国外小井眼钻井设备及工艺技术的新进展

发展和应用小井眼技术的主要目的是降低钻井成本,90年代以来,小井眼钻井技术已成为国外发展经济钻井技术的热点之一,通过10多年的发展,小井眼钻井设备及关键技术已取得了长足进步,文中着重介绍国外公司在小井眼钻井设备以及在钻头,井下工具和井控等方面的技术进步。     

国内外小井眼钻井设备的发展

由于小井眼钻井成本低、排出岩屑体积小，对环境污染小，近几年来在世界范围内得到了大力发展，因此，各种小井眼钻井设备应运而生。介绍了目前国外小井眼钻井设备的发展状况及特点，提出了我国发展小井眼钻井设备的建议，并给出了一种小井眼钻机的初步方案。     

新型小井眼钻井系统

简要介绍了一种新型小井眼钻井系统的设计特点和工作特性。并通过一海洋平台小井眼钻井系统应用实例,说明了新型小井眼钻井系统的应用潜力。     

无钻机小井眼钻井

挠性管（ＣＤ）和液压修井（ＨＷＯ）装备的发展已经改变了各种有关钻井作业的概念。目前一种结合这两项可靠技术而不用有井架的常规钻机的新系统能够完成小井眼钻井作用。液压修井装备用于下套管固井作业；挠性管设备靠使用连续钻柱完成钻井作业。     

低成本小井眼钻井装置

介绍低成本小井眼钻井装置产生的背景、装备及自1994年6月以来的使用情况。该装置能钻直井和倾斜角为45°的斜井,能钻常规井(直径达17 1/2in),并可用大型装置连续取心(尺寸达6 1/4in),钻机承载能力100t,顶部驱动系统转速达400 r/min,钻深3500m。其机械式管子提升系统包括一套装在顶部驱动头内的液压夹紧装置和一套配有液压动力刹车(能刹住8in钻铤)可升降和伸缩的天车台。提升系统可适用于13 3/8in三根套管的立根。三缸泵、动力机组和发电机罩在隔音罩内。钻机和辅助设备按油田标准设计,所有压力管线额定值为5000 lb/in~2。防喷提升系统尤其适于钻斜井,液压吊车与钻台上的绞车装在一起提供钻机钻台上日常的设备提升操作。主要的钻井装置设置于6 m ISO标准容器内(包括泥浆罐),易于船运和港口装卸。该钻机配有井场计算机网络的计算机式钻机仪表系统,并通过液压绞车控制系统可灵活自动地操作钻井设施。     

在恶劣井况下的小井眼钻井方法

在有小尾管的井中,有时需要独特的钻井、完井和修井方法,尤其是深井和严重狗腿度的井。利用改进了的钻井方法在恶劣井下条件的两口井中获得了成功。第一口井用小泥浆马达和加重泥浆钻开了φ88.9尾管内的水泥塞。第二口井,用大直径的PDM驱动小直径的工作管柱,在φ88.9的尾管内钻进取得了成功。     

小井眼水平钻井系统

在现有井中，侧钻水平井可以提高产量、降低钻井成本，具有明显的经济效益，Ｓｌｉｍ Ｄｒｉｌ国际公司研制的专用水平井下部钻具组合，可在４ １／２〃－７〃的套管内采用普通钻杆和常规钻机钻水平井，迄今为止，采用这种小井眼钻井系统已成功地完成了４０多口水平井。     

小井眼开窗侧钻配套技术研究与应用

针对TUHA油田开发状况和油藏特点,对小井眼侧钻及配套技术进行研究和完善。特别是在小井眼侧钻井钻头选型、小井眼侧钻井钻具结构优化、小井眼MWD复合导向钻井以及小井眼扩眼技术、新型完井管柱优选、增产技术等方面取得进展,机械钻速大幅度提高,钻井周期显著缩短。与前一年度相比,平均机械钻速提高了95%,钻井周期缩短69%,事故复杂时效由14.6%下降到1.9%,侧钻井开发效果创历史最好水平。对同类型油田开发小井眼侧钻技术的应用具有借鉴意义。     

浅谈海洋石油钻井完井机械及工具的国产化

针对海洋石油勘探与开发投资高、风险大的特点 ,简述了海上作业对海洋石油钻井完井机械及工具的特殊要求。总结了近几年来我国海洋石油钻井完井机械及工具如PDC钻头、钻柱稳定器、钻井泵、井口装置、修井机、井下工具和管材等在国产化方面取得的成绩和目前存在的问题。面对 2 1世纪和我国即将加入WTO的机遇和挑战 ,特别是针对近几年来国外海洋石油钻井完井机械及工具领域出现的高新技术 ,提出了我国石油机械制造企业应以质量为核心 ,加强行业化管理 ,实施名牌战略和向高新技术进军等方面进一步加强国产化工作的建议     

基于赫—巴模型的微小井眼钻井连续油管内钻井液流阻计算分析

微小井眼连续油管(CT)钻井技术具有诸多优点,但微小井眼尺寸小,导致钻井液流动空间小、排量较小、返速较高、循环损失较大,限制了该技术的推广使用。为解决微小井眼CT钻井循环钻井液流阻过大的问题,基于赫—巴模型,结合微小井眼CT钻井的特点,计算了CT内钻井液流阻,探讨了CT内钻井液流阻与钻井液平均流速、CT长度或井深、CT内水眼直径、滚筒直径等参数的关系。研究结果表明:①滚筒上CT内流阻随钻井液流速增大而呈线性增加且增加幅度更大,使用小排量进行钻进能降低滚筒上的流阻;②滚筒上和井筒中CT内钻井液流阻均随CT的长度增加呈线性增加,而随着CT内水眼直径增加呈线性减小,钻深井时,可使用大管径进行钻进;③CT内钻井液流阻受滚筒直径的影响很小,但随钻井液的流速增大呈线性增加,因此当滚筒上缠绕的CT较长时,可使用多个滚筒进行缠绕,以降低滚筒上CT内钻井液流阻。结论认为,寻找控制和减小微小井眼钻井CT内钻井液流阻的方法和优选适合CT钻井的相关参数,有助于加快该技术的推广应用。     

钻具车修中心架和作业线装置的研制

通过对钻具螺纹车修减振中心架与作业线装置的研制．解决了钻具螺纹车修过程中，因钻具振动造成的车床损坏和车修质量问题。实现了钻具上下车床的半自动化．提高了工作效率，减轻了劳动强度，保证了钻具螺纹的车修质量。     

DP19小井眼欠平衡水平井井眼轨迹控制技术

在简述DP19井储层地质情况、井身结构和井身轨迹剖面的基础上,对井眼轨迹控制技术难点进行了分析,阐述了DP19井小井眼欠平衡长水平段水平井井眼轨迹控制技术,总结了小井眼欠平衡长水平段水平井钻井施工经验和认识,为提高大牛地低渗低压气田整体开发效益积累了宝贵经验,同时也为非均质储层长水平段水平井的轨迹控制提供了新的工程技术手段和有效途径。     

靖南G68-16井小井眼钻井技术

G68-16井是靖南气田区块第1口φ206.4 mm小井眼试验井。针对该区块地层复杂地质特征,结合G68-16井小井眼钻井特点,优化钻具组合、优选钻头和螺杆型号,通过参数优化、钻井液性能维护以及预防井下复杂和事故等技术对策,使该井二开钻进4趟钻、划眼4趟钻完钻,钻井后期因处理井下复杂划眼历时16 d,完井作业顺利,平均机械钻速比原φ215.9 mm井眼提高了19%。试验取得较好的效果,为该区块进一步进行小井眼钻井试验积累了经验,为提速提供了有利的技术参考。     

钻机与井下工具新进展

文中主要介绍了国内外钻机与井下工具的最新进展,包括可快速拆卸和安装的“火箭”型钻机,轻便、安全、高效的“理想”型钻机,适用于页岩钻井的新型移动式钻机;国内外为提高难钻地层钻井速度研发的防憋钻工具、扭转冲击辅助破岩工具、轴向振荡工具、主动减振器、轻型超高强度钻杆。最后提出了提升我国钻井装备与工具水平的建议     

钻具在磺化钻井液中发生腐蚀的影响因素研究

在钻井施工过程中，普遍存在钻具腐蚀的问题。据中原油田1993年调查结果表明，中原油田在19901993年报废钻杆共144280m，其中因腐蚀而报废的钻杆占50％以上。中国石油钻井每钻进1m，消耗4kg钻杆，而其中由腐蚀造成的损失约占50％，因而开展钻具腐蚀与防护的研究是非常必要的。利用动态挂片装置、调温调湿箱和电化学仪器，通过改变磺化钻井液温度、流速、Cl^-含量、腐蚀时间、磺化钻井液pH值和湿度等条件，考察了这些因素对钻具腐蚀速度的影响。结果发现，提高磺化钻井液温度、流速、增加Cl^-含量都能增加磺化钻井液的腐蚀速率。延长腐蚀时间，提高磺化钻井液的pH值能降低试片的腐蚀速率；提高调温调湿箱湿度会增加试片的腐蚀速率。     

自激振荡式旋转冲击钻井工具在深井钻井中的应用

为进一步提高塔河工区深井、超深井的机械钻速,在该区块试验了旋冲钻井技术。TH10435H井和TH12272井深部井段使用旋冲短节配PDC钻头,取得了良好的提速效果。TH10435H井使用井段:1804~5141.57 m,总进尺3337.57m,纯钻时间165h,平均机械钻速同比提高16.1%;TH10272井使用井段:5172~6318m,总进1146m,总纯钻时间200.6h,机械钻速同比提高11.96%。TH10435H、T12272井应用结果验证了该技术在深井超深井的适用性,为塔河工区深部地层钻井提速探索了新的途径。