井下钻井液清洁装置

众所周知,钻井液必须配制成一定的质量和粘度,以抵消地层孔隙压力,而不超过地层破裂压力。一旦地层破裂,就不能完全恢复其基本强度,而且造成井漏,损害将来采油作业。因此,应竭力避免下套管时出现地层裂缝现象。再者,下套管时,管端封闭,如被岩屑及碎屑堵塞,引起钻井液快速流入环     

井下工具试验装置设计分析

采用现场试验的方法研究井下工具费用高、时间长、效果差。为了开发先进的井下工具，有必要建设一套试验装置，模拟现场工艺及工况来检测工具的性能。对试验加载系统、井口系统、井身结构、密封结构、试验介质循环系统、测控系统等主要组成部分的设计作了分析。     

密闭系统岩屑取样装置现场试验研究

在含硫地层进行钻井过程中,循环返出的钻井液可能含有硫化氢等有害物质,必须采用密闭系统对钻井液进行处理后才能进行欠平衡钻井作业。在使用密闭系统进行钻井作业过程中,现有的常规开放式岩屑录井取样方式和装置将不能满足密闭系统运行的安全性和可靠性要求。为了在密闭系统中能够安全、方便且及时的获取地层岩屑样品,以满足录井需要,研制了密闭系统取样装置。在完成装置样机的试制和室内试验后,进行了现场 试验,试验结果表明,该装置结构设计合理,系统运行安全平稳,采集的岩屑品质较好,能够满足现场岩屑录井要求。该装置的研制填补了国内空白,为密闭循环系统配套的进一步研制和推广提供了可靠的装备支撑。     

钻井液电导率的测量原理和方法

从电导率的物理定义出发，介绍了常用的电导率测量方法、各种测量方法的适用范围与特性以及介质温度对电导率测量的影响和补偿方法，最后对比了钻井液电导率的测量与普通溶液电导率测量的异同，归纳了减小测量误差的操作要点。     

水平井井下工具模拟试验装置的研制

根据油田对井下工具的试验检测需要,研制了水平井井下工具模拟试验装置。装置主要由模拟试验台、水压系统、液压系统和数据采集与控制系统组成。试验台可以提供300kN的载荷输出,水压系统设计指标为30MPa。液压系统采用变量泵和比例溢流阀控制压力和流量,数据采集与控制系统由工控机与PLC联合,可实现对拉力、液压力、水压力和油温的实时采集,以及对比例溢流阀的连续控制。性能试验和应用试验表明,该模拟试验装置能满足井下工具拉压力检测和水压试验的要求。     

钻井液混原油后气测异常的解释探讨

在钻井施工中，为预防和解除工程事故，常用原油作为润滑剂加入钻井液中，达到施工顺利的目的。但在钻井液中加入原油后，无疑给地质录井资料质量造成较大的影响，特别是对目前主要用于发现油气层的气测录井资料的解释影响较大。该从气测录井的基本原理入手就消除这一影响的方法进行了探讨和举证，提出了基值扣除法，阐述了该方法的取样及分析解释过程，较有效地解决了因钻井液混原油后对气测资料解释的影响。     

高密度钻井液除气系统设计与模拟试验

针对高压气井使用的高密度钻井液受气侵后除气难度大的问题,设计了室内模拟2级除气试验台架,并给出了具体的试验方案。应用计算流体力学软件模拟分离器内流场分布情况,优化和完善了分离器结构和操作参数。结合室内实测数据分析认为,高密度钻井液由于受高粘度的影响,使得气泡滑脱逃逸能力降低,气泡浮于液相中的时间增加;重力式除气可以清除大气泡,离心式除气可以清除毫米级的小气泡,二者结合使用可以很好地解决高密度、高粘度钻井液除气困难的问题。     

螺杆式井下增压钻井装置原理及设计

为了提高钻探效率,设计了螺杆式井下增压钻井装置,该装置主要由动力单元、动力转换单元、固液分离单元、增压单元以及高压流道单元组成。动力单元将钻井液的水力能量转换为螺杆泵马达转子的转动扭矩,动力转换单元将转子的旋转运动转化为增压缸柱塞的轴向往复运动,固液分离单元对被增压的钻井液进行过滤,增压单元通过柱塞的往复运动来压缩缸内的钻井液,对钻井液增压,高压流道单元将增压后的钻井液输送给钻头的高压喷嘴。现场试验表明,螺杆式井下增压钻井装置除换向机构有较大磨损外,其他零部件均无明显损伤。因此需对换向机构进行改进,以达到螺杆式井下增压钻井装置的寿命要求。     

超声波钻井液体传感器的原理与设计思路

本文主要介绍了组合接口式超声波钻井液体积传感器的测量原理、基本结构、电路工作原理、控制软件设计思路,以及测量误差分析等。     

斜井井下工具试验装置

为了使大斜度井、定向井分层开采工艺技术的研究具备完善的中间试验条件 ,研制了斜井井下工具试验装置。该试验装置由主试验系统、液压系统、水压试验管汇系统等组成 ,具有适应性强、模拟井斜调整范围大、垂直和水平位移调整灵活、可集中控制和实时监控等特点 ,可模拟大斜度井分层注水、分层堵水、分层改造等井下工具在多种井斜状态下的多项性能试验。该试验装置已为 5项局级科研项目提供了中间试验条件 ,为项目研究提供了大量的实验数据 ,取得了较好的应用效果。     

气体钻井转化常规钻井的替入钻井液技术

针对全国大规模推广应用气体钻井技术的情况,详细地分析了气体钻井所形成的井眼条件和替入钻井液时可能发生的井下复杂。气体钻井时,在井眼周围地层岩石应力得到充分释放,形成更多的应力释放缝,加之井壁岩石干燥,没有滤饼保护,当气体钻井完成后替入钻井液时,易引起多种井下复杂。针对替入钻井液后可能发生的井下复杂,提出了气体钻井转化常规钻井的替入钻井液优化配方及现场工艺技术对策,并通过多口井的现场试验,对降低井下复杂,缩短恢复常规钻井的周期见到了明显效果。     

脉冲式井下增压钻井装置关键参数设计与分析

为了提高深井超深井的机械钻速,降低钻井成本,综合利用脉冲射流和超高压射流钻井的优点,设计了脉冲式井下增压钻井装置。介绍了其结构和工作原理,根据不同钻井状况有针对性地设计关键参数。根据研究,确定高压活塞作用力取为钻压的35%,PDC钻头钻井时高压活塞直径取30 mm,牙轮钻头钻井时高压活塞直径取35 mm,活塞行程根据钻头在井下振动的位移确定,取为25 mm,活塞频率为4和6 Hz,计算得到高压流体排量。由于脉冲式井下增压钻井装置内、外压差作用在传动轴上端面,具有水力加压作用,所以针对不同钻头钻井情况,进行水力加压作用力计算。     

井下套管阀的机械机构设计与试验

鉴于国外公司的井下套管阀技术比较先进,但其服务费用极其昂贵,引进该设备将会使钻井成本大幅提高的问题,研制出功能完善且技术指标满足使用要求的井下套管阀。整套系统由地面控制系统及井下阀体系统组成。地面液压控制系统通过较长的控制线远程控制套管阀井下阀体,由双控液压、控制线输出液压能,未控制井下阀体内液压缸的往复动作,从而间接控制阀体内瓣阀的开关,实现井下封井及打开作业。现场试验情况表明,该井下套管阀实现了实时压力检测,液压站工作稳定,满足现场施工要求。     

随钻测量中井下大功率发电技术的研究与试验

随着随钻测量和井下导向控制技术的发展,随钻测量仪器和控制工具的功能越来越强,作为井下主流电源的电池已难于满足随钻测量仪器和控制工具对电力的需求。研究分析发现,用大功率发电机作井下电源是解决电力供给的较好方法。介绍了一种可匹配EM-MWD或其它随钻测量仪器和控制工具的井下大功率涡轮发电机。该发电机由发电机本体、涡轮驱动器和无接触传动机构3部分组成,在钻井液排量大于22 L/s、额定输出电流为5 A时,设计输出功率大于600 W。在全排量的试验中,当排量在28 L/s时输出功率达到了1 100 W。试验结果表明,该发电机达到了设计的要求。根据试验中采集的数据,分析了该发电机实际的工作特性。     

井下隔离法全过程欠平衡钻井技术及应用

全过程欠平衡技术是指在不压井的条件下实现欠平衡钻进、不压井起下钻具、电测仪器、完井管具等。井下隔离技术是利用套管阀将井下的油气和压力封隔在阀板以下，是目前最实用的一种不压井作业技术。因此,决定在胜利油田渤深6-13井采用该技术。在详细分析全过程欠平衡技术特点和技术关键的基础上，根据渤深6潜山的地质情况，结合该区块欠平衡作业的经验，针对该井制定了不压井作业施工方案，配套完善了欠平衡装备和工具，对施工人员进行了技术培训，最终利用井下套管阀成功地实施了从钻进到下筛管的全过程欠平衡作业。     

水平井井下流体分段取样技术研究与应用

针对水平井机械找水存在测试周期长的问题,设计了水平井井下流体取样测试方法。该方法克服定向井取样器电缆传输无法下入水平段的难点,研制出水平井井下电控取样器,首次实现水平井段井下流体取样测试。该取样器在地面设定井下控制程序,下入水平井段后按照预设程序由井下微电机带动滑阀启闭取样腔,在正常生产状态下取得地层流体样品,通过化验分析可得各射孔段流体含水、矿化度、水型等资料。现场应用表明,该技术可一趟管柱完成多段压裂水平井取样,大幅度缩短找水测试周期,具有样品准确、测试简便、效率高等特点,为水平井控水增油措施提供可靠依据。     

优质低密度钻井液试验研究

水基钻井液大多要增加地层坍塌压力,且不同钻井液体系引起地层坍塌压力增加的幅度不同。通过研究地层岩石与钻井液作用前后力学性质及强度变化和它们对地层坍塌压力的影响,以现用钻井液体系为基础,加以改进、完善而研究出能将所钻地层坍塌应力明显降低的钻井液体系及其应用技术。YT1-7井及YT3井的现场试验表明:优质钻井液的密度比邻井钻井液密度大幅度降低,并且井壁稳定,机械钻速显著提高。     

诺1井钻井液技术及复杂情况处理

诺1井位于柴达木盆地北缘东部三湖坳陷霍布逊凹陷全吉背斜圈闭,完钻井深为5 000 m,是工程公司重点预探井。该井地层泥岩水敏性强,砂泥岩互层严重,区域断层发育,存在盐水等流体污染,下部地层无实钻资料可供参考,施工中钻井液技术难度大。通过优选胺基硅醇强抑制强封堵钻井液体系,配合相应的现场钻井液维护处理工艺,有效抑制了砂泥岩互层中泥页岩的水化膨胀,井壁稳定性得到有效提高,成功完成了诺1井的工程施工。诺1井中途完钻及完井后采用封井浆封井,保障了中完及完井作业的顺利进行,全井共计电测10次,成功率100%,下套管一次到底;全井井身质量良好,虽然发生卡钻事故,但是φ444.5 mm、φ311.2 mm、φ215.9 mm井眼平均井径扩大率为7.46%、9.33%和9.40%;全井平均机械钻速为7.54 m/h,达到了优快钻井的目的,为区块后续勘探开发提供了技术保障。      

欠平衡井底压力采集系统的研制与应用

在欠平衡钻井、空气或泡沫钻井中,当钻井液含有多相流时会出现井底压力不清楚、地层压力预测误差较大、欠平衡井底负压值控制不准确等问题。通过在三开欠平衡井段的现场试验,实测出钻井过程中在井底存在多相流时的井底压力,发现理论计算误差在10%左右,在有气侵的情况下误差高达13%,为此,提出一种利用实测井底压力准确计算地层压力的新方法,完井实测地层压力证明了该理论计算的准确性。它能准确计算出井底负压值以及环空钻井液平均密度的大小,合理确定后续欠平衡钻井的钻井液密度,从而发展和完善了欠平衡钻井井底压力控制技术,实现了欠平衡钻井数据采集分析的定量化、标准化和自动化。