随钻地震技术的理论及工程应用

随钻地震是地震技术和钻井技术的结合。随钻地震的主要功能有：指示正钻钻头的工作位置；识别地层、岩性、断层、裂缝带；可以预测钻头前方的地层和地层孔隙异常压力等。它的主要用途为：在探井中可以及时发现油气层，提高探井成功率；为井身轨迹提供地质导向依据，使井身轨迹准确“入窗上靶”。随钻地震获取的信息是油藏未被污染的原始参数，这对制定保护油气层和油藏描述等工作具有重要价值。随钻地震不需要专门的井下仪器，只需在钻杆的顶部安装传感器和在井场附近的地表埋置常规检波器，就可进行随钻测量和现场实时处理，在井场就可以得到钻井决策的地震资料。随钻地震技术可以降低钻井成本。

石油钻井信息技术的智能化研究

石油钻井工程是信息密集型行业，钻井技术的发展必须依靠信息化和智能化。文中分析了石油钻井信息采集、分析、处理、解释和应用的主要内容及特点，说明信息科学和智能技术在提高钻井技术水平上的重要性。提出了石油钻井智能信息综合集成系统的研究目标、总体结构、逻辑结构设计和开发技术路线，并讨论了它的应用前景。

21世纪中国钻井技术发展与创新

阐述了自动化钻井的理论与优点并重点介绍了自动化钻井的 10项主要技术。建议 2 1世纪初期重点发展复杂结构井的产业化技术、钻井信息技术、绿色钻井液及其精细化学品、深井超深井技术、现代平衡钻井技术、油气层保护技术、柔管钻井和小井眼产业化技术、钻井理论研究等 8个方面。钻井既是一项地下工程 ,就需要发展井下控制技术并将目前地面遥控的闭环钻井信息流的主要部分移到井下 ,逐步使钻井信息的采集和处理以井下为主 ,并使钻井的决策与控制主要在井下直接进行。提出了研制井下钻井微软、井下地质微软和井下油藏微软的意义 ,提出了井下随钻信息集成系统的原理和研究随钻闭环自动导向钻井技术创新工程的思路和技术路线。

用旋转导向钻井系统钻大位移井

在用滑动导向系统钻大位移井时，随着位移及井深的不断增大，由于上部钻柱不旋转，会引起摩阻和扭矩过大、方位漂移失控、井眼清洗不良等问题。计算和实践表明，用滑动导向系统进行钻井时，大位移井的极限延伸能力受到了限制。文中对用旋转导向系统钻大位移井进行了方案性研究，设计了相应的可遥控和井下自动控制的旋转导向工具ＲＳＤＳ，并对旋转导向的机理进行了理论研究。所设计的旋转导向工具以钻井液为动力，充分利用了钻井液的冷却作用，具有较好的工作可靠性，结构简单。用旋转导向系统ＲＳＤＳ进行大位移井钻井，可望相当准确的控制井眼轨迹，大幅度减少钻柱所受的摩阻和扭矩，显著改善井眼的清洁状况。

储层伤害的机理研究

储层伤害要从宏观和微观上进行机理研究。储层伤害的诊断、预防、控制与处理是一个系统工程，应针对具体油藏制定研究程序。储层各种敏感性之间具有内在联系，不同类型表面电荷特性微粒的分散运移规律对调整侵入流体矿化度具有不同的响应。提出了以预防为主、治理为辅的储层保护配套技术。研究了实用先进的智能化保护储层专家系统软件。本项研究已在华北、中原、塔里木等油田应用，取得了明显的效益。

关于21世纪中国钻井技术发展对策的研究

建国50年来我国钻井技术取得了巨大成就,但总体上距世界先进水平还有5～10年差距。展望未来50年,我国钻井技术应能达到世界先进水平。21世纪我国钻井技术发展的总目标是实现自动化钻井。分析了我国钻井技术的现状和遇到的难题与挑战。发展对策是加大创新力度、发展高技术以迎头赶上。论述了十项关键技术攻关内容,即:井下闭环旋转导向钻井系统技术、全自动化闭环钻井技术和装备、复杂结构井的产业化技术、钻井信息与网络技术、现代平衡钻井完井技术、深井钻井系统配套技术、小眼钻井系统配套技术、油层保护和治理新技术、挠管钻井完井技术、钻井理论的深化研究与应用。

现代导向钻井技术的新进展及发展方向

总结了导向钻井技术的进展历程 ,并指出现代导向钻井先进技术正在高速发展 ,近年又有许多新进展。中国应迎接挑战 ,加大投入 ,加速发展。指出了滑动导向钻井和所谓“复合钻进”存在许多弊端。旋转导向钻井时的摩阻与扭阻小、钻速高、钻头进尺多、钻井时效高、钻井周期短、井身轨迹平滑、极限井深可达 15km ,每米进尺成本低 ,是现代导向钻井的发展方向。现代导向钻井的关键技术是旋转导向钻井、几何导向和地质导向钻井。文章强调了地质导向的功能。着重阐述了旋转导向钻井的原理与控制理论 ,旋转导向钻井系统的 5大组成部分 ,旋转导向钻井工具的工作原理、结构类型及其进展现状和发展方向 ,并对加速发展我国的现代导向钻井技术提出了若干建议。

井筒完整性的定义、功能、应用及进展

国际石油界从石油天然气发展与许多事故中认识到建立和应用井筒完整性的必要性、重要性。挪威NORSOK D-010标准说明了井筒完整性的定义,被国际石油界推崇和应用,成为比较公认的井筒完整性标准。用完整性的"四个特性"和图解对井筒完整性进行了分析解释。井筒屏障是实现井筒完整性的关键,对井筒屏障及其组件的结构与功能进行了深入研究,主要功能:一是防止地层流体在未控制的情况下外泄或窜入另一个地层的风险;二是保护油气资源、地下水和环境。采用2幅典型图例说明了井筒屏障在作业中的功能与结构组成。指出了井筒完整性与井筒屏障在安全作业中容易发生的主要问题,对策是完善井筒完整性与井筒屏障标准化、规范化,并从技术上、作业与操作上、组织管理上加强对全生命周期各施工作业的一体化设计、提高技术水平和工程质量、实行全程全方位监测和组织措施等。

多分支井钻井完井技术新进展

多分支井是极富挑战性的新兴技术 ,是 2 1世纪钻井领域的重大技术之一。多分支井不仅能够高效地开发油气藏而且能够有效地建设油气藏。从提高采收率、油气藏的经济开采、降低成本、提高综合经济效益等方面阐述了多分支井的优越性 ,介绍了近年来多分支井的主要进展以及国际TAML分级 ,指出了多分支井的关键技术。认为多分支井在我国虽刚刚起步 ,但前景广阔 ,是一项科技创新工程。

深井、超深井和复杂结构井垂直钻井技术

垂直钻井是当今世界性钻井难题之一,它具有减少套管层次和套管尺寸、提高机械钻速、减少钻柱事故的优点。常用的塔式钻具、钟摆钻具、满眼钻具、偏轴钻具、压不弯钻铤、铰接钻具和旋冲钻具等均属于被动防斜技术,不能满足深井、超深井和复杂结构井直井段垂直钻井的要求,尤其不能满足在高陡构造与大倾角等易斜地层和自然造斜能力强的条件下钻垂直井的要求。近10年来发展的旋转导向钻井技术及工具,在一定程度上解决了垂直钻井所遇到的问题,也是当前解决垂直钻井这一世界性难题最有效的技术方案。重点介绍了以PowerV为代表的旋转导向自动闭环钻井系统的结构及现场应用情况。

保护储集层的控制及模拟技术

保护储集层应以预防和控制为主，以确立预防与控制措施为主要思路。由此进行了模拟、仿真研究，运用神经网络方法研究了储层伤害的识别与诊断。建立了保护储层的计算机软件系统，它由储层伤害的识别、评价、诊断、预防、处理5个子系统，以及各子系统的知识库、系统总控、知识获取、解释器、用户接口等模块组成。储层损害的诊断、预防、控制与处理是个系统工程，已形成配套技术，它的应用已取得十分明显的经济效益和社会效益。

钻井作业应用井筒完整性标准

基于挪威NORSOK D-010标准和中石油关于"三高井"的井筒完整性标准,使用4幅典型的井筒屏障图例来说明井筒屏障及其组件的结构、功能和验收标准。论述了钻井作业中井筒屏障重要组件的钻井液液柱、钻柱以及钻井防喷器、井口装置等的功能、使用技术标准及对其要求,并给出了4个附表。从国内习惯用语解读了所谓"可剪切钻柱"与"不可剪切钻柱"的含义、结构特征和使用方法。说明了井控作业程序和井控条件下的钻井作业要点,阐述了钻井作业中与井筒完整性及井筒屏障有关的要求与标准。介绍了浅气层的风险和作业措施、井身轨迹及井间距离的标准及测量方法等。

完井作业应用井筒完整性标准

说明了在完井作业中与井筒完整性及井筒屏障有关的要求与标准。本项作业起始于该井已打完进尺钻达设计井深和测井完毕;结束于采油树已安装到位、井筒屏障已测试完毕而要交井给采油部门之时。主要讲述用井筒屏障组件建立井筒屏障以保证完井作业在安全状态,给出了4个典型的完井作业图解来说明井筒屏障组件的功能和结构组成及其验收标准;讲述了完井作业管柱功能与各种生产方式下的结构、完井管柱设计,套管载荷和套管设计及其假设,以及完井作业中井控活动及其程序;在附录中列举了完井管柱、套管、水泥环三个主要的屏障组件验收表。

采油作业应用井筒完整性标准

介绍了在采油与注水、抽油等作业中与井筒完整性及井筒屏障有关的要求与标准。采油作业在油藏和井筒整个生命周期中的作业时间很长,它起始于钻井、完井、测试作业之后,结束于油井修井、关停或报废之时。采油作业在油藏全生命周期中的地位及其与相互衔接的有关作业的连贯性特点突出。采油作业特别需要使用和发挥井筒完整性理念,精心设计和使用井筒屏障。使用井筒屏障组件和附加要求、标准建立各种结构的井筒屏障以确保在安全状态下进行采油作业,意义重大。有入流源和油气层的油气井应该用2道或更多道独立的井筒机械屏障。给出了6个典型的采油作业井筒屏障图解来说明井筒屏障的功能和结构组件及其使用标准,介绍了采油作业中的井控作业程序、井筒交接业务及其有关文件,陈述了采油作业中的监管监测和测试工作,并阐述了采油树和采油井口这2个屏障并附图。最后给出了采油树、采油封隔器、井下安全阀和油管挂及其密封塞4个井筒屏障组件验收表。

论智能钻井理论与技术及其发展

复杂地质条件下,钻井工程会遇到大量非均质性、不确定性、非结构性、非数值化的难题,迫切需要智能钻井理论与技术来解决以上难题。将理论与实践结合,论述了第一代和第二代智能钻井技术的发展历程和技术价值,后者能够更广泛更全面地集成当代高科技和当代钻井、测井、录井等成果,将成为今后的主流钻井技术,其主要工作与关键技术是设计研制电子钻柱。分析了未来智能钻井技术的其他研究方向,深入研究了智能钻井的基本理论、基本技术及其概念与内涵。重点介绍了正在研发中的基于对接式电接头电子钻柱的智能钻井技术,论述了其主要的研究内容和技术难点。基于对接式电接头电子钻柱的智能钻井技术具有众多优点,可彻底解决第一代智能钻井技术的瓶颈问题。

测试作业之井筒完整性标准

本文旨在介绍与井筒完整性有关的预探井及评价井井筒测试作业要求和标准。该测试作业始于钻完设计井深和电测录完裸眼井段,终于井筒压井结束和测试管柱起出。介绍了在过平衡、平衡、欠平衡3种压力条件时的测试作业以及建立不间断压力系统的工作,给出了4个典型图例以说明海洋井测试作业所用井筒屏障的功能、结构组件及其验收标准,并在附录中给出了就地地层、测试管柱作为井筒屏障及其验收要求。明确了测试作业时的井控程序及在井控条件下的钻井作业。在井筒完整性标准基础上,对测试作业的测试压力、测试载荷进行了设计,对测试作业的准备工作和风险防范工作进行了标准化。

关停井与报废井的井筒完整性

我国发布了废弃井及长停井处置指南与标准;挪威NORSOK D-010 V4标准有4种井:暂停井、暂时报废井、永久报废井、永久报废1个井段;美国加州油气监管局有对长停井、闲置井、遗弃井、报废井的监管法规。通过分析几种不同的分类标准法规,从内涵上梳理归纳为关停井与报废井2大类。研究了关停井与报废井的井筒屏障结构,列举了关停井(暂时报废井)和永久报废井2类井筒屏障的实例图解(共18个)并进行了分析说明。从这些实例中说明关停井与报废井是井筒生命周期内难以完全避免的,必须重视对它们的井筒完整性和井筒屏障及其组件的设计与应用并进行标准化、规范化管理;应根据各个具体井的实际状况设计"量身定制"井筒屏障及其组件并采取有关措施,以确保关停井与报废井的井筒完整性和关停、报废期间的安全,保护油气层、地下水和环境;要特别重视对渗透性地层、储集层、入流源的封隔封堵。每口关停井、报废井都要用多层套管、水泥环封堵环空,用多个水泥塞和机械封隔工具封堵管内;研究了水泥塞的位置、类型、施工方法、质量要求;指出了一些容易发生和忽视的问题,提出了检查、监测、处理意见,并用5个图例予以说明。

智能油井管在石油勘探开发中的应用与发展前景

指出了钻井液脉冲无线随钻传输以及在井下用电池或涡轮发电机供电所存在的问题。先进的钻井、完井、采油技术需要既能由地面向井下输送足够的电能以电控井下仪表、传感器等钻井硬件,同时又能建立104-106bps的超高速率传输多类参数的有线实时双向闭环钻采信息"高速公路"。介绍了智能钻柱的形成与发展,指出了智能油井管在石油勘探开发中应用的功能、优点及发展前景,提出了智能钻杆的设计、研制方案及与智能钻柱配用的多种电控井下硬件等创新点,认为智能油井管是实现智能钻井、完井和建设智能油井以及智能化油田的技术关键和创新工程。

电测作业的井筒完整性标准

介绍了适用于电测作业的井筒完整性标准、要求与指南。电测作业是井筒全生命周期内,在钻井、测试-试油、完井、采油气生产(包括:注水、压裂、酸化、增产等)以及修井作业,直到关停、报废前,经常要进行的作业。说明了电测作业的要点并用7个井筒屏障图来说明主要的电测作业要求,阐述了井筒屏障组件验收标准。同时介绍了电测作业时的井控工作。特别强调电缆高压动密封技术的重要性,介绍了"三级注脂动密封新技术"的研究和应用情况。

用井筒完整性技术与标准一体化管理页岩气作业

在介绍中国页岩气资源量与产量基础上,论述了页岩气开发在地质和钻井、完井、采气、压裂、测试、监管、维护等作业中的难点及“工厂化”页岩气作业的特点,以及单独压裂、拉链式压裂和同步压裂的特点,介绍了全通径可控无限极滑套完井方法与工具的研究与使用现状。详细论述了用井筒完整性标准一体化管理页岩气一口井全生命周期内各种作业的理念,给出了页岩气开发的水平井井筒屏障示意图,用图解及文字说明页岩气在井筒全生命周期内多种作业的井筒完整性和井筒屏障的设计、运行、管理内容及特点与难点。