智能钻柱设计方案及其应用

用旋转导向钻井工具在复杂地质条件下钻复杂结构井、特殊工艺井以及建设智能油井是21世纪的重要课题和发展方向之一。分析了钻井液脉冲无线随钻传输以及电磁波传输所存在的问题,指出采用导线传输方式既能由地面向井下输送足够的电力以电控井下仪表传感器和专用硬件,同时又能建立10^～10^6b／s的超高速率传输多类参数的有线实时双向闭环钻井信息“高速公路”。提出了智能钻柱的设计思路及方案,并分析了智能钻柱的功能、优点。     

江苏复杂断块地质导向钻井技术的应用

地质导向钻井是以井下实际地质特征来确定和控制井眼轨迹的钻井技术。江苏油田地质条件复杂，构造小、断层多、油层薄、渗透率低，仅采用几何导向钻井很难命中最佳地质目标。通过采用地质导向技术，取得了较好的水平井开发效果。重点介绍了江苏复杂断块3口水平井应用随钻地层电阻率、自然伽马测井来指导井眼轨迹的实时调整和控制，从而实现地质导向钻井技术的应用实例。     

智能油井管在石油勘探开发中的应用与发展前景

指出了钻井液脉冲无线随钻传输以及在井下用电池或涡轮发电机供电所存在的问题.先进的钻井、完井、采油技术需要既能由地面向井下输送足够的电能以电控井下仪表、传感器等钻井硬件,同时又能建立104～106bps的超高速率传输多类参数的有线实时双向闭环钻采信息"高速公路".介绍了智能钻柱的形成与发展,指出了智能油井管在石油勘探开发中应用的功能、优点及发展前景,提出了智能钻杆的设计、研制方案及与智能钻柱配用的多种电控井下硬件等创新点,认为智能油井管是实现智能钻井、完井和建设智能油井以及智能化油田的技术关键和创新工程.     

SK-SMS页岩气录井仪及服务

<正>SK-SMS页岩气随钻录井仪整合地面常规录井参数与井下随钻参数,通过实时地质导向监控,实现复杂地质条件勘探,提高大位移水平井钻井施工监控及储层发现能力,降低钻井风险,提高勘探效率。其LWD套件包括井下服务完整解决方案,集FMWD无线随钻测斜仪、中控单元、大功率发电机、电磁波电阻率、地面设备和软件于一身。任意组合的专业化设备,使于现场应用DNV正压防爆仪器房,满足危险场合的监控要求模块化快速色谱仪,实现页岩气的快速发现高性能的MWD/LWD系统,适用于水平井的钻井导向实时地质导向监控系统,钻井方案优化     

钻井录井信息与随钻测量信息的集成和发展

钻完井工程是一项复杂且高风险、高投资的系统工程，钻完井工程可产出大量信息，实现录井信息化、网络化和集成是保障安全、优质、低成本钻完井的重要前提。在系统介绍录井信息主要类别的基础上，综述了随钻测量技术现状，归纳了钻井液脉冲随钻测量、传输技术（mud-MWD）的优缺点，分别就随钻测斜、随钻测井、随钻测压、随钻核磁共振成像测井、随钻地震与随钻垂直地震测井和随钻声波测井、随钻旋转导向和随钻地质导向等几种随钻信息采集、处理、控制和应用技术予以阐述，分析了mud—MWD既是在用的主要服务技术又是制约钻井随钻闭环测控技术发展的瓶颈。并为推荐基于电子钻柱的智能随钻集成技术与智能钻井，介绍了智能钻井的基本理论、基本技术、作用与技术关键及难点。     

21世纪中国钻井技术发展与创新

阐述了自动化钻井的理论与优点并重点介绍了自动化钻井的10项主要技术。建议21世纪初期重点发展复杂结构井的产业化技术、钻井信息技术、绿色钻井液及其精细化学品、深井超深井技术、现代平衡钻井技术、油气层保护技术、柔管钻井和小井眼产业化技术、钻井理论研究等8个方面。钻井既是一项地下工程,就需要发展井下控制技术并将目前地面遥控的闭环钻井信息流的主要部分移到井下,逐步使钻井信息的采集和处理以井下为主,并使钻井的决策与控制主要在井下直接进行。提出了研制井下钻井微软、井下地质微软和井下油藏微软的意义,提出了井下随钻信息集成系统的原理和研究随钻闭环自动导向钻井技术创新工程的思路和技术路线。     

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石油钻柱主要由方钻杆、钻杆、钻铤三大部分组成,因服役条件十分恶劣,使其成为钻井设备工具中的一个薄弱环节。特别是在深井、超深井及复杂地质环境条件下钻井,钻具失效事故时有发生,四川川东地区仅１９９６年～１９９７年间就发生了人钻具井下断裂事故,造成了很大经济损失。防止和减少钻具失效,关键在预防,为此,根据钻柱各部分在井内的受力特点不同将其划分为钻柱井口处、零应力点上部、零应力点附近、零应力点下部四个钻具     

新型旋转导向井下闭环钻井工具

近年来大位移井和复要轨迹井眼的需求不断增加,对井下钻井工具的研制提出了新的要求,利用现有的动力导向技术,钻压旗加困难,难以发挥高效钻头的作用,“滑动”方式下大摩阻的存在使井底工具面的控制难度加在,井眼水平延伸受到限制,为减小摩阻,使钻柱具有更大的延伸能力,实现对井眼轨迹的精确控制,国内外纷纷致车于井下可控工具和旋转导向闭环钻井系统的研究,本文介绍了2类可实现井下全方位控制的偏置机构及目前国内外已有的几种旋转导向闭环钻井系统。     

基于顶部驱动的滑动钻井导向控制技术

将北京石油机械厂顶驱的主轴旋转定位技术与MWP随钻测量仪相结合,设计并实现了基于顶部驱动钻井和井下动力钻具组合的顶驱滑动钻井导向控制系统。该系统由顶部驱动钻井装置、人机交互界面、井下动力钻具以及MWD随钻测量工具等4部分组成,将顶驱和井下动力钻具相结合,实现对旋转钻柱包括转速、转向、角度在内的完全控制,并可根据井下实时反馈的井眼轨迹信息,实现滑动钻井之前工具面的设置以及滑动钻进过程中工具面的实时监控和动态调整。内蒙SNO116-19H定向井项目的实际应用结果表明,该技术能够显著提升定向井钻进作业的整体时效和井眼质量,同时也为导向钻井的闭环控制和自动化控制奠定了基础。     

随钻地质导向智能决策的实现与应用

地质导向决策是随钻地质导向技术的核心,为避免人为因素造成决策结果差别并最终影响施工效果,基于典型的在储层中部钻进、沿储层顶部钻进及追踪储层甜点等3种地质导向场景类型,收集并整理了60口井的3 000条决策样本数据进行神经网络训练,搭建智能决策平台实现随钻地质导向智能决策。训练结果表明,智能决策平台生成的导向决策准确率达到89.7%,满足地质导向实时决策分析的施工要求,并可以对已钻井的地质导向施工质量进行定量分析。该研究提高了地质导向实时决策分析的准确性以及决策效率,可优化井眼轨迹并降低钻井风险,为实现随钻地质导向技术智能化转型和加强地质工程一体化开发提供参考。     

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.     

随钻扩眼工具及技术研究

基于随钻扩眼技术优势的分析，研究了机械式、液压式和偏心式随钻扩眼工具执行机构和扩眼总成的机构原理，并介绍了国内所开展的相关研究。文章提出应加强现有工具的适应性和匹配性研究，发掘各类工具的优势。优化执行机构、扩眼总成和水力机构、重视底部钻具组合力学特性的分析是今后发展和完善随钻扩眼工具及技术的几个重要内容。实践表明，随钻扩眼技术在处理井下复杂情况、降低钻井综合成本、提高钻井速度、提高建井质量和安全性等方面具有显著的优势，随钻扩眼工具也正逐渐成为一种重要的石油钻井配套工具。     

缅甸D区块钻井复杂情况及处理措施

缅甸D区块在钻井施工过程中遇到了井壁垮塌及掉块现象严重、高陡构造井斜控制难度大、钻井液漏失严重、钻井液安全密度窗口窄等复杂问题,使得该区块钻井效率低下,勘探进度缓慢。为此,采取了一系列有针对性的处理措施,保证了钻井施工的顺利进行,满足了地质勘探方面的要求,并获得了良好的油气发现。     

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钻井工程作业要破碎厚达数千米厚的岩石，其破岩效率的主要影响因素是井下地层岩石性质、破岩工具和方法。文章对岩石性质进行了基本分析，进行了喷嘴射流水力冲蚀辅助破岩门限压力的实验研究。提出了在现有旋转钻井方式下，钻头的机械破岩、喷嘴射流的水力辅助破岩和降低井底压差是提高钻井破岩效率的三个重要途径。分别阐述了它们能够提高钻井速度的机理、方法、关键技术和研究方向。同时介绍了激光钻井和电热能钻井新方法的研究与发展趋势。     

胜利油田中深井优快钻井技术

对胜利油田中深井钻井作业的特点及难点进行了初步分析，并从应用PDC钻头及合理使用牙轮钻头、简化定向井施工程序、优选钻井液体系、采取必要的井眼保护措施等方面给出了优快钻井技术方案。现场应用表明，中深井钻井速度逐年提高，至2002年，已达到18．81m／h，从而缩短了钻井周期，降低了钻井成本，值得进一步推广应用。     

过去10年国外钻井技术的重要进步

在过去10年中，国外钻井技术的发展取得了长足进步，大大提高了钻井能力和效率，降低了钻井成本。文中详细介绍这10年中的一些重要技术进步，包括连续油管钻井、钻头、随钻测量、随钻测井、地质导向钻井和自动化钻井技术等，这为我国在这方面的发展与研究提供了重要的借鉴。     

智能钻井发展现状研究

鉴于海洋钻井平台上严峻的生存环境以及智能钻井在安全、质量、成本、时间等方面具有相对于传统钻井的优势,智能化成为了钻井设备发展的必然趋势。智能钻井主要分为井下工具的智能化、井上智能钻井系统和高速大容量的信息传输通道。学科综合和信息的高效传递是智能钻井的显著特征。在海洋钻井和复杂地质情况下,智能钻井必将得到极大的应用。总结了近年来石油钻井行业在智能化方面取得的进展。认为信息的高效传递、工具小型化、井下机器人和智能钻井系统与智能井下工具的结合是智能钻井的发展方向。     

PDC钻头在普光10井空气钻井中的应用

长期以来人们一直认为,在气体钻井中PDC钻头机械钻速没有牙轮钻头高,而且气体散热能力差,易损坏PDC钻头的复合片而使钻头早期失效,因此,在气体钻井中绝大多数使用牙轮钻头。在普光10井空气钻井中应用PDC钻头,主要目的是验证PDC钻头的适应性,并探索在高陡构造、岩石可钻性差的地层控制井斜和提高钻井效率的方法。在该井空气钻井施工中,利用PDC钻头加较低的钻压便可获得较高机械钻速,配套应用塔式防斜钻具,达到了有效控制井斜和提高钻井效率的目的,最大井斜2.59°,比邻井空气钻井井斜小13.6%~75.4%,PDC钻头钻进进尺1517.08m,机械钻速8.63m/h,比邻井普光101井机械钻速高67.1%。通过分析认为,气体的散热效果并不是影响PDC钻头寿命的根本原因,而只影响井眼环空的畅通和单位时间通过钻头的气量;PDC钻头+塔式钻具可有效地控制井斜,提高钻井效率。     

自动化智能化钻井技术进展

在介绍旋转导向钻井技术和地质导向钻井技术等近几年来钻井新技术发展的基础上,阐述了下一步钻井技术的发展方向,构建了自动化智能化钻井新技术的发展框架;通过开展随钻地震技术、近钻头测量技术等钻井新技术的研究攻关,实现钻井过程的随钻预测及自动控制;通过开展智能钻杆技术实现井下数据与地面数据及控制指令的高速率传输,最终形成闭环钻井系统,实现自动化智能化钻井。     

基于井下流量测量的微流量控制系统

为了能够快速有效地监测井下复杂情况并控制井底压力,开发了一种基于微流量测量的控制系统,根据实时监测钻井液进出口流量的变化来判断井下复杂情况,通过调节井口节流装置的开度来控制井口回压,从而实现对井底压力的精确调节和控制。设计了一套井下压差式环空微流量测量装置,该装置能够快速监测由于早期井涌、井漏等井下复杂情况而引起的井底流量的微小变化,并将井下测得的数据通过MWD传送至地面,与井口数据相结合进行分析,从而能够更加有效地提高微流量控制系统对井底复杂情况的判断能力和系统控制精度。介绍了井下微流量控制流程,进行了压差式井下环空流量测量装置的入井试验,分析了试验结果。入井试验表明,该装置可成功监测环空井底微流量变化,及时反映井底工况,且测量精度较高。