基于邻井距离测量误差的救援井磁测距工具优选方法

为了确保能在可探测的前提下选用测量精度更高、作业风险更小的磁测距工具探测事故井,进行了救援井与事故井相对距离测量误差计算。由于“梯形”误差模型无法与井眼轨迹误差相耦合,通过协方差传播率,建立了磁测距工具测量误差模型。将磁测距工具测量误差与井眼轨迹误差相耦合,可得到磁测距工具工作平面内的总协方差矩阵,进而给出由总协方差矩阵确定的误差椭圆和救援井磁测距工具的优选方法。实例计算结果显示,救援井当前井底与事故井相距7.41 m时,磁测距工具测量误差椭圆长、短半轴长度分别为1.26 m和0.33 m。测距作业后,救援井继续钻进,当两井相对距离为6.68 m时,推荐使用Wellspot工具;当两井相对距离为5.21 m或2.07 m时,推荐使用RGRⅠ工具。研究结果表明,测距作业后,随着救援井继续钻进,两井相对距离的减小趋势大于两井相对距离测量误差的增大趋势;当磁测距工具探测范围完全包覆两井相对距离测量误差椭圆时,可以选用作业距离更小、但测量精度更高的磁测距工具。      

可回收MWD工具及其应用

可回收MWD工具最突出的特点是尺寸小、简便和功能强。可在钻具内与打捞筒配合进行测量工具的下入和回收，工作时可避免不必要的地下钻，避免因工程事故造成的测量设备被埋井下的危险；该系统还可节省钻井时间，降低作业费用，并适用于大多数钻井。另外，该工具还配备了钻井液冷却控制系统，运用钻井液降温技术可在井深超过2000m、地层温度达到310℃的条件下正常工作。章简介了可回收MWD技术的特殊地位、井下工具、地面系统的基本结构和功能、工作原理等。列举了在高温井中的应用实例，并对可回收MWD与其它工具在性能上作了简单的比较。     

煤层气连通水平井精确控制技术

煤层气连通水平井一般采用旋转磁场测距导向系统（RMRS）实现洞穴井与水平井的连通,通过测量水平井与洞穴井之间的距离与方位达到相交连通的目的。但在连通作业过程中,水平位移过长、测量数据累计误差过大等问题会导致连通精度下降。为此,在现有煤层气连通技术基础上,采用优化连通工艺措施、旋转磁场测距导向系统引导MWD测量系统计算技术、对测量数据的误差评价分析和改进等技术形成一套精确控制连通轨迹的工艺技术。现场应用结果表明,连通成功率提高到100%,可全面用于煤层气连通井施工。     

一种下座键式近钻头测量系统的研发与应用

目前国内外主流近钻头测量系统的井下系统大多采用上悬挂连接方式和涡轮发动机供电方式,其组成结构相对复杂,连接较为稳固不易脱键,但在钻井作业中发生地层坍塌掩埋钻具的情况下,易导致整串仪器无法打捞,给作业方造成较大损失。为此,设计研发了一种下座键式近钻头随钻测量系统,采用下座键式的连接方式和电池组供电模式,应用电磁波无线短传技术将近钻头测量的方位伽马、井斜等数据跨越螺杆传输至近钻头接收短节,通过近钻头接收短节与MWD井下系统相连,并以总线方式将数据发送给MWD主控单元,最后通过钻井液脉冲传输技术,将MWD测量数据与近钻头测量数据发送至地面处理系统指导后续钻井作业。现场应用表明,下座键式近钻头随钻测量系统测量准确,同时克服了主流近钻头测量系统作业中不易脱键的弊端,切实降低了定向钻井作业风险。     

MWD仪器可退式打捞器的研究与应用

目前在石油钻井行业,无线随钻测斜仪(MWD)是进行定向作业、井身质量控制的有力工具。但由于发生钻井事故后,因没有有效的MWD专用打捞工具,仪器无法成功捞出,导致事故处理失败。MWD仪器可退式打捞器的成功研制,有效解决了MWD仪器随时打捞和回放,降低仪器的使用风险,可以避免重大的经济损失。     

下一代测距MWD看上去像什么

为了应对钻井作业中亟待解决的技术挑战，通过共担风险获得尖端技术和打造攻关团队的方式，美国钻井工程协会（DEA）作为一个关键论坛服务于本行业。目前钻井工程协会的成员们正在从事一个DEA-164项目，即“下一代定向MWD工具，该工具要求提高安全性和精确性”；     

套管钻井系统的开发改进了钻井过程

原油价格的波动是钻井技术持续发展的动力 ,但钻井技术自身的发展并不依赖油价。为了进一步优化钻井过程 ,尤其是深水钻井作业 ,我们开发出了套管钻井系统。套管钻井系统 (“CDS”)改变了传统的钻井工艺 ,节省了钻机在用时间。该系统的主要设计目的是为了解决在海洋平台和陆地钻丛式井组、深水钻井作业以及在易出问题地层快速钻进和下套管等问题。该系统既包括了传统的井下工具 ,如钻头、泥浆马达、MWD/LWD仪器 ,也包括新开发的一些井下工具。这个系统可在任何一种钻机上使用 ,可钻各种尺寸的井眼 ,并可以使用钢丝绳或钻杆回收井下套管钻井总成。本文叙述了这种套管钻井系统中使用的工具及其作业过程。初步的现场实钻数据显示了该系统的实用价值 ,同时也得到了一些经验教训     

可回收MWD工具及其应用

可回收MWD工具最突出的特点是尺寸小、简便和功能强。可在钻具内与打捞筒配合进行测量工具的下入和回收,工作时可避免不必要的起下钻,避免因工程事故造成的测量设备被埋井下的危险;该系统还可节省钻井时间,降低作业费用,并适用于大多数钻机。另外,该工具还配备了钻井液冷却控制系统,运用钻井液降温技术可在井深超过2000m、地层温度达310℃的条件下正常工作。文章简介了可回收MWD技术的特殊地位、井下工具、地面系统的基本结构和功能、工作原理等。列举了在高温井中的应用实例,并对可回收IVIWD与其它工具在性能上作了简单的比较。     

随钻电阻率的原理与应用

介绍了TRIM(Tool Resistivity Induction MWD)工具的工作原理，通过在河口采油厂河100-斜23井等3口井的使用，确保轨迹在有效产层中钻进，大大节省了钻井施工时间，降低钻井成本超过50万，测量曲线与电测曲线比较，显示出对地层电阻率较好的响应，进一步展示了TRIM工具在钻井行业的适用性。     

可实现在钻头处进行测量的新一代MWD工具

MWD随钻测量技术的应用与发展极大地提高了水平井钻井效率，使井眼轨迹沿目的层钻进成为可能。本探讨了应用传统的MWD工具影响水平井钻进导向效率、传统水平井单纯根据邻井资料和预先确定好的路径进行“几何”导向所面临的挑战以及随钻地层评价三个方面的问题。介绍了应用新一代MWD工具和IDEAL钻井评价与测量集成系统进行水平井钻井的地质导向、岩石物性测量和钻头处测量的地面控制以肪提高水平井钻井效率的情况。     

重力MWD技术在国外的应用

在定向钻井中，MWD／LWD越来越显示出其优越性。与陀螺仪或单点、多点等测斜仪相比，MWD／LWD能在不影响钻进的情况下完成测量，同时提供多种井下参数，节约钻时，减少井下事故等。但是，常规MWD／LWD是一种磁力测斜仪，利用大地磁场来测量井下方位，如在靠近磁性干扰源附近测量时就出现较大的误差。介绍了一种新型的重力随钻测斜（GMWD）工具，它能够有效避免磁场干扰，在磁性环境下比较准确地获取井眼轨迹参数。结合重力测量方位角的原理，分析了重力MWD的方位角测量技术和作业中的关键影响因素，该技术在英国北海油田W1Z井中的应用表明，重力MWD能避免磁场干扰，测得的方位角精度较高。     

MWD独立误差源的确定分析

为分析随钻测量仪MWD在实际测量中的独立误差源,根据大地坐标系到仪器坐标系的转换对MWD的测量原理进行了系统推导,得出测量井眼轨迹的基本参数,进而结合典型测量仪器的4项独立误差源及MWD进行井眼轨迹测量的特点,在性质和量度方面详细分析了MWD的各项独立误差源,并通过对独立误差源进行分析修正,得出MWD现场应用的优点。     

DREMWD电磁波随钻测量系统及现场应用

电磁波随钻测量传输技术作为石油勘探开发领域的一项新技术,具有信号传输速率高、不受钻井液介质影响、成本低等特点。文中简要地介绍了电磁波传输技术的特点并提出了构成电磁波随钻测量系统的关键模块,描述了钻井工程技术研究院自主研发的无线电磁波随钻测量工具DREMWD的工作原理及系统组成,同时为检验DREMWD系统工具的工作性能,分别在定向井与水平井进行了现场应用,在使用中,DREMWD较高的数据传输速率及传输稳定性节约了随钻时间,配置有动态方位伽马钻铤短节的工具在煤层气水平导向应用中对于判断煤层边界优势显著。     

旋转导向钻井工具的研制原理

介绍了旋转导向钻井工具的工作原理及结构,指出了研制该工具的主要技术特点。旋转导向钻井工具主要由稳定平台单元、工作液控制分配单元和偏置执行机构单元3部分组成,其测试元件将测得的井眼参数通过短程通讯传输到随钻测量仪,再由随钻测量仪将信息传输到地面。同时,旋转导向钻井工具接收由地面发出的指令,并通过稳定平台单元调控工作液来控制分配单元中的上盘阀高压孔的位置。工作液控制分配单元将过滤后的泥浆依次分配到3个柱塞,给推板提供推靠动力,并使该推靠力的合力方向始终保持在上盘阀高压孔所对应的位置,在近钻头处形成拍打井壁的侧向力。通过对侧向力的大小、方向和拍打频率的调整,可直接控制该工具的导向状态。     

无线随钻测量信息传输的现状与问题

为了及时获得钻井作业时的随钻测量信息,准确建立地面与井底之间的闭环信息流通,对无线随钻测量信息的传输方式进行了研究。介绍了钻井液脉冲、电磁波、声波三种无线随钻测量信息传输的工作原理,对比了三种传输方式的优缺点,并对三种传输方式存在的问题进行了详细分析。最后,指出了无线随钻测量信息传输方面的研究重点:钻井液脉冲传输方式应研发连续波信号发生器,实现更高的数据传输速率、工作可靠性以及环境适应能力;电磁传输方式应优化信号发生器的工作频率和效率,研究微弱信号检测及处理,增加信号中继器等技术,提高电磁传输信号的距离;声波传输方式应在码间干扰、噪音、声波能量的衰减等方面予以研究。     

ZTS-42 AP型电磁波随钻测量系统在泡沫钻井中的试验

常规随钻测量系统的脉冲信号是在泥浆介质中传递,不适用于气体、泡沫、雾化钻井循环介质。简述了俄罗斯的ZTS AP-42型电磁波随钻测量系统的组成和工作原理。在大庆油田的泡沫钻井中试验,该系统成功地接收到1 510 m井深处发射的电磁波信号,测试的伽玛和电阻率数据与测井曲线吻合,可以应用到2 000 m井深气体钻井中。     

可调式防脱键顶杆的研制与应用

座键式MWD仪器在大斜度定向井和水平井随钻测量施工中,时常出现脱键现象,导致无法形成正常的钻井液脉冲信号,影响钻井时效.为了解决这一问题,针对仪器脱键的原因展开了研究,研制出可调式防脱键项杆.现场应用表明,新研制的可调式顶杆能解决海蓝MWD、QDT-MWD等座键式随钻测量仪器施工中的脱键问题,提高了仪器入井成功率,为顺利进行随钻测量施工提供了保障,具有较大的实用价值和广阔的应用前景.     

套管扣拆卸装置研制与应用

为解决压裂井口装置中套管与套管法兰难以拆卸的问题,研发了一套新型高转矩压裂井口套管扣拆卸装置。分析了该装置的关键技术,阐述了卸扣机构的工作原理。并对其液路系统进行了优化设计,避免了频繁拆卸套管扣所带来的安全风险,提高了设备的可靠性。该装置已应用于冀东油田维修现场,共计作业97井次,其中完成了75套传统工艺无法拆卸的井口维修作业,成功率达100%,具有较高的推广应用价值。