欠平衡泥浆钻井井口回压控制技术

近些年来，欠平衡 井技术已经在国内外得到广泛的并取得了好很的经济效益和社会效益。我国有大量的适合欠平衡钻井的油田和地区， 平衡技术具有很好的发展前景。欠平稳钻井与常规泥浆钻井相比：一方面由于地层压力系数过低，钻井液和定井液漏入储层，造成油气藏重污染；     

海上探井钻井井口稳定性关键影响因素分析

在海洋探井作业过程中,钻井井口稳定性对于钻完井作业安全具有重要意义。提出井口稳定性分析模型,得出海洋环境载荷、井口载荷及钻井状态是井口稳定性主要影响因素,并以某海上油田为工程实例,对比分析了不同影响因素条件下的井口稳定性。研究成果可为该地区今后的探井钻井作业提供科学依据和技术指导,从而保证海上钻完井施工作业的安全。     

海洋钻井井口承压保护装置的研制

海洋石油钻完井作业一般实行批钻批完模式,钻井作业结束后井口敞放,待一批井全部钻井结束后再转入完井作业。这种作业模式存在安全隐患,管内外都有可能有油气溢出,同时,由于没有安装油管四通、采油树或盲法兰,无法控制套管内的压力,有可能导致井涌、井喷等事故。针对上述情况,研制了海洋钻井井口承压保护装置,当钻井作业结束后,可直接将井口承压保护装置安装在套管头或油管四通上,能够方便快捷监测到井内压力变化情况;当发生溢流、井涌的情况下能够进行压井作业,恢复井下安全;此外还可防止井内落物,保证作业安全。海洋钻井井口承压保护装置结构紧凑、密封性能好、操作方便灵活、性能稳定可靠,填补了海洋油田井口保护空白,显著提高了批钻批完钻井模式的安全性。     

膨胀式导管提高深水钻井水下井口承载力的机理

表层导管是深水钻井水下井口的主要持力结构,水下井口失稳、下沉等复杂事故的发生主要是由于表层导管承载力不足造成的,因此经济高效地提高表层导管承载力是深水钻井工程研究并关注的重点。采用膨胀式导管方法来提高表层导管的承载力,能够实现不改变常规深水喷射法安装表层导管的工艺。表层导管喷射安装到海底设计深度后,膨胀材料发生膨胀实现增加表层导管与海底土接触的表面积,进而提高表层导管侧向摩擦力和水下井口承载力。基于深水钻井水下井口主要结构组成,通过建立深水钻井水下井口承载力计算模型,分析了表层导管尺寸与井口承载力相互关系,揭示了膨胀式表层导管外表面积与水下井口承载力呈线性变化规律,得出了膨胀材料厚度与水下井口承载力之间的计算模型;提出了膨胀材料采用分段式结构可以提高膨胀导管承载力,分析了膨胀材料分段数量、覆盖面积、膨胀厚度对表层导管承载力的影响规律;得出了在相同覆盖面积条件下随着分段数量增加表层导管承载力呈线性增加,随着膨胀厚度增加承载力呈线性增加。通过中国南海现场3口深水井的应用试验,建立的钻井水下井口承载力计算模型结果与现场试验结果的误差约为5%。     

控压钻井井口恒压控制方法初探

实时准确控制井筒压力对于深部地层钻井安全至关重要。结合控压钻井工艺特性,提出了井口恒压
控制方法,并建立了井筒－地层耦合流动模型。研究结果表明,与井底恒压模式相比,井口恒压模式可操作性更
强,控制过程中井底压力会呈规律性的波动变化,并在气体前沿运移到井口时出现一个拐点。在现场作业时,需要
结合安全钻井液密度窗口确定合理的井口回压调控区间。井口回压调控区间与溢流量监测值／地层渗透率呈负相
关性,而与初始井口回压呈正相关性。文中研究对于提高控压钻井作业安全性有着一定的借鉴意义。     

定向钻进工具的发展方向—自动旋转导向钻井工具

目前的滑动式导向钻井工具已在钻定向井中,特别是在钻大位移中暴露出了不少缺点与不足,而自动旋转导向钻井工具可以弥补这些缺点,它是目前定向钻井工具的一个研究热点发展方向。     

平湖油气田钻井基盘和井口回接辅助结构

为了缩短平台建设周期,使之早日投产,平湖油气田采用了预钻井和平台钻井相结合的方式。预钻井的回接,特别是气井的回接,难度大,风险高,因而必须对钻井基盘与平台回接作业的可行性进行认真研究。平湖油气田预钻井顺利回接的实践证明,平湖钻井基盘和回接辅助结构技术是非常成功的。     

深水钻井水下井口力学稳定性分析

深水钻井时水下井口承受的复杂作用力可能导致其稳定性存在问题。根据深水钻井水下井口系统整体受力分析，建立了井口力学稳定性分析方法，该方法综合考虑了海洋环境载荷、钻井船或平台漂移、隔水管力学性能、套管柱与地层之间的非线性响应等因素的影响，可以实现井口力学性能分析。算例分析表明，水下井口的横向偏移及弯矩随张力比和海流流速的增加而大幅增大，顶张力过大会引起井口稳定性变差；随着钻井船或平台漂移量的增加，井口的横向偏移和弯矩近似线性增加，控制好钻井船或平台的漂移非常重要；由于井口承受弯矩的能力有限，较大海流流速情况下可能造成井口失稳；提高导管抗弯强度、控制泥线处管柱冲刷、获取浅部地层的取样数据等措施可以增强井口稳定性。     

海上深水钻井的新概念——“水中井口”装置

在美国德州Dallas市召开的2 0 0 4年SPE钻井技术会议上,美国Total公司发布了关于海上深水钻井的“水中井口”的论文(SPE/IADC 8710 8)。近年来,海洋钻井的作业水深不断增加。传统的深水钻井是建造“水下井口”装置,即贴在海底泥面建造的井口。但这种井口对于水深超过2 0 0 0m的深水钻井来说,显得不太合适。比如使用水下井口作业要用昂贵第5代钻机,每天的作业费达到2 0万美元。且钻井过程中要克服过多的摩擦阻力,井口的安装和维护要使用专门的深水ROV (水下机器人) ,再有深水钻井时海底泥线附近存在较强烈的热交换,海水温度很低但压力…     

精细控压钻井技术在海上平台（地面井口）的应用

精细控压钻井技术是近年来发展起来的一项新技术,主要应用于窄安全密度窗口、不确定性压力系统地层的安全钻进,在国内外控压钻井技术发展基础上,研发出国内自主知识产权的精细控压钻井系统,实现井筒压力闭环精细控制。目前该系统已在海上平台（地面井口）成功实施了12口井的控压钻井作业,其中A井在漏速较大的情况下实现了安全钻井,说明一定漏速下也可以实施控压钻井,现以A井为例进行总结,以期为后续类似作业提供借鉴。     

井口机械化装置在新型钻机上的使用

叙述了改进已有钻机井口机械化装置的重要性，指出钻机上只有通过配套井口机械化装置，才能在安全、省时、省工等方面取得突破     

平湖油气田钻井基盘和井口回接辅助结构

为了缩短平台建设周期,使之早日投产,平湖油气田采用了预钻井和平台钻井相结合的方式。预钻井的回接,特别是气井的回接,难度大,风险高,因而必须对钻井基盘与平台回接作业的可行性进行认真研究。平湖油气田预钻井顺利回接的实践证明,平湖钻井基盘和回接辅助结构技术是非常成功的。     

半潜式钻井平台水下井口扶正技术及其现场实践

半潜式钻井平台水下井口的稳定性对整个钻井作业的安全及顺利施工至关重要,井身结构、表层固井质量、海况条件等是主要影响因素,其中任何一个出现问题都会导致水下井口失稳,造成水下井口严重偏斜甚至井眼报废.在井眼发生偏斜后,为了减少经济损失和恢复正常作业,需要纠正偏斜的水下井口.文中阐述了南海西部油田YC13-8-1井水下井口扶正施工的作业程序、工艺特点及注意事项.通过该井水下井口的扶正施工,摸索出了一套成功解决水下井口偏斜的技术,可为今后海洋钻井工程类似事件的处理提供技术参考.     

海洋深水钻井井口头系统下放工具研究

介绍了Vetco和Dril-Quip公司的几种典型水下井口头系统下放工具,即临时导向基座(TGB)下放工具、762 mm导管头下放工具以及套管挂和密封总成下放工具。对这几种下放工具的结构特点和作用过程进行分析和总结,提出了改进意见和改进方案———应采用反推的原则设计井口头系统下放工具,明确下放工具与要下放的原件之间的配合方式,确定配合方式后,对下放工具中间部件的连接方式进行设计。这对我国自主开发井口头系统下放工具具有参考价值。     

自升式钻井平台防台风井口安装探讨

台风是海上钻井平台每年都需面对的具大考验,尤其是对于自升式钻井平台。由于其自身结构设计和钻井工艺的原因,导致平台在台风来时无法收回悬臂梁,其井口相关装置状态只能与正常作业时保持一致,这就要求自升式钻井平台在台风季节的井口安装需充分考虑台风可能对井口相关设备造成的影响。该文通过阐述“勘探七号”自升式钻井平台在东海某井历经三次台风后井口设施的实际状态,结合常用的钻井工艺流程和现场安装操作问题,分析总结出了自升式钻井平台井口安装时的经验和注意事项,且相关方法已在实际作业中取得了良好的效果,为今后类似平台的井口安装提供借鉴。     

海上深水钻井新概念：“水中井口”装置

20 0 4 0 3 0 2 ,在美国德州Dallas市召开的SPE钻井技术会议上,美国Total公司发表宣读了一篇关于海上深水钻井的“水中井口”论文(SPE/IADC8710 8)。近年来,海洋钻井作业水深不断增加。传统的深水钻井是建筑“水下井口”装置,即贴在海底泥面建造的井口。但这种井口对于水深超过2 0 0 0m的深水钻井来说,显得不太合适。比如使用水下井口作业要用昂贵第5代钻机,每天的作业费达到＄2 0万美元。且钻井过程中要耗费过多的摩擦阻力,井口安装和维护要使用专门的深水ROV(水下机器人) ,再有深水钻井时海底泥线附近存在较强烈的热交换,海水温度…     

深水水上防喷器钻井系统水下井口稳定性分析

采用水上防喷器(SBOP)系统进行深水钻井可以大大降低作业成本,但在SBOP系统的应用中还有许多问题需要探讨.建立了深水水上防喷器钻井系统水下井口稳定性分析模型并进行了分析,结果表明:采用水上防喷器系统,导管下入深度可以比常规隔水管系统浅,且导管直径越大水下井口的稳定性越好;大尺寸隔水管会导致水下井口产生较大的横向偏移和弯矩;随着水深的增加,水下井口的横向偏移和弯矩值逐渐增大;水下井口的横向偏移和弯矩值随着钻井平台漂移量的增大而线性增加,并且随着隔水管顶张力的提高而逐渐增大.     

深水钻井表层套管固井井口稳定性及防下沉实践

深水表层土壤松软,导管通常采取喷射的方式下入,井口径向稳定性能薄弱,尤其在深水新区块探井海底地质情况不明确、浅层土质强度参数不准确的情况下,水下井口径向稳定性问题尤为重要。为提高水下井口径向载荷的稳定性,针对现场作业中表层套管在固井前循环及注水泥固井期间出现的井口下沉现象,进行导管在表层套管固井期间的径向受力情况分析,结合现场作业实践,提出了防止井口下沉的方法,并且在作业实践中得到了成功应用,提高了水下井口径向载荷的稳定性,有效促进了深水表层作业的顺利、安全进行,保证了深水钻井的安全性。     

深水钻井水下井口稳定性分析

为了对深水钻井水下井口稳定性进行分析,基于土力学理论,利用大型有限元软件ANSYS中管单元和非线性弹簧单元模拟管-土受力与变形过程,对水下井口的横向位移、井口转角以及管身弯矩进行分析。建模时将表层导管与海底浅层土横向及竖向作用简化为管-非线性弹簧模型,导管视作线弹性管,用非线性弹簧来模拟土层的变形特性,通过共用节点实现管单元与非线性弹簧单元连接。分析结果表明,钻井船偏移量相同时,导管的横向偏移、井口转角、管身弯矩都随顶部张力比的增加而增大;钻井船偏移量增大后,高的张力比会急剧增大井口的横向位移、转角和管身最大弯矩,易造成井口侧翻。当钻井船偏移量增大时,建议适当降低隔水管顶部的张力,以降低井口侧翻的风险。     

钻井平台增加井口辅助作业平台可行性分析

为提升钻井平台作业效率,借鉴深水平台一个半井架的作业理念,对渤海油田现有自升式钻井平台井架部分进行改造设计,增加井口辅助作业平台,实现离线作业功能。利用有限元分析方法,对改造后井架的结构强度进行了校核。分析结果表明:系统结构可靠,稳定性好,能够满足长期安全工作的需要。