现代信息技术在石油钻井中的应用研究——关于钻井信息工程学的探讨

现代信息技术在钻井工程中的应用能够提高钻井效率、降低钻井成本。钻井工程的发展越来越依赖于信息技术的发展和突破,石油行业对兼具钻井工程和信息技术交叉知识的人才需求逐步加强。通过分析现代信息技术的内涵和钻井工程技术的发展历程,总结了信息技术在钻井工程中逐步扩大的应用范围和起到的重要作用。为了促进钻井信息化进程,满足行业对人才的需求,探索性地提出了钻井信息工程学学科的概念,即以钻井工程技术为基础,以现代信息技术为核心,研究钻井工程中信息的采集、传输、存储、处理与应用以及信息数据挖掘的所有技术和方法的一个学科分支。论述了钻井信息工程学的学科框架、基本问题和主要研究内容,简介了钻井信息工程学近些年在基础理论和产品开发方面取得的研究进展,并展望了钻井信息工程学的未来发展方向。     

大庆深层钻井提速技术

为提高大庆深层钻井速度,加快勘探开发进程,开展了大庆深层钻井提速技术研究。借鉴国内外深层提速技术成果,分开次、分层段制定了不同的提速对策,建立了大庆深层自上而下的钻井技术序列。二开井段优选应用T1951DB型、CK506型、CK606型等PDC钻头,全部实现PDC钻进,施工周期控制在25.00 d以内;三开井段分析对比了液动旋冲工具、涡轮钻具、气体钻井3种提速技术的现场试验效果,确定了气体钻井适用井段最短长度为900.00 m,液动旋冲提速工具适用于岩石可钻性级值小于7的井段,涡轮钻具主要用于岩石可钻性级值大于7的硬地层。大庆深层提速技术在19口井进行了应用,平均钻井周期缩短48.60 d。研究结果表明,大庆深层钻井技术序列的建立,解决了大庆深井钻井提速技术单一、集成应用少、整体提速效果不明显的问题。      

提高深井钻井速度的有效技术方法

在旋冲钻井技术应用的基础上,对旋冲钻井破岩特点进了描述,论述了旋冲钻井技术应用对钻头寿命的影响以及旋冲钻井工具 (液动射流式冲击器)的工作原理和室内研究,确定了旋冲钻井参数,进行了现场 6次入井试验,试验表明旋冲钻井工艺技术在深井钻井中应用,可提高机械钻速 2 0%~160%,为深井快速钻井探索出了一条有效的途径,丰富了深井钻井技术内容。     

山前高陡构造复杂井东秋6井钻井实践

针对塔里木油田山前高陡构造钻井施工难度大、事故复杂时效高、钻井速度缓慢等问题,开展了以垂直钻井、优质高效PDC钻头、复合盐层钻井技术等为主要内容的先进技术的应用。以东秋6井为例,从山前高陡构造复杂井钻井关键技术、钻井施工过程等方面进行了论述。应用结果表明,这些技术很好地解决了塔里木山前高陡构造的高速、高效、安全钻进问题。     

石油钻井信息技术的智能化研究

石油钻井工程是信息密集型行业,钻井技术的发展必须依靠信息化和智能化.文中分析了石油钻井信息采集、分析、处理、解释和应用的主要内容及特点,说明信息科学和智能技术在提高钻井技术水平上的重要性.提出了石油钻井智能信息综合集成系统的研究目标、总体结构、逻辑结构设计和开发技术路线,并讨论了它的应用前景.     

新型深水钻井隔水管技术进展及在我国南海应用的建议

新型深水钻井隔水管技术既可降低对钻井船的要求,也可显著减少深水钻井的作业时间,甚至无需改造和升级即可显著提高钻井船的深水能力.对近10年来国外研究与应用的新型深水钻井隔水管技术进行了概括,主要包括双梯度钻井隔水管技术,夹式隔水管与超静定集成系统,自由站立隔水管技术,高压表面防喷器钻井隔水管技术,细型钻井隔水管系统,非旋转钻杆保护器技术,非钢质钻井隔水管技术等,对部分新技术给出了适用性评价,并对深水钻井隔水管技术在我国南海的应用提出了建议.     

气体钻井完井中气基流体氮气的应用技术

氮气钻井技术是在空气钻井技术发展的基础上发展起来的.在空气钻井过程中,钻遇天然气时容易引起井下燃爆,于是开展了气基流体氮气、气体型流体充氮气以及氮气泡沫流体的研究与应用工作.介绍了氮气钻井完井作业的实施条件、现场制氮的方法及技术要求、气基流体氮气的循环系统以及氮气用于提高机械钻速、保护油气层的应用效果.氮气钻井技术在辽河、四川、吐哈等油田的应用取得了明显的经济效益.     

倒置型长基线技术在自升式钻井平台精确就位中的应用

在海上油气生产开发钻完井作业中,通常需要将钻井平台精确引导至已有水下井口目标的位置,这要求水下相对定位能够达到厘米级的高精度。然而,常规的水面、水下定位技术无法满足高精度作业要求,为实现钻井平台精确就位目标,采用创新式倒置型长基线阵列倒置技术应用于自升式钻井平台精确就位中。重点研究该技术在水下定位中的工作原理、在自升式钻井平台精确就位中的具体应用,分析倒置型长基线技术与常规长基线技术在钻井平台精确就位方面的应用优势,制订海上实施步骤,并完成技术验证试验。     

水平井一趟钻变径稳定器的研制与应用

长庆油田部分区域钻井施工周期短、一趟钻技术能够明显减少钻井周期,提高施工效率。介绍了研制的水平井一趟钻变径稳定器的工作原理和现场应用情况。分析了目前投阀型、排量型、电传控制型3种型号控制机构的优缺点,并提出了变径稳定器的发展方向。     

塔里木油田HLHT区块超深井钻井提速配套技术

塔里木油田HLHT区块储层埋藏深、上部地层松软和下部地层岩石可钻性差,导致出现机械钻速低、钻井周期长等问题,在将井身结构优化为塔标Ⅲ三开井身结构的基础上,把提速重点聚集于二开井段,通过分析地层的可钻性,优选钻头及配套提速工具,并结合钻井实践经验,制定了二开钻井提速技术方案:二叠系以上地层,采用长寿命大扭矩螺杆/国产高效螺杆+ STS915K型或MS1952SS型高效PDC钻头复合钻井提速技术;二叠系及其以下地层,采用Torkbuster扭力冲击器+U513M型或U613M型专用PDC钻头钻井提速技术。现场应用表明,HLHT区块超深井应用钻井提速配套技术后,平均机械钻速逐年提高,从5.55 m/h逐渐提高至8.82 m/h,平均钻井周期逐年缩短,从131.0 d逐渐缩短至86.1 d。这表明,HLHT区块超深井钻井提速配套技术提速效果显著,能够满足该区块超深井快速高效安全钻井的需要。      

哈山3井火成岩地层快速钻井技术

为解决准噶尔盆地火成岩地层岩石坚硬、可钻性差、井斜问题突出等技术难点,进行了火成岩地层“PDC钻头+扭转冲击工具”复合钻井技术研究。针对火成岩地层岩性特点和钻井技术难点,通过研制具有较强耐磨性的φ311.1 mm PK6245MJD型PDC钻头,与适合PDC钻头机械剪切破岩机理的SLTIT型扭转冲击工具配合形成了“高效PDC钻头+SLTIT型扭转冲击工具”复合钻井技术,并在哈山3井火成岩地层取得了较好的应用效果。现场应用发现,“φ311.1 mm PK6245MJD型PDC钻头+SLTIT型扭转冲击工具”一次入井连续工作649 h,单趟钻进尺457.50 m,平均机械钻速1.0 m/h,行程钻速0.7 m/h,与相邻上部火成岩井段相比,至少节约了11趟起下钻的时间与钻头费用;同时井斜角由入井前的4.2°（井深2 882.00 m）降至1.2°（井深3 310.00 m）,纠斜效果明显。现场应用表明,“φ311.1 mm PK6245MJD型PDC钻头+SLTIT型扭转冲击工具”复合钻井技术是实现准噶尔盆地火成岩地层优快钻井的一种有效技术手段。      

可编程序计算器在钻井生产中的应用

本文扼要地介绍可编程序小型计算器在钴井现场应用的实例及日本夏普(Sharp)EL-5002型小型计算器编制钻井程序的方法,固态软件及钻井应用程序的内容。     

旋冲钻井技术在石油钻井中的应用

旋冲钻井技术近年来已成为石油钻井界广泛关注的热点研究课题．被认为是解决深井硬地层钻进难题的最有效方法之一,具有良好的应用前景。本文介绍了国内外该项技术近期研究的进展和应用情况,侧重对DGSC型液动冲击器原理及应用情况进行了表述。     

石油钻井中旋冲钻井技术的应用探讨

旋冲钻井技术因碎岩效率高、钻头磨损小、钻井成本低等技术优势,自诞生以来在矿山、石油钻井、地质勘探、地热钻井等领域有着较为广泛的应用,同时被认为是有效解决深井硬地层钻进难题的可行之策,应用前景十分广泛。文章在概述旋冲钻井技术原理及射流式冲击器工作原理的基础上,对旋冲钻井技术在石油钻井中的应用效果、配套钻井工艺技术以及该技术的应用前景进行了深入探讨。     

特殊工艺钻井技术在新领域的发展方向探析

特殊工艺钻井技术在井矿资源开发中具有较高的应用价值。文中在简单介绍特殊工艺钻井技术的基础上,重点探讨了特殊钻井工艺在页岩气、盐矿、地热资源等新领域中的应用,以期对拓宽特殊工艺钻井技术应用渠道、提升钻井技术在新领域的应用价值有所参考。     

储气库水平井井身结构优化技术及应用

储气库水平井井身结构优化技术是一项关键技术,它旨在提高储气库的储气能力和钻井效率。首先分析了储气库水平井井身结构优化技术的应用价值,并探讨了常见的几种优化技术内容,并以实际的案例进行技术应用阐述,旨在提高储气库水平井井身稳固性,优化储气库的储气能力和钻井效率。     

苏里格气田丛式井钻井技术及应用

丛式井钻井技术是开发建设“科技、和谐、环保”型苏里格大油气田的需要,针对该区丛式定向井施工中地层研磨性强,井眼轨迹控制难,钻井速度慢,钻井成本高的难题,从井身剖面优化、钻头优选改进、井眼轨迹控制、钻井液体系应用等方面开展技术攻关和现场试验。从试验井苏14-20-13井的实施效果来看,钻井速度大幅度提升,取得了显著效果,基本形成了一套成熟钻井技术路线和优快钻井配套技术;也探索了苏里格丛式井提速的新思路、新方法,为下一步持续提速明确了主攻方向。     

Tesco旋转导向套管钻井技术

为了使旋转导向套管钻井技术在我国的石油钻井行业中得到应用,介绍了Tesco公司旋转导向套管钻井技术特点,从井下和地面配套设备2方面介绍了旋转导向套管钻井系统的构成,并与常规定向钻具可回收式套管钻井系统进行了对比,同时分析了不适用旋转导向套管钻井技术的情况,借助马来西亚国家石油公司3口批钻井对旋转导向套管钻井技术进行了现场应用。应用结果表明,旋转导向套管钻井技术缩短了总的钻井周期,套管钻井省去了起钻、通井、循环和下套管的时间;具备常规旋转导向钻井的优势,降低了滑动钻进的事故发生率,所钻井眼轨迹平滑,并且提高了钻井机械钻速。建议我国加快技术研发,使旋转导向套管钻井技术在我国的海洋钻井中发挥出巨大优势。     

多媒体计算机辅助钻井培训系统研制成功

胜利石油管理局钻井职工培训中心于1986年从美国引进了1台DS－200型钻井模拟机，用于钻井职工培训。为了更新，钻井培训中心与石油大学新技术开发推广中心联合攻关，研制成了“多媒体计算机辅助钻井培训系统”。经半年的试运转，工作正常，已于1997年3月26日通过管理局的验收，现已交付使用。该培训系统是以并校培训为主的钻井培训系统。它采用多媒体技术、三维动画技术、声音表现技术、图像显示技术，用多媒体计算机及737cm（29in）大屏幕彩色电视机显示，使培训过程中声、文、图、像达到和谐统整个系统分为两部分；一是理论教学部分。它…     

煤层气开采技术研究进展

目前煤层气开采的常用钻井技术主要是多分支水平井技术、U型水平井技术、V型水平井技术,欠平衡钻井技术,气动潜孔锤钻井技术,超短半径水力喷射等,为进一步开发利用煤层气奠定基础。