钻分级注水泥器井口改进装置及应用

针对钻分级注水泥器施工过程中不能准确控制加压载荷,易造成循环过程中钻压过大,钻头进尺过慢等问题,提出了一种钻分级注水泥器井口改进装置。首先介绍了螺杆钻具的工作原理及输出特性,然后分析了螺杆钻具的基本性能,从钻压和排量两方面来考虑提出了一种井口装置改进的新方法。最后以刘7-8H井成功实践为例,表明了该方法具有较广泛的应用前景。     

钻浅层塞井口防顶装置的研制及应用

在钻浅层塞作业过程中,为了防止出现井喷顶钻事故,研制了井口防顶装置。该装置是根据以最高上顶力和井口装置最低抗内压两者中最低者来选用井下作业井口控制装置的原则进行设计的。中原油田普遍使用350井口,最高耐压35 MPa,钻塞使用114 mm钻头,故设计的防顶装置承受的最低上顶力为364 kN,附加安全系数1.5倍,其承载上顶力为550 kN,能够避免防顶控制过程中上顶力对防顶装置的损坏,确保施工安全。现场应用控制防顶5口井,成功率100%,有效地解决了钻浅层塞施工中井喷防顶的难题。     

提高钻塞速度技术研究

油田开采进入中后期,油层改造措施频繁,经常遇到钻塞施工。由于井下管柱设计、工具优选、循环过滤系统等方面不合理,导致钻塞速度慢,作业周期延长。通过对钻头的优选、设计合理的管柱组合、管柱防堵技术、循环系统的研究,有效地提高了钻塞速度。     

钻头钻削桥塞过程受力分析与试验研究

为了定量分析和控制连续油管钻头钻削桥塞过程中的钻压和扭矩,预防钻屑过大,返屑困难,对复合桥塞钻削过程进行了力学分析。通过建立连续油管钻头钻削桥塞过程力学分析模型,分析了钻头钻压与压入深度和扭矩与切屑之间的力学关系,得到了钻压、扭矩与切削深度的力学方程。为验证该力学方程计算结果的准确性,在2口井进行了现场试验,共钻掉9个桥塞。试验显示,计算结果与现场试验结果的最大相对误差为15%,可满足预测实际钻塞深度的精度需求。研究结果表明,建立的连续油管钻头钻削桥塞过程力学分析模型可以描述钻压、扭矩与切削深度之间的力学关系,对桥塞钻削施工中钻压与扭矩的控制具有指导意义。      

泵送式复合桥塞钻磨工艺研究与应用

华北油田任密1H等井压裂采用了泵送式复合桥塞分段压裂工艺,压裂放喷后出现桥塞砂埋现象,需要钻磨桥塞提高产量。通过对桥塞分段压裂工艺特点分析,找出了钻磨桥塞的难点并制定相应方案。根据井况分别采用连续油管底带螺杆钻、普通油管底带螺杆钻加自制的旋流式四翼凹底磨鞋等工艺对任密1H、太密1X井钻磨桥塞,实现了一趟管柱连续钻磨5个和4个桥塞,实现了快捷、安全施工。     

连续油管泡沫钻塞技术研究与应用

针对涪陵页岩气储层钻塞效率低、事故风险高等问题,通过室内实验、理论研究以及现场数据分析,开展了连续油管泡沫钻塞技术研究。通过优选起泡剂与稳泡剂,最终确定泡沫钻塞液的配方为1.2%起泡剂JY+0.15%稳泡剂HPAM,并对钻塞工艺的磨鞋与螺杆马达等关键工具以及排量、钻压、上提速度等关键参数进行了优化。该技术在8口井进行了现场应用,与传统方法相比,钻塞时效提高79.8%,事故率降低51.5%。该技术可有效提高页岩气钻进效率,降低事故率,具有推广应用价值。     

井下动力钻具滑动钻进钻桥塞钻头加压技术

在定向井和水平井钻桥塞时,为了减少磨损,可以采用井下动力钻具滑动钻进,钻头加压技术成了关键。应用钻柱拉力扭矩模型向司钻提供了包含桥塞深度、不同摩擦因数下的下钻到底时的大钩负荷和加不同钻压时的大钩负荷的钻压控制参考表。司钻根据下钻到底时的大钩负荷从表中找到所加钻压对应的大钩负荷,然后下放钻具,让大钩负荷与设计值一致,加上钻压。现场4口井钻桥塞过程中,没有观察到明显的托压现象。     

MFE与井口加压结合的验窜方法

MFE工具与井口加压结合的验窜方法根据MFE地层测试的工作原理，下井管柱采用单封隔器的结构，下部带电子压力计和机械压力计监测。无人工在井口环空观察液面变化，然后用高压泵车在环空加压。起出管柱后对环空的变化情况及压力计的压力卡片进行综合分析以确认窜通点。运用该方法在塔30－18井的八个验窜点中，找到了二个窜通点，为本井的下步封堵作业提供了科学依据。     

作业井口增力装置的研制与应用

在修井作业过程中,经常遇到砂卡、套管变形或破损造成的管柱卡死、封隔器和丢手解封等情况,作业设备由于动力不足或承载能力不足,不能有效解卡解封,为此研制了井口增力装置。应用结果表明,该装置应用可靠,在小修作业中发挥了重要作用。     

小井眼免钻塞注水泥装置的研制与应用

需要钻塞的分级箍固井工艺是注水泥完成后,要将留井工具钻掉,钻除过程中存在落物、钻偏、钻漏套管等风险,直接影响后期的施工和油气井的寿命。免钻塞固井工艺是固井完成后把装置内部的构件全部提出井筒外即可,省去了钻塞过程,缩短了完井时间,减少了井下事故发生的概率。但是这种免钻塞装置的尺寸较大,仅适用于7in或5 1/2in井眼中,在目前以经济效益为导向的经济开发方式下,老油田的挖潜增效,常常为减少投资成本利用废旧老井,如侧钻井,这种井的井眼尺寸小,已有的免钻塞注水泥装置在小井眼的井筒中无法排布。为此,研制了一种小井眼免钻塞注水泥装置。     

气体钻井井口腐蚀(冲蚀)检测装置设计与应用

为了提前预知气体钻井工况下可能引起的腐蚀(冲蚀)危险,研制了适用于气体钻井的井口腐蚀(冲蚀)检测装置。该装置克服了现有技术的不足,安装在气体钻井排砂管线(或测试管线)上,可快速真实监测气体钻井腐蚀(冲蚀)速率,为现场实施气体钻井提供指导,降低井控风险。现场监测结果表明,用该装置测得S135腐蚀棒的平均腐蚀(冲蚀)速率为9.5 mm/a,其表面光滑,局部有细小凹坑,属于典型的高速气流携带钻屑的冲蚀行为;P110腐蚀棒平均腐蚀速率为1.58 mm/a,其表面腐蚀均匀,有细小凹坑,主要为CO2的腐蚀产物FeCO3以及地层岩屑的主要成分SiO2,此外还夹杂少许地层水中的无机盐,符合CO2冲刷腐蚀特征。建议采用抗CO2腐蚀的管材或向环空添加缓蚀剂的方法预防腐蚀。     

新型抽油机调偏抗磨井口装置的研制与应用

孤岛油田的主要采油工艺是有杆抽油机井采油工艺,许多稠油井、注聚井、偏磨井等经常出现井口密封不严的问题。介绍了ZZYWWY-1型抽油机调偏抗磨井口密封装置的结构、性能以及在孤岛油田的现场应用情况。该密封装置较好地解决了目前抽油机井的井口密封问题,具有抗腐蚀、防偏磨、防断杆、密封性能好等特点。     

可控型循环压井钻孔装置的研制与应用

要重新恢复不规则封堵的老井或长停井时,现场施工中需要一种配套设备对油井进行泄压、压井,然后安装井口装置。为此,研制了可控型循环压井钻孔装置。该钻孔装置用卡箍与套管固定,用简易手动泵推动活塞向钻头加压,在油井套管钻孔建立压井通道后,可对油井进行有控制的泄压、压井施工。现场应用结果表明,可控型循环压井钻孔装置是一套安全、可靠、实用的工具,具有耐压高、操作简便和井口压力可控的特点,设计强度满足高压井口的要求,成功解决了老井和长停井恢复问题。     

欠平衡钻井液技术研究现状

综述了国内外欠平衡钻井液技术的研究发展概况、应用体系以及现场应用的要求,重点介绍了欠平衡钻井液的六种常用钻井液体系、欠平衡钻井液的选择依据和影响因素,以及欠平衡钻井液的关键技术,这对欠平衡钻井液技术的推广应用具有一定的现实意义。     

井口原油数字化含水分析装置研究应用

针对井口原油取样含水分析采用传统手工测定方法,存在化验时间长,人力物力消耗大,取样口原油容易外溅,造成井口环境污染等问题,研发了井口原油数字化含水分析装置,介绍了该含水分析装置的工作原理、装置构成和工作程序。通过现场实际应用表明,该装置分析时间比传统化验方法约快100倍,大幅降低了人力资源和化验耗材,可以实时监测井口原油含水率,方便快速管理采油生产,预防环境污染,取得了明显的经济效益。     

暂闭井带压作业机控压钻磨水泥塞技术及应用

修井机和连续管钻开暂闭井上部井段水泥塞后,水泥塞下方的圈闭压力突然释放易导致钻具飞出、设备和钻具受损以及井喷事故。采用带压作业机控压钻磨暂闭井上部井段水泥塞,能在管柱自重基础上施加足够高的下压力,工作防喷器回压控制能力高,钻塞管柱刚度强,能有效预防此类事件发生。针对带压作业机钻磨水泥塞存在的技术难点,从防喷器组合、地面流程、钻具组合、施工工艺等方面进行优化设计,形成一套“主动加压＋复合旋转＋平衡背压”的带压作业机控压钻磨水泥塞技术,能够有效应对桥塞或水泥塞下方可能圈闭有高压的风险,满足暂闭井钻塞的施工要求,且对道路、场地要求低,不需基建,作业周期短,可大幅降低作业成本。该技术在现场应用11井次,效果良好,为暂闭井、高压气井钻塞作业提供了技术借鉴。     

带压安全更换井口闸阀技术的研究与应用

高压气井采气井口的 1、2、3号控制闸阀常因腐蚀等多种原因产生泄漏 ,对气井的安全生产带来严重危害 ,为了解除采气井口控制闸阀导致的生产不安全隐患 ,研制在油管和大四通旁通中实施暂时堵塞以分别更换 1号和 2、3号控制闸阀的工艺技术 ,以及应用该项工艺技术获得的显著经济效益     

导向钻井井下控制理论与技术的发展

介绍了近几年旋转导向钻井技术的发展概况和国内外的研究成果,阐述了井下控制的一些概念和原理,以及导向钻井井下控制理论和技术的发展,并指出导向钻井轨迹控制预测方法也应随钻井方式的不同而不同,提出了实现导向钻井井下控制的关键技术和方法是增加井下钻具组合的可调特性和改变井下工具的工作状态,在井眼轨迹控制系统中增设反馈环节,这是井眼轨迹控制技术研究的重点.     

近十年石油钻井工具新进展

综述了８０年代后期至今的国内外石油钻井工具领域的研究与应用情况。简要介绍了钻头、钻柱稳定器、井下推进器、冲击器、取心工具、定向井及水平井钻具等八个方面新产品的性能特点、结构设计、应用范围和使用效果等