稠油热采井套管的预应力分析

以暴露于热蒸汽中的目的层套管为研究对象,根据弹性力学理论,首先给出了套管在热应力和非均匀地应力作用下的三轴应力表达式,然后利用对套管施加预应力来降低套管的轴向热应力,使得套管的有效应力控制在相应温度下套管的最小屈服极限内为原则,得到了热采井套管三轴预应力设计方法,并对辽河油田常用的N80钢级套管进行了预应力设计分析,给出了该套管在不同注汽温度和井深条件下所应使用的径厚比及相应的预应力值。研究表明,拉预应力在一定范围内有利于提高套管的安全性,传统的单轴预应力设计方法具有明显的缺陷,建议以后稠油热采井在进行预应力设计时应考虑热应力和实际非均匀地应力的共同作用,以及油层出砂对套管产生的影响。     

大位移井水力参数设计及计算方法

分析了大位移井钻井中岩屑运移以及钻井液环空流动的特点。通过总结归纳现有的大斜度井钻井中岩屑床厚度计算以及环空压耗计算模型,结合大位移井钻井的特点,建立了一套大位移井钻井中水力参数设计及计算方法,为大位移井钻井水力参数设计提供了一种实用手段。     

新一代地下定位系统

在定向井钻进中,钻头的定位(即井眼轨迹的实时测量)是至关重要的.尤其对于导向钻井、井下闭环自动钻井以及将来的人工智能钻井更是必不可少的重要一环.文中介绍了新一代地下定位系统的设想、内容以及实现的可能性.并结合石油钻井工程的实际情况,提出了三种可能实现的新型地下定位系统——地下GPS(全球定位)系统、地下雷达和地下CT(计算机断层扫描).讨论了新型系统的原理与构成,以及需要解决的发射波段问题.并展望了21世纪新一代地下定位系统在钻井工程中和其他方面的应用前景.     

直井底部钻柱运动状态的实验研究

根据相似理论,设计并建立了底部钻柱动力学研究试验装置,利用该装置进行了直井底部钻柱在不同钻压、转这条件下运动特征的实验。实验结果表明,底部受压钻柱在不同转速条件下表现出规则摆动、无规则摆动和规则反向涡动三种运动状态。随转速的增加,钻柱的横向运动逐渐由规则摆动向无规则摆动和规则反向涡动转化。钻压和转速是影响钻柱运动状态的两个主要因素,转速越高,越容易形成规则涡动;增加钻压会阻碍底部钻柱无规则摆动和规则涡动的形成。实验结果表明,在防料问题上也存在最优钻压-转速配合的问题。     

基于区域地层压力描述的东坪区块井身结构优化

东坪区块是青海油田近年来开发的重点区块,由于地质条件复杂和前期对该区块地层压力认识不清,因此井身结构设计存在缺陷,钻井过程中频繁出现漏、喷、塌、卡、断等各种井下复杂情况和事故。针对目前东坪区块地层压力认识不清的问题,首先收集区块内已钻井的测井等资料,利用Eaton法建立已钻井的单井地层压力剖面;然后基于地质统计学和克里金插值法,将地层压力以地层层组为单元外延展开,从而实现地层压力的区域化描述;最后根据区域地层压力的预测结果,对区块内待钻井进行井身结构优化。研究结果为青海油田东坪区块井身结构优化及钻井液密度精细化设计提供了依据,可以有效降低钻井复杂事故的发生频率,对于安全钻井具有重要意义。     

基于测井资料的含不确定度地层压力区域三维模型构建

为解决缺少地震勘探资料或地震资料品质较差区域的三维地层压力构建问题,文中提出一种利用测井资料构建含不确定度地层压力区域三维模型的算法.首先,收集了区域内重点已钻井的测井资料,包括声波、自然伽马、密度测井资料,用于计算地层压力;然后,建立了基于支持向量机的Kriging插值优化算法,利用已钻井含不确定度地层压力,分层组逐...     

冀东油田地层压力评价技术研究

根据测井、井史、试油及地层测试等资料的分析结果，利用声波时差法、ｄｃ指数法和页岩电阻率法，综合评价了冀东油田柳赞地区和高尚堡地区地层孔隙压力情况。对比分析表明，在该地区利用声波时差法和伊顿公式法检测地层孔隙压力具有较高的精度。给出了以上两地区的地层孔隙压力剖面以及近平衡压力钻井泥浆密度推荐值。     

偏心钻头钻进时的底部钻柱力学分析

采用静力分析的方法,建立了偏心钻头底部钻具组合的力学模型,并完成了对力学模型的求解。应用数值计算方法,分析了偏心钻头底部钻具组合的受力和变形特性。通过对切点位置、钻头侧向力、井斜角及钻压分配比的分析发现:使用偏心钻头时钻柱与井壁的切点位置要比没有偏心时低得多;在倾斜井眼中,钻头偏心块在上方时,随钻压的增加钻具的降斜趋势减弱,增斜趋势增强;当偏心块在下方时,随钻压的增加钻具的降斜趋势增强;钻压分配比对钻头侧向力的变化趋势有重大影响。     

大位移井轨道设计中关键参数的确定

造斜点深度和稳斜角大小是大位移井轨道设计中两个关键参数。从大位移井圆弧轨道设计出发，对钻柱的摩阻、摩扭随造斜点深度和稳斜角大小的变化规律进行了分析。研究发现，在大位移井中，稳斜井段摩阻在总摩阻中占主要部分，但当弯曲井段钻柱受压时，将导致总滑动摩阻增加。从降低滑动摩阻角度出发．以防止弯曲段钻柱受压为依据．提出了稳斜角的确定方法。     

深水钻井最大允许气侵溢流量的计算方法

深水钻井对井控提出了更高的要求,气侵的早期监测便成为深水井控研究的热点。由于溢流量预警值为经验值,使得现有泥浆池增量法在水深较深、原始地层压力较高的井中应用的普适性和可靠性较差。为此,通过引入最大允许关井套压和环空气体上升位置,计算不同溢流量条件下的压井风险,建立了基于气侵的溢流量预警值反算方法,以此来保证在现有井控设备、施工参数和地层参数等确定的条件下进行更为精确可靠的气侵溢流监测。同时引入含可信度地层压力预测方法对溢流量预警值反算方法进行改进,最大限度地降低了因地层压力预测不准而导致的气侵监测误差。实例计算结果表明,该方法充分考虑了气侵后气体上升位置和压井风险,能够大大提高深水钻井气侵早期监测的准确率和可靠性,对于实现因井而异的溢流量预警值设计和降低气侵监测成本有实际意义。同时提出推荐采用精度更高更稳定的进出口流量计对泥浆池增量进行监测,以满足半潜式钻井平台的测量精度。