质特征来确定和控制井眼轨迹,达到了提高有效储层钻遇率的目的,对于高效开发复杂气藏具有重要意义。为此,简述了地震、测井联合反演和三维可视化建模在地质导向储层预测中的作用,然后结合四川盆地中部磨溪气田MM1水平井等多口井的产层导向钻进情况,总结出采用随钻测井(LWD)资料确定中靶点和钻头在目的层的位置,以及井眼轨迹、地层岩性剖面和随钻测井曲线综合成图与调整井眼轨迹等方法,并以此来指导磨溪气田三叠系嘉陵江组白云岩储层的地质导向钻井施工,明显提高了水平井目的层的钻遇率和地质导向钻井的成功率,效果良好,值得推广应用。     

近钻头伽马高精度实时成像技术研究与应用

常规随钻测量工具的测点离钻头较远,无法及时准确判断钻头处的地层岩性和倾角,储层钻遇率较低,也不满足储层精确描述的要求.为此,研究了高转速条件下地层伽马射线动态扫描成像技术,以及时判断滑动和复合钻进状态下的地层岩性;研究了地层倾角的计算方法,实现了钻头处地层倾角的准确计算.研究认为,近钻头伽马高精度实时成像技术可以实时测...     

气体钻井声波超前测距方法与数值模拟

气体钻井的安全性受储层地质条件影响明显，在钻井过程中，受气体所产生噪声影响，地层反射信号识别难度大。为提高探测准确度，降低气体钻井过程中钻头前方岩性界面的不确定性，设计了近钻头随钻冲击震源短节，基于地震波自激自收原理，提出了一种适用于气体钻井的声波超前测距方法。通过冲击试验分析聚四氟乙烯对振动尾波的衰减效果，通过数值模拟验证气体钻井声波超前测距方法的可行性，分析探测距离对反射波振幅的影响。冲击试验表明，使用聚四氟乙烯后空心圆柱上振动尾波衰减显著。数值模拟结果表明，PML边界条件可有效消除模型边界反射的干扰，利用反射纵波信号到达时间所计算测距的误差为1 m。随着探测距离增大，反射纵波相对强度逐渐增大，反射波振幅显著降低。研究结果验证了近钻头冲击震源探测钻头前方岩性界面的可行性，为气体钻井随钻声波超前探测技术的发展提供了新思路。      

定向井井眼轨迹的连续控制

目前,大多数定向井采用常规的钻井工艺技术进行井眼轨迹的控制(即非连续控制),一口井要改变钻具结构多次,而每次改变钻具结构需起下钻方能实现。导向钻井系统可实现井眼轨迹的连续控制,靠一套多功能下部钻具组合一次下井,配合长寿命的优质钻头和随钻测斜仪导向,在井下长时间运转,不用起下钻就能准确、连续、迅速、经济地完成定向井多种井段的作业。该技术的推广应用,将会取得很大的经济效益。     

钻井井下工程参数测量仪研究进展

钻井过程中准确获取钻压、扭矩、环空压力等井下工程参数对降低钻井风险和事故具有十分重要的意义.针对钻井工程参数获取困难的问题,国内外相继开发了能随钻测量井下工程参数的测量仪,在近钻头部位增加一个测量短节,安放井下电源、传感器及数据采集电路,能在不同井深、井段、钻机及不同钻井工况下连续使用,具有良好的可靠性和较高的测量精度...     

超声波高频旋冲钻井技术破岩效果试验研究

为了研究超声波高频旋冲钻井技术相较于常规旋转钻井技术的提速效果,以及钻进条件和参数对超声波高频旋冲破岩效率的影响规律,设计了超声波振动发生短节,搭建了超声波破岩模拟试验台,采用控制变量法和正交试验法,开展了超声波破岩提速试验及影响超声波破岩效率的试验,得到了钻压、超声波振幅、转速和钻头直径对超声波高频旋冲破岩效率的影响规律。结果表明:在实验室常规温度和压力条件下,与常规旋转破岩技术相比,超声波高频旋冲钻井技术的破岩效率更高,平均提高幅度达77.65%;影响超声波高频旋冲破岩效率的因素从大到小依次是钻压、振幅、钻头直径和转速;钻压和振幅对超声波高频旋冲破岩效率的影响显著,且振幅越大,超声波高频旋冲破岩的效率越高。研究结果表明,超声波高频旋冲钻井技术可为提高深部硬地层机械钻速提供一种新的破岩方法。      

大排量超高压喷射钻井技术

为了进一步提高塔河油田中上部地层的机械钻速．依据其钻井地质特点,文中开展了大排量超高压喷射钻井技术研究。依据塔河油田钻井地质环境,制定了大排量、适当钻头压降的超高压喷射钻井技术方案,并据此优化升级钻井装备,以满足大排量超高压喷射钻井技术的需求。依据试验方案．对排量和钻头压降2个核心参数进行了优化设计,并开发了水力学计算软件,在此基础上优化了钻进参数和钻井液性能参数。现场应用5口井,与常规钻井技术相比,35MPa高压喷射钻井的机械钻速可提高50％～260％,钻井周期可缩短38％～58％,同时该技术还具有明显的防阻卡效果,井身质量较好,提速提效显著。     

独立成分分析在随钻地震信号处理中的应用

 随钻地震是利用钻头破岩发出的信号作为震源,进行钻头前方地层预测的一门技术。随钻地震记录信噪比低,波场非常复杂,其数据处理的关键是从钻柱顶端加速度传感器的记录中分离出来自钻头的振动信号,作为与地面记录互相关的源函数。本文利用独立成分分析方法对钻柱顶端安装的两个加速度传感器的6个分量进行处理,并利用相应的混合矩阵和波形特征,对各种独立成分来源与特征进行分析。利用得到的独立成分和地表地震记录做相关处理,并从地面记录道中估计出了地滚波、钻具折射波和直达波,提高了处理资料的信噪比。此法表明,独立成分分析方法对于解决随钻地震多种信号的混叠问题和提高随钻地震数据处理的质量非常有效。     

新型钻塞工具的研制与应用

新型套铣钻头在钻塞时钻头旋转,使套铣头旋入灰塞边缘后形成灰柱,单向铣牙做圆周运动切削灰柱,实现钻塞.如有落物,铣牙旋转落物将其旋入筒内,不影响钻塞.介绍了该套铣钻头的结构特点、工作原理、主要技术参数、关键技术及应用情况.     

元坝区块陆相井钻井关键技术探析

以元陆10井为例对元坝区块陆相井钻井的关键技术进行了探析。该井在钻进中先后使用了空气锤钻井技术、PDC钻头+螺杆钻具复合钻井技术、进口PDC钻头+扭力冲击器钻井技术及孕镶金刚石钻头+高速涡轮复合钻井技术,有效克服了陆相地层岩性复杂、机械钻速低及易斜易漏等难题。其中进口PDC钻头+扭力冲击器钻井技术应用效果较好,平均机械钻速是常规钻井牙轮钻头的4.68倍,平均单只钻头进尺是常规钻井牙轮钻头的9.7倍。建议使用无固相钻井液体系,并在珍珠冲段之前结束使用扭力冲击器。     

小井眼PDC钻头的自平衡抗回旋技术

针对小井眼PDC钻头的实际工作条件,提出了在小井眼钻井中具有普遍意义的PDC钻头的横向力自平衡抗回旋技术.分析了钻头的受力状态与钻头回旋运动之间的关系,并对自平衡抗回旋技术的基本原理、设计方法和技术准则作了阐述.将该技术应用到小尺寸PDC钻头设计中,开发出可在直井、定向井以及水平井等各种小井眼钻井中使用的新型直径为114mmPDC钻头.简要介绍了该钻头的设计原理、结构特点和重要的技术参数.小井眼PDC钻头在大港油田直径为140mm套管开窗侧钻井的钻井工程中取得了良好的技术效益和经济效益.磨损分析结果表明,切削齿磨损速率低,磨损量均衡,聚晶金刚石层未见明显的脆性崩裂,具有良好的抗回旋性能.