钻井液密闭分离系统流程方案及装备配套

为解决开式钻井液循环分离系统不能满足在含硫地层实施欠平衡钻井作业要求而研制的钻井液密闭分离系统(密闭系统)是在含硫地层实施欠平衡钻井作业所必配的地面系统,也是在环境敏感地区进行欠平衡钻井或常规钻井避免环境伤害的重要装备。在对国外密闭系统配置方式和流程原理分析的基础上,提出了"两步分离"式密闭系统流程方案,即从井内返出的含有硫化氢的钻井液首先通过密闭分离装置将油、气以及大颗粒的岩屑清除,同时向密闭分离装置中注入除硫剂,以确保硫化氢清除干净;然后再将经分离后不含硫化氢的钻井液,排入常规固控系统以维护和调节钻井液性能,再由钻井泵泵入井内进行循环。并制订了井内返出钻井液中硫化氢含量突然升高时的处理措施;阐述了"两步分离"式流程方案所需的四相分离器、钻井液缓冲罐、真空除气器、密闭式带压取样装置、密闭式岩屑存储装置等配套装备的结构原理和研究现状,为国内钻井液密闭系统的研究和应用提供了技术思路。     

基于抽吸原理的岩屑自动取样系统研制及应用

针对钻井岩屑样本取样智能化的迫切需求,瞄准提升岩屑代表性、样本获取及时性、运行可靠性,以及井场适应性等综合目标,研制了基于抽吸原理的岩屑自动取样系统,采用抽吸式取样技术和防混叠、固相/液相快速分离技术解决了常规取样方案由于岩屑混叠导致地层代表性差的问题。通过地层岩屑返出模型分析,应用机电一体化技术、RFID井深归位技术和岩屑取样自适应控制算法,实现系统小型化和适应性设计,解决了钻井现场复杂多变环境下的适应性难题。通过多口井的现场应用,充分验证了系统的岩屑取样代表性、可靠性、适应性和易用性,为录井朝着一体化、智能化方向发展奠定了基础。     

CRI-8型海洋平台岩屑回注造浆系统设计

在钻井过程中返排的岩屑需要按照国家法律法规要求进行处理。早期使用甩干机或干燥筛处理岩屑,减少岩屑的含油率,满足排海要求,或运回陆地处理。近些年采用热解析方式处理钻井岩屑,但存在环保要求不达标、设备本质不满足海洋平台防爆要求等问题。研制了海洋平台岩屑回注造浆系统。介绍了该设备的总体结构、工作原理、控制系统及主要技术参数。针对破碎机、研磨泵的主要易失效部件做了有限元分析。试验及现场应用结果表明,该技术满足环保要求,也满足经济性要求,可在恶劣环境作业,适用于海洋平台油基钻井液岩屑的回注处理。     

岩屑气分析技术在油气层评价中的应用

针对当前新的钻井工艺、复杂勘探对象对录井技术提出的要求，提出了检测岩屑气作为现场录井的重要参数之一，参与评价、解释地层。其方法是在相对应的井深点定量取岩屑混样300g，放入专用的岩屑破碎脱气仪中获得脱出气样，用红外气体分析仪等检测设备进行分析。通过现场对比试验，其所获得的岩屑气参数能较好地反映地层真实情况．而且能细分层位。特别是在欠平衡钻井条件下，岩屑气分析比气测资料有更强的分辨能力，能够排除因上部油气层烃类侵入井眼导致的假显示。虽然从岩屑气分析方法与试验情况来看．尚需进行大量的试验研究，但可以肯定的是，岩屑尽管经历了降压、脱气、钻井液冲刷过程，其孔隙中仍保存了大量地层信息，只要采取适当的手段，就能获得准确的地层信息资料。     

录井薄层采集技术在川东北地区的应用

钻井施工过程中,遇到异常高压、井漏等地层,尤其是喷漏同存的高压地层,为保证钻井安全施工,达到钻探目的,现场采用高密度堵漏钻井液钻进。因堵漏材料使用量大,对地质气测录井造成极大影响,现场通过加密记录钻时及岩屑的捞取,进行薄层地层对比,解决了高密度堵漏钻井液钻进时地质卡层难,裂缝层不易发现的难题。     

重晶石粉钻井液添加剂对岩屑录井的影响及应对举措

为了提高钻井液密度,钻井液中常加入重晶石粉等加重材料添加剂,这虽然可以有效改善钻井液性能,起到抑制地层压力减少钻井事故、确保钻井顺利安全施工的作用,但对岩屑录井的岩屑捞取与清洗、选样与描述会增加一定的困难。在阐述钻井液加重材料主要类型以及其基本特佂的基础上,分析了重晶石粉钻井液添加剂对岩屑录井的影响,从岩屑捞取与清洗、选样与描述方面提出了具体的应对措施,尤其是针对岩性描述定名,提出了综合分析描述定名的五步法。现场录井实践表明,该举措不但可以有效消除其影响,确保岩性定名准确,而且对于使用其他类型钻井液加重添加剂的岩屑录井也具有一定的参考与指导意义。     

全油基钻井液在委内瑞拉BARINAS区块的应用

委内瑞拉BARINAS地区中下部地层泥页岩发育,并夹有褐煤层,钻井过程中极易出现井壁失稳,常规水基钻井液难以满足该地层安全钻井的需要.针对该地层特点进行了全油基钻井液现场试验研究,研制了以SINOLAE为主乳化剂的全油基钻井液体系.评价实验结果表明,该体系抑制性强,岩屑回收率达96％,性能稳定,能抗10％岩屑及20％水的污染.该体系在BE J-13井得到了成功的应用,井壁稳定,井眼规则,润滑性能好,较好地满足了该区块钻井工程的施工要求.     

井漏条件下岩屑录井取样方法的改进

针对在钻遇漏失层段加入堵漏材料后无法连续开启振动筛，岩屑难以连续捞取而失去取样连续性和准确性的难题，经多井探索，改进取样方法，制作了新的取样盒，试用后证实。既满足了漏失层段的岩屑录井取样要求，同时对在漏失层段钻井时及时排除钻井液中的固相颗粒起到了积极的作用。     

便携式岩屑声波录井系统研制与测试

为了在钻井过程中实时测量所钻地层的声波速度,在研究岩屑声波录井方法的基础上,研制了高精度的便携式岩屑声波录井系统。设计岩屑声波录井系统时,采用了具有脉冲发生器和示波器功能的一体化电路,并研制了能够快速读取、存储波形数据的软件示波器;采用了超声波透射法,通过超声波探头发射1 MHz频率的超声波,测量声波穿过岩屑样品的纵波速度和横波速度。对该系统进行了实验室比对和实钻井偶极子声波测井比对测试,结果表明,声波速度测量精度大于98.0%、岩屑声波和电缆声波数据一致性大于80.0%。利用该系统不仅可以随钻监测地层异常压力,还可以实时评价岩石的脆性、可压性、可钻性和井壁稳定性。      

岩屑气录井技术在古潜山油藏MG井的应用

岩屑气录井是一门新兴的录井技术,通过及时收集相应井深密封的钻井液及岩屑样品,及时进行定量分析,得出该井深样品的轻烃浓度,进行油气层判别与评价.岩屑气录井在辽河油田古潜山MC井中的应用结果表明,该技术能清楚地描述古潜山储层油气的变化情况.与欠平衡或近平衡钻井条件下气测资料相比,能够较好地反映地层的含油气特征,可以更清楚地显示在欠平衡钻井过程中油气在纵向上的变化规律.该技术具有较好的应用前景.     

钻井液硫化氢清除装置在双探3井的试验与认识

为拓展欠平衡与控压钻井在含硫地层的应用范围,研制了钻井液密闭循环系统(密闭系统)中的核心装备—硫化氢清除装置。该装置采用真空、扰流以及温控注入适量除硫剂等技术方法对经过初级液气分离后的钻井液中仍然残留的硫化氢进行有效处理,处理后的钻井液能够直接排入固控系统、泥浆罐,最后通过泥浆泵进入井筒进行密闭循环。为验证装置的可靠性,在双探3井进行了返排液除硫试验。试验期间,装置运行稳定,流量、压力、pH值以及硫化氢浓度等数据监测实时可靠。监测液体排出口处硫化氢挥发浓度由试验前的平均值105.82mg/m~3(最高值达到126.6 mg/m~3)降低到小于7.5 mg/m~3。试验结果表明,钻井液硫化氢清除装置能够有效处理液体中的微小气泡以及溶解态硫化氢等有害物质,满足安全环保钻井的需要,为钻井液密闭循环系统的推广应用提供了技术支撑。     

含油岩屑深度固控技术在东海的应用

为解决东海在钻井作业过程中油基钻井液含油岩屑的处理问题,研究形成了海上含油岩屑深度固控技术。本文介绍了该技术的工作原理、主要设备及工艺流程,与传统处理含油岩屑的方式进行了对比。以N1井为例,分析总结了该技术在东海现场的应用情况,在应用过程中未发生任何性质油基钻井液及含油废料污染问题,处理后的岩屑含油量满足国家海洋法对钻井废弃物排放含油量的排放标准,实现了含油岩屑的全部达标排放。     

岩屑流量测量装置发展现状及前景展望

钻井井眼的清洁程度是影响钻井施工作业安全和钻井时效的重要因素之一.通过研发岩屑流量测量装置,实时测量从井筒上返至地面的岩屑流量,与钻井理论计算产生的岩屑量进行比较,不但可以监测井眼的清洁程度,同时还可以初步判断不同地层的井径情况.岩屑流量测量装置在石油勘探开发领域的应用,有利于提高钻井施工作业现场工作效率,降低钻井施工...     

岩屑处理装置在DSJ300-1海洋钻井平台上的应用

采用油基钻井液钻井产生的岩屑不但会造成钻井液的损失,而且随着井深的加大,大量岩屑若不加处理而直接排放,会破坏海洋生态环境,若直接收集又会给平台的岩屑清理造成很大的工作量。针对该问题,DSJ300-1海洋钻井平台采用了一套岩屑处理装置来处理钻井岩屑。该装置主要由岩屑甩干机、螺旋输送机、钻井液驳运泵、液体收集罐和液位自控控制装置等组成,它与振动筛、一体机、离心机等其他钻井液净化设备相比较,能减小岩屑的含油质量分数约10%,使其不大于5%。该装置具有液位自控控制功能,能有效减少现场操作人员的工作量,延长钻井液驳运泵的使用寿命。     

钻遇特殊地层时的地质录井监测与判断

海洋石油勘探开发钻井作业过程中安全环保要求相当严格,要求必须做好对钻遇“特殊地层”时的随钻分析。本文通过对钻井液录井、钻时录井、气测录井、岩屑录井及钻井工程参数(包括钻压、转盘转速、扭矩、钻头类型、泵排量等)变化的连续监测,做好钻遇特殊地层时的正确判断,协助工程指挥人员,采取有效合理的工程措施,达到安全施工的目的,以期对钻井现场安全生产有一定的指导意义。     

钻遇特殊地层时的地质录井监测与判断

海洋石油勘探开发钻井作业过程中安全环保要求相当严格，要求必须做好对钻遇“特殊地层”时的随钻分析，本文通过对钻井液录井，钻时录井，气测录井，岩屑录井及钻井工程参数（包括钻压，转盘转速，扭矩，钻头类型，泵排量等）变化的连续监测，做好钻遇特殊地层时的正确判断，协助工程指挥人员采取有效合理的工程措施，达到安全施工的目的，以地钻井现场安全生产有一定的指导意义。     

微心钻头在录井工程中的应用价值分析

岩屑是许多录井作业项目的物质基础,能够取到具有一定体积和重量且具有代表性的岩屑是这些录井项目成功的前提条件。PDC钻头大规模推广之后,现场很难取得符合要求的大尺寸岩屑,传统的钻井取心和井壁取心不仅时效性差,而且成本高昂。为了在随钻过程中获取较大尺寸、较高质量的岩屑,进而可以使用一些录井方法对地层岩性及流体进行准确评价,通过查阅国内外文献及新技术资料,发现一种新型的微心钻头能够在正常钻进过程中连续产生尺寸相对较大的微型岩心,理论上能够满足特殊油藏荧光录井及核磁录井等作业需要,同时还能显著提高机械钻速,降低钻井成本,具有很高的应用价值。     

元素录井在川渝地区地层划分中的应用

元素录井在国内多个油气田已应用多年,有效地解决了PDC钻头、空气钻井等钻井新工艺所造成的常规岩屑录井分层难题。近年来,随着钻井新工艺在川渝地区的广泛应用,粉末状岩屑导致钻井过程中地层划分困难。通过对川渝地区4口井元素录井获取的资料,建立了曲线趋势法、特征元素比值法、指数法3种地层划分方法,其在川渝地区10口井的应用表明,元素录井分层与测井基本一致,完全满足现场录井要求,解决了该地区钻井新工艺条件下地层划分难题。     

新型PDC钻头的防斜打快效果及评价

大庆油田海拉尔地区的地层倾角大、岩屑录井荧光级别低,亟待解决满足岩屑录井要求的防斜打直问题。为了能够在获得足够大的岩屑颗粒和提高机械钻速的基础上达到防斜打直的目的,制定了采用大切削齿B425型PDC钻头配以小钟摆钻具组合的现场试验方案。试验表明:B425钻头与牙轮钻头所破碎的岩屑颗粒基本相当,能够满足地质岩屑录井的要求;与牙轮钻头相比,B425钻头显著地提高了机械钻速,降低了钻头费用,减少了起下钻次数;单只B425的进尺可达1000m以上,相当于2~3只牙轮钻头的进尺;采用PDC钻头配以小钟摆钻具组合,可以较好地解决防斜打直问题。此外,针对试验中遇到的问题,通过改进井身结构和调整钻井参数,形成了一套适合于海拉尔地区的防斜打快技术。     

PDC钻头选型及岩屑录井

塔北地区雅轮构造带中、新生界以泥质岩为主的地层厚达6000余米，岩石可钻性差，使用PDC钻头可提高钻井速度、降低钻井成本、增加经济效益。但由于PDC钻头本身造价较高，对不同地层的适应性存在较大差异，如选型不当则达不到其应有的效果。并且PDC钻头在提高钻井速度的同时，却给钻时、岩屑、油气录井带来负面影响。总结S84井的施工经验发现：在中软地层中使用大齿形PDC钻头钻进，其钻屑的颗粒相对较大，砂样中真岩屑的比例相对升高，为保证岩屑录井质量创造了必要条件。“大套观察、高中求低、低中求高、幅低看岩屑”的钻时录井方法很好地解决了PCD钻头的钻时卡层问题；多点、多次取样法，镜下观察描述法有效地保证了PCD钻头钻进的岩屑录井质量；综合分析法，确保了油气发现率100％的行业目标的实现。正确的钻头选型和切实可行的录井措施的完美结合，能够实现“高效钻井”与“优质录井”的和谐统一，收到事半功倍的效果。