随钻测井技术在页岩气钻井中的应用

我国页岩气钻井存在着较高的风险,主要问题是"甜点"钻遇率低、井壁坍塌问题严重、钻井周期长、经济效益差。利用随钻测井技术,可进行页岩岩石力学与油层物理特征分析、建立地层应力和三压力剖面、确定储层"甜点"、并指导地质导向作业,能减少页岩气钻井的井壁失稳问题、缩短钻井周期、降低钻井风险、提高钻井效率。文章总结了北美地区进行页岩气钻井时利用随钻测井技术解决页岩气钻井难题的方法,我国应借鉴北美经验,大力开展页岩气随钻测井技术和工具的研发,提高随钻测井技术在页岩气钻井中的应用程度,实现页岩气开发中的安全高效钻井。     

控压欠平衡钻井工艺实现方法与现场试验

控压钻井是国外新近发展起来的一项新的钻井技术,为解决复杂地层安全钻进问题提供了一个新方案,国内对其研究才刚刚起步,尚无可资借鉴的经验。为此,系统分析了欠平衡钻井技术与控压钻井技术的异同,比较分析了控压过平衡、近平衡与欠平衡钻井的工艺特征,提出了一套控压欠平衡钻井关键工艺的实现方法,包括：循环钻进、起下钻和接单根等不同工况的控压钻井程序,并在川中蓬莱9井进行了控压钻井欠平衡现场试验。结果表明：该项控压欠平衡钻井工艺技术能实现循环钻进、起下钻、接单根等工况的压力平稳衔接,钻进过程中压力误差值在0.2 MPa左右,起下钻、接单根过程压力误差在0.5 MPa左右,并且能实现“有控制”的边喷边钻。采用控压欠平衡钻井技术在保障井下安全、提高机械钻速的同时,还达到了有效发现储层的目的。     

井下振动测量、分析原理研究

为了揭示钻头、钻柱系统的复杂振动现象,摸清井下工具的工作动态,避免异常振动带来的损害,必须进行井下振动测量工具的开发和应用。在多坐标系钻柱运动分析模型的基础上,建立了井下振动的运动和测量方程,证明通过安装三轴加速度计可以进行多种形式的井下振动测量和分析,并且给出跳钻、黏滑、横向振动（冲击）和涡动等异常振动情况判断分析方法,为井下振动测量工具的开发及井下振动分析发展提供理论支持。     

欠平衡钻井环空岩屑对井底负压的影响

对井下压力实测数据进行了分析,建立了环空岩屑影响井底压力增量的计算方法并编制计算软件,分析结果表明,环空岩屑对井底负压的影响很大。在4000~5000m的深井中,机械钻速高达10m/h时,环空岩屑引起的井底压力增量高达3~4MPa,甚至更高。因此,在深井井底负压值设计范围较小(0~2.5MPa)时进行井底负压控制,应该充分考虑环空岩屑对井底负压值的影响,针对不同情况采用不同的控制方法。该方法应用于大庆油田欠平衡设计计算和实钻,精确控制了井底负压,提高了大庆油田欠平衡钻井井底负压控制水平。     

中国陆上深井超深井钻完井技术现状及攻关建议

石油天然气是当今人类社会的主体能源,影响国计民生和国防安全。随着油气勘探开发程度的不断提高,深井超深井乃至深地钻探的需求与日俱增。随着井深越来越大,地质条件越来越复杂,钻完井技术难度也越来越高。结合近年来深井超深井钻完井技术进展,对中国陆上深井超深井钻完井的重要意义、总体现状和面临的挑战进行了阐述,从对标国际先进水平、支撑油气勘探开发等视角,展望了深井超深井钻完井技术发展方向,提出了技术攻关及部署建议,以期对中国深井超深井钻完井技术的发展起到加速推动作用。     

控压钻井系统工程研究

控压钻井技术是目前世界上最为先进的钻井技术之一,能够对井底压力进行实时精确的控制,理论研究与实践应用表明,它可以有效解决国内外普遍遇到的窄密度窗口安全钻井问题。为了更好地掌握这项技术,对于控压钻井技术,应当从宏观角度将其看作一个较为复杂的系统工程进行研究,既要保证系统内任一组成部分能够正常运作,又要提高系统各部分之间的协调运作性,从而发挥最大效率,以达到精确控制井底压力,解决井下复杂钻井问题的目的,进一步研究了控压钻井系统工程(MPDSE)的概念以及控压钻井系统的研究步骤,并对控压钻井系统的基本框架进行了进一步的调整设计,指明了控压钻井技术今后的研究方向与内容,为今后控压钻井技术的研究与应用提供了借鉴。     

碳酸盐岩地层重力置换气侵特征

碳酸盐岩地层钻井中,重力置换气侵时常发生,会对井底压力产生影响,若控制不当,重力置换气侵则会引起井喷事故。根据气-液两相流理论,建立了井筒气侵计算模型及气侵边界条件和初始条件;通过对井底不同进气量模拟,得到了重力置换气侵井底压力、泥浆池增量及井筒不同深度含气率的变化,得到了井口回压对重力置换的影响;通过改变边界条件,得到了重力置换气侵转变为欠平衡气侵时井筒流动参数的变化。研究认为,当井底压力控制不当时,重力置换气侵会转变为欠平衡气侵,井底压力、泥浆池增量和井底含气率会发生突变,造成井筒压力失控,对过平衡钻井重力置换气侵认识及控制具有指导意义。     

利用测井资料判断地层出水的方法

空气钻井技术具有大幅度提高机械钻速、缩短钻井周期等优点,但空气钻井技术的主要障碍之一是地层出水。单一的测井资料解释方法不易准确地识别出水地层,因此建立和应用新的地层出水识别方法是非常必要的。利用声波时差测井和双侧向电阻率测井资料,建立了判断出水层位的新方法——声电综合法。该方法判断出水地层的标准有3条:1)由地层的声波时差转化得到的视电阻率与深侧向电阻率的比值大于1;2)地层的深侧向电阻率小于100 Ω·m;3)地层的双侧向电阻率差一般为零或负幅度差。若某一地层同时满足上述3条标准,即为出水层。该方法经现场应用验证正确可靠,对空气钻井的推广应用具有重要意义。      

连续管钻井减摩技术综述

连续管钻井应用越来越广泛,但由于连续管弯曲和连续管不旋转造成连续管钻井摩阻较大,限制了其应用范围,因此,减摩降阻成为连续管钻井扩大应用范围的关键。连续管钻井减摩降阻的思路是避免连续管屈曲和减小摩擦系数,主要措施包括使用大尺寸连续管、钻小尺寸井眼、在钻井液中添加减阻剂以及应用减摩工具等,其中牵引器和振动减摩器是较为理想的减摩工具。      

控制压力固井技术研究进展及展望

控压固井技术能够解决窄安全密度窗口、浅层气、浅层流等复杂地层条件下的固井技术难题，防止井涌、井漏和气窜等复杂情况的发生。在介绍控压固井技术原理的基础上，分析了目前国内外控压固井的发展现状、应用情况及关键技术，包括控压固井技术的工艺流程、硬件装备和软件系统，并探讨了控压固井技术存在的问题与发展趋势。现场应用表明，控压固井技术能够显著提高固井成功率和固井质量；但现有控压固井技术未能充分结合固井作业的具体特征，存在计算模型缺乏、控制软硬件不配套和工艺不完善的问题。针对控压固井技术特征和目前存在的问题，给出了技术发展建议，以期为我国控压固井技术的发展提供指导和帮助。