GWY194-70BB型保温保压取心工具的研制和应用

GW194-70BB型保温保压取心工具是为寻找和提升天然气水合物实物样品钻取率而研制的特殊取心工具。该工具通过内筒独立密封机构、复合真空隔热保温内筒、氮气压力补偿系统、电子多点随钻测量总成实现了岩心样品的温度保持、压力保持和海量的数据测量,解决了常规工具无法保持岩心压力和温度造成的天然气水合物实物挥发、测量数据不全等难题。在常规井实验中取得了保压成功率93%、保温率80%、温度变化率2~2.5℃/h的良好效果,现场试验表明,该工具在温度保持、压力保持方面可以完全满足天然气水合物样品的钻探与取样要求,对获取天然气水合物样品、提升天然气水合物勘探开发效果具有重要意义。     

保温保压保形取心工具优化设计及应用

在精细评价非常规油气的赋存特点及制定高效合理的开发方案时,需要计算接近原始地层的含气量、孔隙度和渗透率等基础数据,为此,开发了保温保压保形取心技术。该技术优化了大通径球阀结构,使其取心直径和密封能力同步得到了提升,且球阀整体结构更加稳定;优化形成了气液补偿总成系统,可消除氮气补偿总成释放的氮气对岩心含气量测定的影响;优选的二氧化硅气凝胶保温材料与常规真空保温内筒相比,在保温性能、工艺加工及后期维护方面更具有优势。保压保温保形取心工具可在煤层气井和页岩气井的水平段进行保压取心作业,取心收获率均超过95%,地面保压率均达到85%以上。现场应用结果表明,该型取心工具现场施工工艺完善,保压、保气效果良好,可为深层非常规油气勘探开发提供技术支撑。     

深水天然气水合物钻井及取心技术

天然气水合物是石油、天然气之后的最佳替代能源,如何钻探深海的天然气水合物是勘探过程中面临的一个挑战。文章主要介绍了2007年5月国内第一次在南海1200多米的深水海底钻探天然气水合物所采用的技术,对所使用的钻井装备、钻具组合、作业程序以及4种取心工具进行了分别说明。本次天然气水合物钻井及取心技术的成功应用将对今后天然气水合物钻探作业产生积极的影响,同时对国内钻井及取心技术的发展有一定的借鉴作用。     

天然气水合物岩心带压转移装置研制与现场试验

天然气水合物对温度压力条件的变化很敏感,温度或压力的扰动会导致烃类气体逸出,固体水合物趋于崩解。因此,在钻探获取天然气水合物岩心后,为将岩心在带压情况下转移和保存,必须配备一套与保温保压取心工具配套的岩心转移装置。在研发保温保压筒与转移仓之间压力平衡和岩心转移技术后,设计了一套采用液压缸拉动与压差推动岩心管相结合的岩心带压转移装置。室内和现场试验证明,带压转移装置控制灵活、耐压能力强、密封性好,能够实现天然气水合物岩心从水合物赋存区向实验室的带压转移,可为国内天然气水合物的自主勘探取样提供技术支撑。      

煤层气保温保压保形取心工具研制及现场应用

煤层气岩心从井下取到地面的过程中游离气逃逸、吸附气部分解吸和孔渗测试数据失真,严重影响了煤层气开发方案制订,为此研制了煤层气保温保压保形取心工具.设计了圆弧闭合球阀,采用全密封式球体仓,可耐受60 MPa压力,解决了保压密封失效的问题;设计了复合式保温取心内筒,采用橡胶筒存储煤心,以二氧化硅气凝胶为保温层,使取心工具具...     

保温保压取心工具球阀工作力学的有限元分析

运用ANSYS和Pro/E的交互式无缝连接技术,对现行GW194-70BYM型保温保压取心工具的球阀进行了有限元力学分析。分析结果表明,球阀仓的应力和变形数值分析计算结果与实物在40 MPa工作内压下实测数据非常接近;转轴在轴径变化的地方存在着较严重的局部应力集中现象,宜采用渐变过渡连接方式或适当增粗直径的方法进行解决;球阀仓在转轴的支撑处因结构不对称,在左上耳和右上耳部位的局部应力远大于材料抗拉强度极限,出现局部屈服的现象,降低了总体强度,建议增大左上耳和右上耳部位的几何尺寸。该项研究结果对于指导球阀机构的优化设计及提高其工作安全性具有重要意义。     

深海天然气水合物钻探取心技术

天然气水合物作为一种高效、清洁的新能源,已经引起世界广泛关注,由于其不稳定性,采用的钻探取心装置必须具备保真功能。简要介绍了国内外4种天然气水合物取心装置及国内取心工具研究进展,叙述了胜利石油管理局钻井工艺研究院承担国家“863计划”重大专项“天然气水合物钻探取心关键技术”采取的取心工具方案。     

天然气水合物钻探取心关键技术研究进展

天然气水合物是一种高效、清洁的新能源,由于它的不稳定性,采用的钻探取心装置必须具备保温保压功能。目前,国内的取样装置均是在调查船上进行作业的,仅限于在10 m之内的沉积物中取样,石油钻探用保压取心工具均无法达到该要求。国外资料调研表明,采用绳索保温保压取心方案可减少样品在起钻过程中的时间,使岩样尽量接近原始状态。简要介绍了国内外钻探取样技术的发展情况及天然气水合物取样方案的初步设想,目的是加快水合物的勘探步伐,使该清洁能源早日服务于人类。     

深层超深层煤层气保压取心工具设计

针对常规煤层气取心工具和油气井保温保压取心工具难以在深层煤储层中获得高价值煤心的问题,依据深层煤层气取心的技术要求,设计了一种具备保压和密闭功能的深层超深层煤层气取心工具。该工具的保压内筒材质优选承压能力高、摩阻力小的7075型硬质铝合金;提出的智能钻杆和帕尔贴集成设计的复合式保温外筒设计方向,有助于解决常规电池的电量不足和电压不稳等诸多问题;优化设计的液压提升机构和压力补偿总成,可确保球阀密封更加可靠,有效降低已获取的原位煤心因地层环境改变而引起的理化数据分析误差。室内试验结果表明,液压提升机构与密封球阀功能性联机试验正常,压力补偿机构可以长时间耐压30 MPa,且工具本体与各部件未发生变形,满足深层保压技术需要。研究结果可为深层超深层煤层气保压取心技术的现场应用提供参考。     

保压储气取心工具设计研究

现有取心工具取出的岩心在提升到地面时脱离了其原有地层环境,使得岩心分析存在一定偏差,对油气勘探开发的决策产生影响。保压储气取心工具是为了维持岩心所在地层压力和储存地层中天然气水合物而研制的一种特殊取心工具。该工具在岩心爪组合件外套接了密封腔,钻具上提时密封腔密封内筒空间实现保压,这样能够极大减小岩心由于脱离原地层环境而产生岩心分析偏差的状况,使得油气勘探能够更加精准,同时该取心工具在内筒和旋转总成之间设置了用于收集取心地层油气的储气腔,能够进一步为油气勘探提供可靠的分析依据。     

由麦索雅哈水合物气田的开发谈水合物的开采

对世界上水合物开采唯一成功的案例——麦索雅哈天然气水合物气田的地质情况、生产测试及其各开采阶段的参数进行了简要介绍。该案例对世界水合物的开采有以下启示：寻找与麦索雅哈气田相类似的天然气水合物储层投入开发；尽快解决安全高效开采水合物的问题；优先开发冻土带的水合物。对于我国水合物的勘探开发，建议加快勘探多年冻土带的水合物资源，并尝试进行开发和加强研发安全高效开采水合物技术。     

页岩气旋转式井壁取心工具研究现状及发展

现有的旋转式井壁取心工具在水平井中下入困难,还存在极端环境耐受能力低、所取岩心尺寸小、取心位置无法精确定位、取心钻头驱动效率低等问题。阐述了用于页岩气勘探的旋转式井壁取心工具的研究开发背景,总结了该工具的国内外研究进展。分析了旋转式井壁取心工具的结构特征和技术参数。根据页岩气勘探的特殊性和复杂性,分析了页岩气勘探用旋转式井壁取心工具的性能特点,提出了未来在取心钻头驱动方式、取心马达传动轴结构、取心和解卡机构、材料性能、地面监测软件等方面优化改进及发展趋势。     

天然气水合物取样技术及装置进展

天然气水合物储量巨大、分布广泛、清洁,被认为是很重要的潜在能源。在天然气水合物走向商业开发的过程中,钻探取样是获取自然条件下天然气水合物样品最直接有效的方法,是进行天然气水合物研究必不可少的手段。详细综述了目前国际上常用的5种保温保压水合物取样工具（PTCS、DSDP-PCB、ODP-PCS、FPC、HRC）和5种非保温保压取样工具（活塞取样器、USEP、FHPC、FC及重力取样器）的研发历程、结构、技术指标及应用情况。对我国天然气水合物取心技术提出了着重研究适合深水深层钻探取心的设备及工艺的发展建议,以形成我国完整的天然气水合物钻探取心技术。      

长庆气田天然气水合物防治浅议

根据长庆气田地面建设特点，详细介绍了长庆气田防治天然气水合物生成的方法及甲醇回收再生的配套工艺技术。指出采用膜分离脱水、动力学抑制剂和复合抑制剂法是防治天然气水合物的发展方向。     

天然气水合物的勘探与开发

天然气水合物作为能源家族的新宠,备受世界瞩目。据评价,全球天然气水合物储量约为2×10^16m^3,其勘探方法有地球物理法、地球化学勘探法、标型矿物法、自生沉积矿物学法等;开发技术有加热法、降压法、添加化学剂法、驱替法等。当今,许多国家都在对天然气水合物进行深入的研究,以寻求有效的勘探开发方法,实现潜在资源向现实资源的转换和优化利用。     

普光气田空气钻井取心技术

为了开展对普光气田上部陆相地层的岩性研究,进一步提高普光气田钻井速度,在普光107-1H井和普光3011-5井进行了空气钻井取心作业,这也是我国首次进行空气钻井取心.针对空气钻井取心存在的润滑性差、摩擦过热、钻具震动大等技术难点,优选了取心钻头和钻井参数,简化了取心钻具组合,并将取心筒的悬挂轴承改进为耐高温高压的空气冷却密封轴承,岩心爪总成由缩径套式改为加长卡紧套式,保证了两口井空气钻井取心作业的成功.普光107-1H井岩心收获率87.25%,取心平均机械钻速0.28 m/h;普光3011-5井岩心收获率79.34%,取心平均机械钻速2.71 m/h.采用空气钻井取心解决了常规取心造成的岩心污染问题,客观真实地反映了地层情况,为深入开展地层研究评价,促进普光气田的勘探开发提供了重要的科学依据.     

天然气水合物的勘探与开发技术

简单介绍了国际天然气水合物的主要勘探识别技术（如地球物理方法、地球化学方法和钻孔取样技术等）、开采技术（如减压法、热激发法和化学试剂法等）的研究现状 与发展趋势，并对21世纪天然气水合物的勘探、开发、应用前景进行了展望。     

水平井分段完井工具的室内试验及现场应用

水平井完井技术的发展趋势是分段完井,即能实现分层开采及异质层隔离功能的完井技术。为此,设计了由内外两套管柱组成的分段完井工具,外管柱实现层间隔离功能,内管柱实现坐封管外封隔器功能。室内试验表明,管外封隔器膨胀后其外径、密封效果、耐压能力等均可满足现场应用的要求。现场应用表明,采用分段完井工具进行分段完井的水平井能实现分层开采及各个不同层系间的隔离、延长无水或低含水开采期、提高采收率的目标。