GeoSteering——一种应用随钻测井资料的定向钻井新技术

本文以一口墨西哥湾水平井的钻井过程，具体介绍了应用GeoSteering技术的方法。GeoSteering(Geologic steering)是一种采用随钻测开地层评价资料，进行水平定向钻井的新技术。GeoSteering是Anadricll公司的商标。地质导向(GeoSteering)技术使用实时的随钻剃井地层评价资料为开身轨道导向，让其保持在产层层段内。不是象常规钻井那样：让钻头跟踪预定的几何设计井身轨道。安装在钻台上的GeoSteering屏幕装置，是IDEAL-WIS(综合钻井评价和测井一井扬信息系统)的一个组成部分。IDEAL-WIS于1993年投入商用。

塔里木油田超深层钻井技术进展及难题探讨

当前,塔里木油田以超深特深层为代表的深地油气资源开发对满足我国经济发展需求和保障能源安全至关重要。经过数十年的探索和实践,塔里木油田创新形成了超深复杂井井身结构设计、超深难钻地层钻井提速、超深大斜度井水平井钻井、超深复杂地层钻完井液、超深复杂地层固井、高温高压井完整性、超深复杂井井控等一系列超深层钻井技术,保障深地油气勘探获得重大突破并创造多项纪录。伴随超深井数量持续增加,工程地质条件更加复杂,井下环境更加苛刻,超深层钻井过程势必面临新的工程难题和挑战,严重制约深地油气资源安全高效开发。为此,通过概括塔里木油田钻井工程技术发展历程,系统梳理了深地钻井工程技术取得的主要技术进展,并结合新的勘探开发形势与油气开发要求,指出了塔里木油田钻井工程技术从超深层迈入特深层新时期的焦点问题及攻关发展方向,为国内外深地复杂油气井安全高效钻进提供借鉴和参考。

四川盆地超深井钻井关键技术及发展方向

四川盆地海相碳酸盐岩油气资源丰富,但构造地层条件复杂,井筒环境苛刻。近年来,盆地深井超深井钻井关键技术的形成,支撑了油气的增储上产,为特深层油气资源勘探开发奠定了技术基础。特深层油气资源的开发需持续开展地质工程一体化设计技术攻关,通过精细刻画复杂地质体建立三维地质力学模型,指导井身结构和井眼轨道设计,同时开展基于膨胀管、随钻扩眼技术的井身结构拓展研究,并通过岩石可钻性剖面指导钻头及提速工具设计。针对深井超深井井口溢流异常监测识别滞后及钻柱振动剧烈的问题,持续研发基于大数据分析的复杂防控技术。深入开展适用于超高温超高压环境的工具、钻井液研发,研发攻关110钢级及以上膨胀管管材、抗220℃的高密度水基钻井液、抗260℃的油基钻井液体系、抗温240℃以上的水泥浆体系、高性能固井材料以及抗高温堵漏材料。同时,应紧密结合物联网、新型通信、大数据等智能技术,实现钻井全过程运算分析及管理。

中东地区碳酸盐岩油藏钻井工程技术现状及发展趋势

中国石油自进入中东地区以来在该地区5个国家获得14个项目,已钻井3 200余口,其中作业者项目1 100余口。中东地区碳酸盐岩油藏通常从上到下分布4~7套储层,井深及温度压力变化范围大,主要采用立体井网多井型组合丛式平台钻井。巨厚碳酸盐岩地层岩性及压力系统复杂,地层软硬交错,漏失通道复杂,同层漏垮矛盾突出,钻井过程中普遍存在漏失、垮塌阻卡频发等问题。为此,系统总结了十多年来中国石油及西方石油技术服务公司在该地区的钻井工程技术进展与实践成果,着重介绍了中东碳酸盐岩防漏堵漏技术、典型薄弱地层防塌技术及定向井钻井技术,分析了中国石油在该地区与西方公司在钻井工程技术方面存在的差距,并结合中东地区油田目前钻井存在的问题及未来开发面临的新形势与新要求,指出中东地区未来钻井工程将面临深部油藏、低渗透及超低渗透油藏、大平台钻井、分层规模注采和老井利用等方向的发展需求,为该地区未来钻井工程技术发展提供了参考。

干热岩定向钻井关键技术研究与应用

为推动干热岩产业化步伐,中国地质调查局在青海共和盆地部署了我国首例干热岩试验性开发工程,采用一口直井注入和两口定向井采出的开发模式,文章就定向井钻井关键技术进行研究与应用。青海共和盆地干热岩主要为花岗岩,地层硬度大、研磨性强、温度高,加上大规模储存改造的影响,定向井钻井作业存在机械钻速低、碎岩工具寿命短、测量仪器耐温差、信号不稳定、井眼轨迹控制难度大等技术难题。为保证钻井作业顺利推进,从井眼轨迹控制、提高井下工具耐温耐磨能力、提高钻井液高温流变性能、钻井液主动降温等技术手段入手,创新研发了耐高温MWD、抗高温聚合物钻井液体系、螺旋板式钻井液冷却装置等关键技术与装备,优选了“牙轮钻头+单弯螺杆+MWD”钻具组合,安全高效地完成了双靶点定向井施工,AB靶心的中靶精度分别为4.85 m和8.97 m,钻井周期缩短20%以上,并取得了最高进尺175.00 m、最快机械钻速3.74 m/h的提速增效成果。

基于钻井虚拟仿真技术的“钻井工程”课程教学模式设计与实践

文章首先对“钻井工程”课程进行了简单介绍,然后分析了“钻井工程”课程教学存在的不足,接着阐述了基于钻井虚拟仿真技术的“钻井工程”课程教学模式设计,之后论述了基于钻井虚拟仿真技术的“钻井工程”课程教学模式实践,最后总结了基于钻井虚拟仿真技术的“钻井工程”课程教学模式实践效果。

钻井数字孪生技术研究现状及发展趋势

在第四次工业革命技术浪潮的推动下,油气钻井行业正朝着信息化、数字化、智能化方向快速发展,钻井数字孪生技术成为行业前沿与热点。钻井数字孪生技术是将真实钻井工程映射到虚拟空间,建立集成多学科、多物理量、多尺度的钻井过程全生命周期虚拟仿真模型,实现钻前演练、钻中优化、钻后分析等功能,保障安全、高效、低成本钻进,提高复杂油气储层钻井效率。在分析数字孪生技术在钻井工程中的应用现状的基础上,将钻井数字孪生分为钻机数字孪生和井筒数字孪生,并提出钻井数字孪生五维系统架构;同时,分析了钻井数字孪生未来发展趋势,包括钻井数据实时高效传输、地质模型精细表征、多领域一体化建模与仿真、仿真模型动态自适应更新、机理与数据融合建模、安全高效的人机交互及云边协同软件系统架构,并提出我国钻井数字孪生技术发展的相关建议。研究结果可为钻井数字孪生技术体系的构建提供参考,对于推动钻井行业智能化革新具有一定的指导意义。

高职石油钻井技术专业人才培养模式探索与实践

文章聚焦于高职院校石油钻井技术专业的人才培养模式,旨在探讨与实践产教结合与课程实训深度融合的教学方案。通过分析该专业的发展趋势和当前人才培养现状,明确了产学研用密切结合的培养策略在专业教育中的重要性。构建了与现代石油钻井技术对接的课程体系,引入实践教学案例,强化学生实际操作能力和解决实际问题的技能。通过对选定教学案例的实施与效果评估,得出行业需求导向型教学方法能有效提升人才培养质量的结论。

H盆地东部斜坡带钻井提速配套技术应用与实践

针对H盆地乌南次凹东部斜坡带存在着两套断层,地层倾角大,易井斜,井斜控制难,NT组、TBM组砂砾岩互层且段长,钻头易磨损等现场施工难题,通过分析邻井钻完井资料,优化井身结构,优选钻具组合及优化钻进参数,W60井应用扭力冲击提速工具+配套PDC钻头等高效钻井技术,增强了钻头的适应性,单趟钻进尺449.76m,提速效果突出,实现了防斜打快,并取得了较好的勘探成效。

欠平衡钻井技术的原理与实践

深入探讨了欠平衡钻井技术在油气勘探与开发中的原理与实践。概述了欠平衡钻井技术的基本定义和发展历程,强调了其在提高油气勘探效率、降低生产成本等方面的重要性。通过对该技术的深入分析,揭示了其在工程实践中的应用,突出了其在不同地质条件下的灵活性和适用性,对欠平衡钻井技术未来发展进行展望和建议。为欠平衡钻井技术的理论研究和实际应用提供了深刻的洞察,为油气行业的可持续发展提供了有力支持。

石油钻井中旋冲钻井技术的应用分析

油田开发企业肩负石油开采,保障国家能源战略安全的重任,应及早引进利用旋冲钻井技术,更快更好地开采优质原油,为经济发展和国计民生提供有力保障。本文对旋冲钻井技术的作用原理和技术特点进行详细分解,结合石油钻井案例,深入探讨包括气动旋转冲击钻井技术和液动旋转冲击钻井技术等在内的适用旋冲钻井技术,在石油钻井作业中的应用工艺流程和操作规范,旨在把旋冲钻井技术推广到更广泛的应用范围,惠及更多油田开发企业的石油钻井作业,提高石油开发质量和效率。

中国深水钻井关键技术与装备现状及展望

随着陆上和浅水区域钻井技术日渐成熟,石油行业将研究重心转向深水区域,近10年全球重大油气发现70%来自海洋深水区域。深水钻井具有高风险、高技术、高投入的特点,其关键技术和装备是世界油气强国竞相角逐的技术制高点。随着在超深水、深层、远海“两深一远”区域勘探开发的持续推进,深水钻井需要面对深水、海况恶劣、浅层土质不稳定以及深层地质条件复杂等挑战。通过多方联合技术攻关和工程实践,中国已成功构建了具有国际竞争力的深水钻井技术与装备体系,包括深水钻井工程设计关键技术、深水钻井安全控制及高效作业技术、深水钻井关键装备。对相关成果进行了系统介绍,提出了融合人工智能和大数据技术创新钻井技术、加快工程地质一体融合、促进工程装备和软件研发、加强深远海钻井作业应急能力等建议,进一步推动深水油气勘探向深远海发展,实现深水钻井作业的安全高效和自主可控。

石油钻井液环保处理技术研究

钻井液是在钻井过程中使用的一种重要的石油钻井工艺液体。但是,由于钻井液中含有各种有害物质和物理性质复杂,因此对于上升到地面的钻井液必须进行环保处理。石油钻井液环保处理技术,作为石油工业中的一个重要领域,在环保建设中起着非常重要的作用。环保处理技术的研究和应用可以有效控制环境污染,保障地下水资源的安全,为石油行业的可持续发展奠定基础。本文将就石油钻井液环保处理技术进行系统的研究与分析。

浅谈金坛储气库钻井提速提质技术

金坛储气库已经钻井近20年,在钻进中存在漏失、盐层段井径扩大率高、砂砾石钻头磨损大等施工问题,导致钻井周期长、钻进时效低。针对金坛盐矿钻进中出现玄武岩漏失、阜宁组盐层易溶解、砂砾岩发育、直井轨迹控难、固井质量要求高等问题,总结现有已钻井施工的问题,形成了防斜打直钻井技术、新型饱和盐水钻井液技术、防漏堵漏技术、防气窜固井技术等金坛矿区盐井钻井关键技术,为后续钻井的设计和施工提供新的思路。

现代信息技术在石油钻井中的应用

2021年,中国石油石化企业信息技术交流大会暨油气产业数字化转型高峰论坛进行讨论,国内油气专家及多名技术人员就石油数字化转型提出相关意见。新形势下数字化转型与智能化是油气发展的必然趋势。现代信息技术加持的背景下,企业智能化趋势明显,石油行业也将智能化与数字化作为转型的方向。人工智能技术的发展为石油企业的转型提供全新道路。智能化与数字化转型成为热点的背景下,现代石油钻井也朝着现代化方向发展。

深层超深层钻井液技术研究进展与展望

系统论述目前国内外深层超深层钻井液技术研究进展,分析存在的关键问题并提出未来发展方向。针对深层超深层复杂油气层钻井过程中面临的高温高压高应力、裂缝发育、井壁失稳、钻井液漏失等问题,国内外学者研发了深层超深层抗高温高盐水基钻井液技术、抗高温油基/合成基钻井液技术、储层保护钻井液技术以及钻井液防漏堵漏技术,但仍存在抗高温高压和高应力能力不足、井壁易失稳以及钻井液漏失严重等关键问题。由此提出未来深层超深层钻井液技术的发展方向:(1)抗高温高盐水基钻井液技术需致力于提升高温稳定性,改进流变性能,强化滤失量控制,提高与地层的相容性。(2)抗高温油基/合成基钻井液技术需在高温稳定剂、流型调节剂等低毒易降解的环保型添加剂和相关配套技术方面进一步攻关。(3)储层保护钻井液技术应致力于新型高性能添加剂和材料的研究,通过引入先进的传感器网络和人工智能算法,完善实时监测技术。(4)钻井液防漏堵漏技术应更加注重智能化技术的集成与应用、高性能堵漏材料的研发与应用、多元化堵漏技术与方法的探索以及环境保护与安全生产意识的提高。

深井超深井钻井装备技术现状与发展趋势探讨

为助力我国深层超深层油气资源高效勘探开发,文章分析了深井超深井对钻井装备提出的挑战,论述了美国Nabors、斯伦贝谢和NOV等公司的自动化钻机、管柱自动化装备、储能节能与能源管理系统、司钻集成控制系统、智能决策与支持平台等7类产品的功能、特性;并对国内管柱自动化钻机、一键式人机交互7 000 m自动化钻机、12 000 m特深井自动化钻机、管柱自动化装备、储能节能与能源管理系统、司钻集成控制系统、钻井辅助决策与支持系统等产品发展和应用现状进行了阐述。通过技术对标分析得出:我国石油钻井装备取得了长足的进步,但从工程需求和应用上看还存在许多不足,与国外先进技术相比还有不小差距。建议国内各装备制造厂家顺应国家“碳达峰、碳中和”目标和数字化转型、智能化发展趋势,从参数强化、钻机全面自动化、装备运维数智化、司钻操控值守化和钻井作业绿色化等方面开展关键技术攻关。

实现致密气高效开发的气体钻井技术

对钻井、完井、压裂都是水基工作液的技术体系,在中国大多数致密砂岩储层中都存在无法回避、无法消除的严重、甚至致命的水锁伤害,从而导致低产低效、甚至开发失败,即便是目前热门的水平井分段压裂技术,也由于水锁伤害而偏于高成本、低效益。目前,气体钻井是彻底消除水锁伤害的唯一方法。文章通过分析致密气地质特征及在勘探开发中的储层伤害,指出了气体钻井技术在致密气勘探开发中的优势,倡导在致密气勘探开发过程中采用气体钻井技术以提高对储层的发现和开发。以塔里木DX1井为范例,展示了气体钻井技术用于致密气的勘探;以四川盆地气体钻直井、斜井、水平井为范例,展示了气体钻井技术用于浅层致密气的开发;以塔里木DB104井为范例,展示了气体钻井技术用于深层致密气的开发。文章最后指出,气体钻井用于致密气的勘探与开发,属于刚刚起步的探索性新技术,尚有诸多技术难题有待解决,尤其是气体钻水平井的配套技术,但这些技术在目前的科技、工业水平下应该是可以解决的,需要的是关注、投入和坚持。

四川盆地威荣深层页岩气安全与提速钻井技术

四川盆地威荣页岩气埋深3600~3850 m,属于典型的深层页岩气藏,钻井工程面临压力体系复杂、茅口组部分区域断溶体发育、地层可钻性差、龙马溪组地层温度高等难题。针对复杂的地质条件,以安全与提速钻井为核心,通过成熟引进与先导试验技术结合的方式,持续攻关钻井工程工艺技术;并不断深化过路层段地质认识,采用一段一策的方案,提高工程技术的针对性。威荣页岩气田经历勘探评价、开发一期、开发二期3个阶段,形成了以井身结构优化、断溶体避让的轨道设计、井筒压力控制和钻压同步预防压窜干扰为重点的安全钻井技术,以“二维+小三维”的三维轨道剖面、四位一体地质导向技术、破岩工具优选和钻井参数强化为关键的提速钻井技术。该技术应用于威荣页岩气田150余口开发井,机械钻速由开发初期的6.32 m/h提升至9.12 m/h,钻井周期由106.68 d缩短至68.75 d,缩短率为35.56%,实现了威荣深层页岩气钻井工程提速降本的目标,其形成的安全与提速钻井系列技术对同类型气藏开发具有较强的参考意义。

四川盆地致密气水平井钻井关键技术

为搞清四川盆地致密水平井钻井工程技术难点,针对致密气水平井井眼轨迹设计复杂、地层易坍塌掉块、卡钻风险高、下套管困难以及钻井周期慢等技术难点,开展了地层压力预测及应力分析、井眼轨迹设计优化、钻井参数及钻井设备优选、优化钻井液体系及参数、下套管模拟预测和套管强度校核等多方面工作。研究结果表明:1)西南致密气水平井地层坍塌压力为1.55~1.60 g/cm^(3),当水平段钻井方位约为105°及15°时井壁稳定性较好,有益后期储层压裂改造;2)采用“双二维”轨迹设计,钻具组合扭矩降低15%以上,摩阻降低20%以上,定向钻井速度可提高45%以上;3)钻机配套DQ50DBS型顶部驱动装置,配置2~3台1600HP钻井泵和NC52非标钻杆,钻井排量控制在35 l/s以上,可保证井眼清洁度及携岩效率;4)使用白油基钻井液体系的同时加入“刚性粒子+树脂纤维+沥青胶粒”措施进行封堵,可保证井壁稳定;5)优选P110钢级、10.54 mm壁厚完井套管并采用旋转方式下入,在满足后期压裂施工的同时,降低套管下入摩阻12%以上。上述成果认识对加快四川盆地致密气勘探开发进程具有指导意义。