连续循环系统的应用

连续循环系统是一项在多学科成果基础上发展起来的一种钻井新技术和新装备,可以在钻井过程中保持钻井液的连续循环,该系统以钻台为基础,适用于任何带有顶驱钻井装置的井架,它对于提高钻井作业能力.减少钻井成本和降低事故发生率都具有重要的意义。详细阐述了目前国外连续循环系统的应用情况,使大家对于该系统有一个详细的了解。     

可旋转提升钻具的工艺方法及工具

针对常规钻具(钻铤)连接和拆卸时无法或者难以旋转的瓶颈问题,在理论分析的基础上,创新性地提出了可旋转提升钻具的工艺方法,并开发了其配套工具——旋转提升短节。该工具在吊卡提升最大悬重的工况下,仍可自由旋转,有效规避了作业风险,带来安全、高效、便捷、经济的工程利好。同时,该工具还可根据需要扩展应用于其他多种类似钻井工具的连接、拆卸以及工具面和方位角的旋转调整,并适用于包括转盘钻井及顶驱钻井在内的所有钻井模式,为钻井作业的"提速、提效、提素"提供了新工艺、新技术,具有显著的经济效益和良好的推广应用前景。     

气体钻井钻具损坏原因及控制措施研究

气体钻井中钻具损坏问题频繁发生,钻具损坏问题部分抵消了气体钻井所带来的钻速优势。指出气体钻井中钻具损坏的主要原因有:井底不平引起的轴向振动、钻柱剪应力增加、钻具冲蚀及腐蚀、井径扩大引起严重弯曲,认为气体钻井条件下的钻具损坏要比钻井液钻井更为严重。针对钻具的失效原因提出了预防和减轻钻具损坏的控制措施,即使用空气减震器和纯滑动牙轮钻头,推广空气锤的应用,加强钻柱接头的设计改进以及耐磨研究。     

元坝超深水平井直井段优快钻井技术

元坝区块是中国石化南方海相重点勘探开发区域,在海相飞仙关和长兴组等地层已经获得了高产的工业气流,特别是水平井的开发效果显著。由于井超深,地质条件复杂,导致机械钻速慢,钻井周期长,其中直井段占整个周期的65%以上,特别在自流井组、须家河组等陆相地层,研磨性强且可钻性差,严重制约了机械钻速的提高,成为一个主要的技术瓶颈。根据直井段各开的地层特征,通过集成应用泡沫钻井、空气钻井、PDC+扭力冲击器钻井技术、涡轮/高速螺杆钻具+孕镶金刚石钻头钻井技术和螺杆钻具+PDC钻头复合钻井技术等优快新技术,形成了元坝超深水平井直井段配套优快钻井技术,大幅度地提高了机械钻速,缩短了生产周期,节约了生产成本。     

套管钻井——降低钻井成本的重要方法

套管钻井是一项边钻边下套管的新技术。在套管钻井中，用套管代替常规钻柱，将机械能量和液压能量传递给钻头。用接在套管柱下面的钻具组合取代接在常规钻柱下面的钻具组合。在套管柱留在井下的同时，用钢丝绳取出底部钻具组合，以更换钻头、泥浆马达、ＭＷＤ／ＬＷＤ和其他钻具。在现场试验期间，已在１０口井的部分井段应用了套管钻井技术。套管钻井系统仍在不断发展之中，但这些井已证明了套管钻井系统是可靠的。     

气体钻井钻具断裂机理分析

气体钻井是国内近年来快速发展的一项钻井新技术,以其可大幅度提高机械钻速、有效发现及保护油气层等优点而获得广泛关注.但是在近年来的气体钻井实践中,钻具断裂愈发频繁,带来了巨大的经济损失和安全隐患.我国的气体钻井实践时间较短,对钻具断裂尚缺乏深入的认识.结合理论分析、文献调研和现场事故调查,认为钻具断裂主要由钻具振动和气蚀作用引起,并初步提出了应对措施和待攻关的方向.     

气体钻井钻具失效因素与机理分析

气体钻井中钻具失效事故频发,严重阻碍了气体钻井技术的规模化应用.通过现场调研发现,气体钻井钻具失效率为钻井液钻井钻具失效率的2～10倍,且在钻杆、加重钻杆、钻铤处均有发生,脆断特征明显.定性分析了导致气体钻井钻具失效的主要因素,包括工作载荷、振动、热效应、冲蚀、腐蚀、井径扩大和冲击.指出剧烈振动和热积聚是除工作负载以外引起钻具异常失效的主要因素,其次是冲蚀、腐蚀和井径扩大.动载效应和钻具局部热效应的耦合作用达到一定程度后,钻具局部产生裂纹,然后在上述因素的综合作用下,裂纹快速扩展,钻具发生脆断.     

冀东油田人工岛丛式井钻井防碰技术

冀东油田人工岛丛式井井网密度大,钻进中易发生井下碰撞问题,为解决该问题,研究了防碰技术。通过分析冀东油田人工岛丛式井的钻井技术难点,提出了针对性技术措施:正钻井碰撞高风险井段使用牙轮钻头;应用低刚性钻具组合,使井下钻具获得更大的挠度变形空间;进行随钻MWD磁场强度监测,根据磁场强度异常值判断正钻井与邻井套管的距离,预警碰撞风险,指导正钻井防碰。综合这些技术措施形成的冀东油田人工岛丛式井钻井防碰技术,在冀东3号人工岛丛式井组进行了应用,降低了钻进中发生井下碰撞的概率,表明该技术是防止正钻井与邻井套管碰撞的有效技术,可为冀东油田人工岛加密钻井提供安全保障。      

优快钻井配套技术在苏里格气田中的应用

针对苏里格气田施工中存在钻井速度低、钻具失效、易坍塌及井漏等一系列技术难题,进行了＂钻头与钻井参数优选应用、防斜打直技术、钻井液体系的优选与应用、钻具失效的预防与钻具失效后的处理、防漏堵漏技术的应用＂等优快钻井技术的现场实施工作,优质高效完成了钻井施工任务。其中,通过优选钻头、优化钻具结构、优选钻进参数来提高钻井速度,实现了二开单只钻头钻完设计井深的目标;通过优化钻井液配方,达到单只钻头长井段钻进,有效缩短了起下钻时间,提高了纯钻时效;通过采用钻具失效预防与处理措施,较好解决了钻具失效问题,减少了钻井风险。     

扶正器钻具在定向井钻井中的应用分析

扶正器钻具是定向井钻井中较为常用的辅助性工具,扶正器钻具的种类繁多,不同类型的扶正器钻具,在定向井钻井中发挥着不同的作用。基于此,为实现扶正器钻具在定向井钻井中的有效应用,应全面了解扶正器钻具的不同类型、不同作用,并要掌握扶正器钻具在实际应用过程中的相关注意事项,以充分发挥扶正器钻具的作用,提高定向井钻井效率与质量。文章主要对扶正器钻具在定向井钻井中的应用情况进行了分析。     

XC-82型液力旋冲钻具及配套钻头的性能测试

XC－82型液力旋冲钻具及配套钻头是为满足深井硬地层钻井需要而研制的,主要由水击阀、支承座、冲锤、节流阀、砧轴、筒体及配套旋冲钻头组成。对这种钻具进行了冲击力、冲击频率、配套旋冲钻头与牙轮钻头机械钻速对比,以及泵流量、钻具行程和背压等参数对钻具性能的影响等一系列测试。测试结果表明,在主泵流量为100～350L/min条件下,钻具冲击能为11．5～132J,冲击频率为10～18Hz。钻具结构简单,零部件少,加工使用方便,性能稳定、可靠,主要技术性能与国内同类产品相比是比较先进的。     

钻柱动力学研究及监控技术新进展

钻柱是石油钻井中用量大、质量要求高的管材，长期处在充满钻井液的狭长井眼里，受力情况非常复杂。每年国内外部会发生大量钻柱失效事故，造成重大经济损失。在国内外钻柱失效研究方法分析的基础上，阐明了国内外钻柱失效研究方法的区别，指出了钻柱动力学研究的重要性，较详细地叙述了国内外钻柱动力学研究及应用方面的最新进展，重点介绍了Baker Hughes INTEQ公司在钻柱动力学特性监测方面的研究成果及钻柱动力学特性监控方法，指出了国内钻柱动力学研究的重点。     

三维可视化HDD钻导向孔钻柱力学分析软件的研制与应用——以3300m长江天然气管道穿越工程为例

钻导向孔的成功与否是决定3 300m长江天然气管道穿越工程成败的关键,需要对钻导向孔的钻柱进行力学分析,提前判断钻柱的受力情况,并判断钻具组合是否满足施工要求。为此,综合利用传统的软钻柱模型和较新的ABIS模型,研发了HDD钻导向孔钻柱力学分析软件,可进行钻导向孔时钻柱的受力分析和三维图像显示。将该软件与国外常用的Ridgewood Software(RS)软件进行对比,从井口推力及井口扭矩来看,两者的计算结果很接近;同时还将该软件在某管道穿越工程中进行了模拟应用,将软件计算结果与实测数据进行了比较。结果表明:HDD钻导向孔钻柱力学分析软件能够很好地预测钻导向孔时钻柱的力学状态,并能用三维图像直观地显示导向孔内钻杆的变形与应力分布情况。该软件的成功研制与应用,为长江3 300m天然气管道穿越工程钻导向孔的钻具组合提供了技术支持,其国产化对管道穿越工程钻导向孔的设计和大规模的工程应用奠定了基础。     

控制压力钻井用节流阀的研制

随着控制压力钻井技术不断推广,对控制压力钻井用节流阀的性能要求越来越高。文中分析了控制压力钻井用节流阀的国内外研究现状,指出了常规节流阀应用于控制压力钻井存在的问题,提出了一种新型的控制压力钻井用节流阀,并对新型节流阀进行了流体特性分析,得到了新型节流阀的流场分布和流量系数曲线。通过对比分析,指出了节流阀的发展方向以及新型控制压力钻井用节流阀的广阔应用前景。     

井下节流工艺技术在气田开发中的应用

介绍了井下节流工艺原理、节流工具的技术指标、适用范围以及在川渝气田中的应用情况,结果表明,井下节流能控制气井产量,取消单井地面水套加热炉,节约加热用气,减少井岗管理人员,降低集气支线管线压力等级,达到降低气井开采成本之目的,具有明显的技术经济和社会效益.     

等壁厚螺杆钻具及应用

等壁厚螺杆钻具是一种新型动力钻具。介绍了等壁厚螺杆钻具的基本结构、与普通螺杆钻具的结构区别和技术优势,并对其现场应用效果进行了分析。与普通螺杆钻具相比,等壁厚螺杆钻具具有工作扭矩大、使用寿命长、耐高温等优点,在深井和高密度钻井液井及小曲率半径水平井应用具有较大的技术优势。     

TCP+MFE+JET三联作试油(测试)工艺技术

TCP MFE JET三联作试油(测试)工艺技术集大孔径深穿透负压射孔技术、地层测试技术和水力泵深排强排技术的优点为一体，实现了连续大量排液，减少了洗压井次数和起下作业次数。特别适用于自然产能低的稠油层或低压漏失层等需要连续大量排液的油层。经21井次的现场应用证实，该联作工艺简单、操作方便、施工周期短，是一套完整高效的、有利于保护油气层的试油(测试)新技术，具有良好的经济及社会效益。     

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天然气欠平衡钻井就是在钻开产层前采用天然气作为钻井介质，替换普通泥浆进行钻井作业，在钻井过程中井筒气柱压力低于地层压力，允许地层流体进入井筒，没有钻井液滤液和有害固相微粒进入地层。它与其它欠平衡钻井作业方式相比，具有鲜明的技术特点和独特的技术优势，是一种对于产层少污染的非常规钻井方式，是真实评价和最好保护油气层的最佳钻井方法。文章结合井浅2井，重点介绍了有关天然气欠平衡钻井的一些关键技术，主要包括储层特征、井身结构、钻具组合、气举、天然气钻进技术、不压井带压起下钻技术、不压井带压下油管技术等，并列举了天然气欠平衡钻井在该井所取得的主要技术成果。井浅2井首次在南井构造须家河组获得油气储量，实现了该构造须家河组油气勘探开发的重大突破。为勘探开发川南水敏伤害严重的低压碎屑岩储层找到了一种有效的技术手段。     

欠平衡钻井多相流动模型研究

针对欠平衡钻井多相流动循环系统的难题，把欠平衡钻井循环流动分为钻柱内向下流动和环空向上流动来进行分析，按气、液两相流动问题研究该混合体系流动过程，建立了新的适用于钻柱内和环空的统一理论模型。采用时间有限差分离散，空间有限体积离散的方法求问题的数值解。举例分析了在环空和钻柱内的稳定流动过程中，沿井深增加的压力、含气率、多相流体密度等的变化规律；在环空流动过程中，沿井深增加斜井段与相应垂直井段的压力值不同；并分析了在关小出口节流阀开度的不稳定流动过程中，环空流动压力值沿井深增加的变化过程。该模型可以指导现场欠平衡钻井施工。     

钻柱中声波传播特性实验研究

探究声波在实际钻柱中的传播特性和规律是随钻信息声波传输技术的一项基础性研究工作,而国内在这方面才刚起步,仅进行了一些理论研究和室内实验工作。为此,基于已有成果,研制了基于压电效应的纵向变幅杆井下声发射换能器和地面声波信号接收换能器,设计了钻柱中声波传播特性的现场井下实验方案。采用钻井工程上常用的?127 mm钻杆,分别在200 m、430 m、542 m、700 m、827 m、997 m等6个不同的深度点,测试了400~4 000 Hz频率范围内不同频率声波在钻柱中的传播特性,并分析了测试结果,进而认为,基于钻柱的声波传输技术用于随钻信息传输是可行的。研究结果表明:1有一些频率的声波可以在钻柱中传播,而另一些频率的声波在钻柱中传播能力则很差;2声波在钻柱中传播衰减程度与声波频率、钻柱长度和周围介质有关,在介质为清水的情况下,平均衰减值约为0.05 d B/m;3综合考虑数据传输速度与衰减等因素,可用于数据传输的声波频率应为400~1000 Hz之间的一些频率点,最佳频率点为600 Hz、650 Hz和950 Hz。结论认为:在试验井中的实验得到了钻柱中声波传播的重要数据和结论,可以为声波传输技术的研究和应用提供技术基础和依据。