南海深水表层导管水下打桩安装技术适应性分析

为了提高深水钻井表层导管施工的安全性和时效性,针对深水浅层钻井难题,基于锤击沉桩原理,通过理论分析和工艺研究,对深水钻井表层导管水下打桩安装技术进行了分析。深水钻井表层导管水下打桩安装技术采用水下液压打桩锤系统将表层导管锤入地层,可在工作船上实施作业,不占用钻机时间。针对我国南海深水浅层地质特点和油气开发需求,对该技术在南海深水钻井表层导管施工作业的适应性进行了研究。结果表明,与目前采用的表层导管钻孔/固井和喷射法安装技术相比,水下打桩技术可分别节省65%和43%的作业时间、79%和46%的作业费用。表层导管水下打桩安装技术可有效提高深水浅层钻井的安全性和经济性,对我国南海深水钻井表层导管施工具有很好的适应性。      

深水钻井喷射下导管模拟试验装置的研制

深水钻井下喷射导管的钻井参数与陆地及浅水钻井存在较大不同.为了模拟喷射下导管过程,为深水钻井喷射下导管作业参数计算提供试验数据,根据深水喷射下导管的特点,以其工具及组合形式为基础,结合土力学基础理论,研制了深水钻井喷射下导管模拟试验装置.该装置主要由土箱、管柱系统、起吊系统、循环系统、加载系统和测量系统组成,可以模拟喷射下导管全过程,通过改变模拟试验中的喷射参数和岩土性质,并对导管的下入速率、承载能力(横向应变、竖向应变及承载能力)进行测量,进而可以研究深水钻井导管喷射作业过程当中,不同岩土性质条件下的喷射参数与导管下入速度和承载能力之间的相互关系和影响规律,建立导管作业参数优化设计方法,为深水油气钻探中导管喷射下入的优化设计提供参考.      

喷射导管技术在深水钻井作业中的应用

深水油气日益成为海洋石油勘探开发的热点，但深水钻井作业面临着许多难题和挑战，喷射导管技术是解决深水浅层钻井难题的技术之一。该技术采用在喷射管柱内下动力钻具的方式，用钻入泥线以下的管串自身重力钻进，喷射到位后利用地层的粘附力和摩擦力稳固住导管，起出送入工具和管内钻具，完成导管的安装。喷射导管技术可避免因水泥浆密度过大而压破地层，也可避免深水由于低温等因素影响固井质量。我国第一口水深超千米的深水井——荔湾3-1-1井利用该技术成功完成了导管的安装，井口装置没有出现井口失稳的问题。随着我国深水勘探步伐的加快，越来越多的深水区块将投入勘探开发，喷射导管技术具有良好的应用前景。     

国产动力钻具在深水喷射中的应用及探讨

深水油气资源日益成为海洋油气勘探的热点，但深水钻井也面临着诸多的困难和挑战，喷射导管技术是解决深水浅层钻井难题的重要技术。该技术在导管内下入动力钻具，利用钻具及导管重力钻进，喷射到达设计导管入泥深度后利用地层的吸附力和摩擦力稳定导管。随着我国深水钻井作业的增多，实现动力钻具的国产化以及提高动力钻具的综合性能以达到提高喷射整体效率充满必要性。南海西部海域两口深水井国产动力钻具的成功应用验证了国产动力钻具的作业能力，也展现了国产动力钻具在深水钻井中的良好应用前景。     

深水表层导管安装方法及风险控制技术研究

深水表层导管是整个深水油井建造的基础,其安装作业风险高、操作难度大,加之设计理论模型和实际情况存在差异,有不确定性的风险,一旦操作失败将会导致恶性甚至灾难性事故的发生。在充分调研国内外最新深水钻井资料的基础上,介绍了深水表层导管的安装方法及关键技术参数设计,并根据表层导管喷射下入工艺技术特性对其进行了风险识别分析,提出了相应的控制技术措施,对现场作业具有重要的指导意义。     

南海深水钻井表层导管喷射作业实践

深水钻井表层导管喷射就是在钻井的过程中边钻孔边完成导管下入,导管下入到位后无需固井作业。结合中海油在南海白云、流花、荔湾区块的成功实践,介绍了在深水进行导管喷射施工的风险分析、作业准备、作业方法和风险防范等措施。深水导管喷射钻井技术能够有效地规避常规钻孔、下导管、固井的作业风险,且能显著节约钻机占用时间,降低成本,具有推广应用的价值。     

深水钻井送入管柱轴向受力分析

基于深水钻井表层导管喷射作业和表层套管固井作业工况分析,提出了深水钻井送入管柱轴向受力计算模型,其中表层套管固井工况为送入管柱轴向受力最危险工况,送入管柱尺寸的选择应根据作业水深和工况进行校核分析,以保证作业安全。     

深水钻井技术进展与展望

深水钻井指作业水深大于400 m而小于1500 m的海洋钻井作业。为减少甚至避免深水钻井中由于地层破裂压力低、浅层流体入侵井筒、页岩不稳定性、天然气水合物问题、海底低温等引发的诸多严重钻井事故,总结了能够缓解部分钻井危险的深水钻井技术,例如:喷射下导管技术、动态压井技术、深水钻井液技术、随钻测井与随钻环空压力测量技术等。针对深水钻井新技术,包括无隔水管套管钻井技术、无隔水管钻井液回收技术、控制压力钻井技术等,分析并总结了各项新技术的应用优势和基本原理,以期为深水油气田勘探开发提供理论依据和现场应用指导。同时,还可为实现智能钻井提供相关的技术支撑。     

深水钻井表层导管喷射安全等候时间窗口设计

针对目前深水钻井表层导管喷射随钻下入工艺中,设计安全等候时间窗口时无理论计算模型依据,存在作业盲目性和风险性的现状,通过对表层导管喷射受力和侧向摩擦力进行分析,建立了安全等候时间窗口设计模型。该设计模型表明,在喷射管串重力已知的情况下,海底土质不排水抗剪强度和承载力时间效应模型为准确设计导管安全等候时间窗口的重要影响因素,在不同海域和土质条件下需分别考虑。深水钻井表层导管喷射安全等候时间窗口设计方法已在我国南海荔湾、流花、白云以及海外刚果、赤道几内亚等多个深水区块得到了成功应用,不仅保证了表层导管喷射施工的安全性,而且确保了较高的作业时效性。     

深水钻井一开导管喷射入泥提速技术

深水钻井由于水深增加,海底表层土质疏松、强度低,通常采用喷射法施工下入.该方法无需导管固井作业,且喷射到位后可解脱送入工具继续二开井眼钻进,避免了钻孔后下导管找不到井眼、固井质量无法保证等问题,优势明显.前期深水钻井一开导管喷射入泥速度慢,通过综合分析论证影响入泥速度的因素,通过优化设计钻头伸出量、排量和上下活动幅度3...     

磨刀门水道水平定向钻穿越施工技术

磨刀门水道水平定向钻穿越工程采用世界先进导向孔对接技术,同时采用了交流线圈铺设新方法、超长距离套管安装新技术、泥浆对注法、安装喷浆短节、深层搅拌桩法加固钻机地锚等,于2008年1月13日回拖成功,创造了新的水平定向钻穿越长度世界纪录(2630m),在超长距离软地层穿越及长距离套管安装技术方面取得了突破。     

水力脉冲式钻井工具的研制与应用

水力脉冲式钻井是利用特定的工具使钻井管柱中的连续流转变为脉冲射流,从而改变井底流场的压力状况,进而提高机械钻速的一种钻井新工艺。在分析水力脉冲产生机理的基础上,探讨了基于瞬变流理论的机械阻断式水力脉冲破岩机理,介绍了SLPMC机械阻断式水力脉冲工具的工作原理及结构特点,简单叙述了该工具在胜利油田进行的2口井的现场试验情况。该钻井工具对于提高机械钻速和降低钻井成本具有一定的积极意义。     

深水科学钻探钻孔重返系统工艺分析与改进措施

深水科学钻探需要使用钻孔重返系统，但现有的技术相对落后，不能满足深水高效钻孔的作业需求。此文针对当前所用的钻孔重返系统的技术特点，对该系统使用的设备及工具进行了创新及改造，同时对施工工艺进行了优化，提出了使用导管喷射钻进及返孔锥一体化作业、正转解锁送入工具与导管技术、水下监控系统ROV及多次下入返孔锥和套管的技术等，可弥补现有系统的不足，在提高操作安全、作业效率及降低作业成本上有较大改进。文章详细介绍了现有钻孔重返系统的施工工艺和技术特点，结合深水石油勘探导管喷射钻进特有的钻井技术，针对性地提出了改进措施，对该系统的后续技术发展有重要借鉴意义，为我国大洋科学钻探船深水钻孔重返系统的建造提供了技术储备。     

水力喷射钻孔技术在静北潜山油藏的试验研究

水力喷射钻孔技术采用自进式水力喷射钻头,利用软管送进并控制轨迹,以高压水射流钻孔的方式在油层与井筒间形成清洁孔道,实现百米穿越。介绍了该技术的工艺原理,结合试验区块的油藏储层特性进行了钻孔参数设计。采用?13 mm小直径连续管作业,在2713~2865 m井段的套管壁上,磨铣出6个?27 mm小孔,用?13 mm喷嘴对3个方位共完成了4条50 m、2条60 m水平孔道,施工压力55 MPa,施工排量1.2~1.5 m3/h,每孔施工时间近20 h,油管管柱采用?73 mm和?89 mm两级组合,完成潜山裂缝性碳酸盐岩高凝油油藏水力喷射钻孔现场试验并获得成功,增油幅度达367%,表明水力喷射钻孔在碳酸盐岩储层应用具有较好前景。     

浅析套管钻井技术

按套管钻井技术中钻进工具和操作技术不同,套管钻井有3种不同的形式,即可回收钻具组合的套管钻井技术、尾管钻井技术和可破碎的钻头套管钻井技术。分析了套管钻井技术的优越性和套管钻井参数,并指出了应该注意的问题。套管钻井技术使钻井液水力参数得到明显改善,有利于井眼净化和当量钻井液密度控制。套管钻井可以简化钻井程序和井身结构、减少钻井事故、提高钻井效益、节约钻井成本。     

延展胀开式表层套管钻井专用钻鞋的研制与应用

套管钻井技术是一项世界范围内钻井领域降低钻井成本的革命性新技术,钻鞋是表层套管钻井最核心的技术。国外公司生产的钻鞋价格昂贵,不利于表层套管钻井技术在国内的应用与发展。因此开展了延展胀开式表层套管钻井专用钻鞋的研制与应用。文中重点阐述了所设计钻鞋的结构设计、工作原理、室内试验和现场试验。现场试验表明,该钻鞋设计合理,动作灵活可靠,完钻后易于钻除和表层固井施工,满足现场使用要求。该钻鞋的研制提高了大庆油田表层套管钻井整体的技术水平,有利于套管钻井技术的应用和发展。     

单行程套管钻井技术研究与应用

套管钻井是近几年新兴的一项钻井技术,目前表现出强劲的发展势头。吉林油田针对套管钻井的特点,立足于工艺及工具设备国产化原则,进行了套管钻井工艺及工具配套技术的研究,并在吉林油田套保、扶余及新民地区进行了11口套管钻井的现场试验,采用改进型钻头脱接装置,根据地质要求进行了主力油层裸眼测井,并完成了井深1000m以上的套管钻井,取得了良好效果,证明国产化套管钻井技术经过完善后,可望成为降低钻井成本、提高效益的钻井新技术,具有广阔的发展前景。     

轮古40C井套管开窗侧钻小井眼定向钻井技术

在老井改造措施中,采用套管开窗侧钻比较普遍,而在侧钻过程中经常会遇到不同的地层压力系数,必须增加一层套管,这样就得用更小尺寸的钻头钻进,施工难度也随之加大。轮古40C井所遇到的正是此种情况。为了预防窗口小影响下步施工,在塔里木油田深井中,套管开窗侧钻一般采用锻铣套管开窗,为减少施工工序,该井使用了斜向器开窗,并在?152.4 mm井眼顺利下入了?127 mm尾管并固井,然后用?104.8 mm钻头钻达设计井深。通过该井的成功探索,说明使用一次性斜向器开窗侧钻是可行的;钻?104.8 mm小井眼时,防止发生钻具事故是关键,如果钻具脱落,首选公锥进行打捞。     

深水海底浅层喷射钻进过程中钻压与钻速关系

深水喷射法下表层导管过程中机械钻速与地层强度、钻头结构和水力参数等因素密切相关,钻压是影响机械钻速的主要因素之一。为了研究喷射法钻进施工过程中钻压与机械钻速之间的关系,开展了一系列喷射法下导管的模拟试验,来探索喷射过程中钻压与钻速的之间影响规律。通过对大量试验数据的处理和分析,建立了适合南海白云区域海底浅层的钻压与机械钻速之间关系模型。利用建立的钻速计算模型,在白云6-1-1井进行了现场应用。利用理论模型推荐出的最佳钻压和最大机械钻速数据与实测数据吻合良好。现场应用结果表明,文中研究成果能够为海洋深水喷射法下表层导管施工提供科学依据。