随钻压力测量系统的研制与现场试验

井底环空压力与地层压力的平衡关系是影响钻井作业安全的重要因素。由于井下工况复杂多变,而目前通过水力模型理论计算所得的井底压力与实际压力值存在较大的误差。文中介绍了一种可以测量近钻头处钻压、扭矩、环空压力、环空温度及钻柱内压力等参数并将测量数据实时传输至地面的随钻压力测量系统（PWD）。依靠PWD的实时测量数据,可以实时修正井筒水力模型,解释井底工况,预测钻井事故。现场试验证明,该测量系统测量参数准确、工作稳定可靠。通过与存储式PWD测量数值对比,该测量系统有较高的测量精度,具有实时传输测量数据功能,可为钻井作业提供有力的技术支持。     

井下随钻压力测量技术研究

井下随钻压力测量系统是实现欠平衡钻井和控制压力钻井的一项关键技术,在油气勘探开发中具有重要的作用。文章主要对随钻压力测量系统进行了系统地研究,从基本结构、工作原理和现场试验应用等方面进行了分析说明。在存储式环空压力测量工具基础上,完成了系统优化设计和试验研究,成功研制出一种新型实时井下随钻压力测量系统。实时井下随钻压力测量系统由压力测量短节、MWD和地面系统组成,可实时测量环空/柱内压力、温度、定向参数和地层自然伽马参数,能监测钻井全过程井下压力变化。此外,建议开展175℃高温PWD的研制,以更好地满足现场应用需求。     

基于双向可控供电的随钻环空压力测量系统

随钻环空压力测量系统能够提供实时的井底压力数据,提高井底压力控制精度,防止井下复杂情况的发生,提高钻井时效。鉴于此,介绍了随钻环空压力测量系统的基本原理、系统硬件组成、压力传感器选型及标定结果,阐述了采用双向可控供电方式的信号测量与数据采集电路。现场试验情况表明:随钻环空压力测量系统的测量精度较高,钻进过程中测量数据实时传输可靠稳定。该系统可为控压钻井、欠平衡井、高温高压井和大位移井等钻井作业提供技术支持。     

DRPWD随钻环空压力测量系统的研制与试验

随钻环空压力测量系统能够提供实时的井底压力数据,可提高井底压力控制精度,防止井下出现复杂情况,同时还可提高钻井时效。介绍了DRPWD随钻环空压力测量系统的结构和工作原理,主要对DRPWD系统在四川油田蓬莱9井和渤海郑试1平-5H井的2次现场试验情况进行了分析。分析结果表明,DRPWD随钻环空压力测量系统井下工作安全,测试数据准确、可靠,性能稳定,数据传输速率高,真实地反映了井底实际压力变化情况,满足了试验井的应用需求。最后指出随钻环空压力测量系统的应用前景和技术发展趋势。     

泵送式井下测压微球的研制与试验

井下压力计和随钻井下环空压力监测仪（PWD）是目前实现井下压力监测的仅有的两种仪器,但井下压力计仅能起钻后读取数据,延迟较长,无法真实反映当前井下动态,而PWD费用高昂,又无法实现低成本钻井。因此,既要满足降本需求,又要实现钻井中的井下压力测量,提出了一种新的井下压力测量技术,即在接单根时,投入测压微球,循环一周至地面回收,读取测量数据,为后续钻井作业提供参考;同时研制了抗压105MPa、耐温125℃的泵送式井下测压微球。模拟井试验表明：泵送式井下测压微球内部构件设计合理、测量数据完整;测量数据与上位机配套软件对接正常,初步能满足井下压力测量。泵送式井下测压微球的研制成功将对确保钻井井控安全起到重要的意义。     

渤海钻探随钻测压技术创新纪录

日前,渤海钻探公司测试工程作业部喜传捷报:2013年度首口随钻测试井冀东油田NP 36-P 3001井成功获取随钻测试数据,并创造了下井深度6000m的测试随钻施工新纪录,受到甲方一致好评。近年来,随着国外海上勘探开发活动的不断发展,环空压力随钻测量技术越来越受到重视,随钻测试技术随之得到迅速发展。环空压力随钻测量系统应用于控压钻井和深井欠平衡钻井,为其提供准确的井底压力、温度等测量数据,通过了解井下压力、温度变化,掌握钻井液中岩屑携带情况以及钻头水功率的大小,准确地求取井底的负压值,提高井底负压控制精度和     

环空压力随钻测量系统研究

介绍了环空压力随钻测量系统的基本结构、工作原理以及关键技术。对环空压力随钻测量系统进行了地面综合试验和现场试验。试验结果表明,整套仪器设计合理,工作可靠性高,压力和温度测量精度都达到了1%FS;解决了井下大功率长时间供电的难题,开泵时采用井下发电机供电,停泵时采用蓄电池供电,保证了系统能够长期稳定地工作;能够实现测量数据的实时上传和井下存储功能,在地面可随钻获知井底准确、实时的压力和温度数据。最后指出,环空压力随钻测量系统必须在单参数或少参数的测量上首先获得突破,才有可能向多参数的更高层次方向发展。     

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。     

电缆钻杆遥测技术探测井涌

通常,井涌或井漏的探测主要是根据地面测量来确定,如泥浆池增量或减量,再结合突变的泵压和大勾载荷,控压钻井中所用的精密Coriolis流量计等,都是常用的井涌井漏探测方法。而当前利用井下数据进行的电缆钻杆遥测则可能是新一代井涌井漏探测系统。如今可以用高速双向实时钻柱遥测,传输速度达57000位/s,在整个作业过程中( 不仅是循环过程中) ,井下传感器的高速带宽和井下工具的双向通信可以革新整个钻井作业。电缆钻杆遥测沿钻柱分布测量节点,现在只有压力传感器被用作环空中沿钻柱传感器,这些传感器采用自校准实时流动模型和沿钻柱压力测量,将实时压力测量值直接用于一软传感技术中实时评估控压钻井中的气涌,采用卡尔曼滤波( Kalman Filter) 技术,结合多相流动模型,实时评估溢流量,还可同时探测溢流层位的深度。     

沿钻柱测量技术及其发展方向

深层、超深层、复杂地层和深水油气藏存在钻井施工难度大、周期长和井下故障多等问题,为安全、高效、快速钻井,需要实时监控井内压力、温度等参数。为此,介绍了NOV公司沿钻柱测量系统的构成,分析了沿钻柱测量技术在井眼净化监测、卡钻位置判断、钻井液漏失位置判断、漏失试验与地层完整性试验、井涌探测、钻柱及钻头工况分析等场景中的应用情况,指出了沿钻柱测量技术的发展方向,包括：完善随钻测量解释模型和应用场景、数据深入挖掘以及多参数可视化智能展示技术;优化传感器网络布局,开发替代有缆钻杆的高速信息传输网络,以提高其经济性;结合当前的技术需求和技术发展趋势扩展应用,以实现更多应用场景。在此基础上,对我国发展该技术提出了具体建议,建议持续完善井下工程参数测量系统、促进有缆钻杆商业化应用,在二者相对成熟后,逐步实现分布式测量传输。分析认为,采用常规钻柱和改进的分布式钻柱测量工具,利用智能微球分时传输技术实现分布式测量传输,是值得进一步研究的低成本沿钻柱测量路径。