用巴拉斯钻头控制井斜

由于巴拉斯钻头是剪切破岩，并且有高转速、低钻压的工作特性，笔者用它进行纠斜和防斜。经过川南地区的同福4井和梯4井的应用证明，使用巴拉斯钻头不但纠斜、防斜效果好，而且经济效益也很理想，对易斜井或易斜层实现快速优质钻井具有重大意义。

螺杆钻具控制井斜的理论分析和运用研究

在石油钻井技术中,最主要的关键技术之一就是直径井斜控制技术。该技术能够对井身的质量是否能够准确地钻到目标区域起到了关键的决定作用。该技术运用得当能够有效地提高钻井时的速度,减少工作成本,提高工作效率。直井的钻井技术包括满眼钻具、钟摆钻具、塔式钻具、方钻铤以及HCY装置等技术的有效结合。目前,钟摆钻具是在石油钻井技术中运用最为广泛的,但其自身具有局限性。本文主要对螺杆钻具控制井斜的理论和运用进行有效地分析。

超深井自动控制压井室内物理模拟试验及结果分析

现有超深井溢流压井技术依靠手动控制节流管汇,响应速度慢,井筒压力波动大,容易引发二次溢流、漏失等复杂情况,而自动控制压井技术可实现钻井时溢流压井作业稳定控制。为此,设计了比例–积分–微分(PID)与位移双层协同反馈的自动控制方法,开发了超深井自动控制压井系统,建立了自动控制压井物理模拟试验装置,开展了恒定目标压力、连续变化目标压力、压力突变干扰等条件下的自动控制压井试验。试验结果表明,自动控制压井系统能够在30 s左右完成节流阀开度的调节,节流压力波动范围小于0.02 MPa,与手动控制压井相比,自动控制压井系统具有良好的稳定性、准确性、反应速度和抗干扰能力。研究结果为超深井复杂地层安全压井提供了理论依据。

固井连续混浆自动控制系统开发及应用测试

针对我国固井作业自动化水平不高、控制软件缺乏,以及国外同类先进技术严格封锁的现状,设计开发了适应我国面向“一键式”全自动固井作业的连续混浆控制系统,并在模拟实际固井作业工况下进行了应用测试。该系统由涵盖11个阶段的固井作业全流程、混浆密度/料位协调和包括5个阶段的自动清洗控制等子控制系统构成,实现了作业设备运行参数的实时采集全覆盖,并在统一的信息平台上实现供液、供灰、混浆和泵注等多设备的集成管理与控制。应用测试结果表明,所开发的控制系统能够显著提高固井装备自动化能力和精准连续施工水平,混浆密度的超调量和调节时间分别小于0.5%和68 s,水泥浆密度控制偏差≤±0.01 g/cm^(3)。所得结论可为固井作业工艺和操作的智能化提供理论参考。

哈萨克斯坦克孜项目KK区块井斜超标原因及控制措施

井斜控制是井身质量控制的关键因素,能够在极大程度上影响井底的水平位移增长速度。作为钻井工程中的难点,特别是哈萨克斯坦克孜项目KK区块钻井过程中,其地质特点具有地层倾角大、断层分布不规律等特性,井斜控制难度更大。基于此,文章以KK区块5口井斜控制情况为例,分析了井斜控制措施的应用效果,对该区块其他井井斜控制方式的选择具有一定的指导作用。

控制压力钻井技术应用研究

控制压力钻井(MPD)是已在国外得到应用的一种先进钻井技术,该技术能够解决复杂地层钻井中出现的复杂问题,提高钻井效率,降低钻井成本。介绍了MPD钻井技术的目标、优点和实现方法,加深了对MPD技术的特征及相关概念的理解,为研究和发展这一技术提供了理论基础。介绍了MPD技术的多种应用形式及其适用条件,为一口井设计与实施MPD技术的应用提供了可筛选的方案。MPD技术的应用需要配套的设备、监控系统和水力学程序相互配合才能完成,其中,配套的设备是应用MPD技术的首要条件。对MPD技术的相关设备进行了介绍,为MPD技术的应用提供了装备基础。

控制压力钻井用节流阀的研制

随着控制压力钻井技术不断推广,对控制压力钻井用节流阀的性能要求越来越高。文中分析了控制压力钻井用节流阀的国内外研究现状,指出了常规节流阀应用于控制压力钻井存在的问题,提出了一种新型的控制压力钻井用节流阀,并对新型节流阀进行了流体特性分析,得到了新型节流阀的流场分布和流量系数曲线。通过对比分析,指出了节流阀的发展方向以及新型控制压力钻井用节流阀的广阔应用前景。

井斜控制理论及防斜钻井技术综述

在钻井过程中，井斜给钻井工程带来一系列的危害，并造成巨大损失。早在５０ 年代，国外就研究了光钻铤在钻压作用下的弯曲问题，导出了有关计算模式；６０ 年代提出了双稳定器防斜钻具的理论，为满眼钻具的发展提供了理论基础；７０ 年代提出了用小势能法求解下部钻具的受力和变形。国内在６０ 年代以前，基本上是引用国外的理论和方法，进入７０ 年代逐步开展了防斜理论的研究。首先是唐俊才等人，指出了Ｈｏｃｈ 的公式推导中的错误，并给出修正公式；后来白家祉教授提出了用纵横弯曲连续梁理论求解下部钻柱的受力和变形；杨勋尧在研究钟摆钻具、满眼钻具基础上，得出简化的公式和图表，在川东指导钻井实践取得好效果。文中系统介绍了井斜控制技术，对井斜控制理论研究、防斜钻井技术研究及防斜钻井实践有重要参考、指导意义。

捷联式自动垂直钻井稳定平台控制系统仿真研究

自动垂直钻井系统是一种能够自动有效控制井斜、保证钻头始终沿垂直方向钻进的机电液一体化集成钻井装置,可有效解决高陡构造地层防斜打快问题。以胜利石油管理局钻井工艺研究院自主研发的捷联式自动垂直钻井系统为背景,对其稳定平台的结构和工作原理进行分析,在钻进和纠斜2种不同的工作模式下稳定平台采用不同的控制结构,并在Ansoft/Simplorer环境中建立了控制系统的仿真模型。仿真分析结果表明,所设计的控制方法动态跟踪特性良好,稳态偏差较小,具有较强的抗干扰特性,为捷联式稳定平台控制系统的进一步开发和优化提供了理论基础。

国外控制压力钻井工艺技术

控制压力钻井(Managed pressure drilling)是一项先进钻井工艺,通过对井底压力的有效控制,可以解决孔隙压力和破裂压力窗口较窄地层钻进中的诸多钻井复杂情况。文章主要介绍了控制压力钻井定义、与欠平衡钻井的区别、不同控制压力钻井工艺,包括井底压力恒定的控压钻井、带压泥浆帽控压钻井和双梯度控压钻井以及国外该项技术的应用实例。

控制泥浆帽钻井泥浆帽高度影响因素分析

在控制泥浆帽钻井过程中,主要通过泥浆泵调节泥浆帽的高度实现对井底压力的控制。以多相流理论和控制泥浆帽钻井基本原理为基础,建立了环空多相流计算模型,并利用有限差分法对模型进行了求解。通过仿真算例,讨论了气侵时间、排量、钻井液密度、初始井底压差、气相渗透率、井深、钻井液黏度等对泥浆帽高度的影响规律,结果表明:气侵时间越长、排量越小、钻井液密度越小、初始压差越大、气相渗透率越大、钻井液黏度越小,需要调整的泥浆帽高度越大;在其他条件相同的情况下,井越深,泥浆帽高度的峰值出现得越晚。研究结果为控制泥浆帽钻井过程中泥浆帽高度的合理调节提供依据。

YD油田Y26ST井控制压力钻井技术

YD油田Y26井在钻进Kazhdumi组地层时有大量沥青和硫化氢侵入,造成井涌与井漏并存的井下复杂情况,采取多种方法处理未见效果,被迫临时弃井。Y26ST井为Y26井的侧钻井眼,基于原井眼沥青侵处理过程中获得的经验与教训,针对侧钻要求,开展了控制压力钻井技术适应性评价和控制压力钻井风险分析,并形成了Y26ST井控制压力钻井技术方案。侧钻过程中,根据实际情况,依次采用了井底恒压和加压泥浆帽2种控制压力钻井方法,有效控制了井筒内的压力分布,降低了沥青侵、油气侵和井漏等井下复杂情况对钻井工程的危害。Y26ST井顺利钻穿Kazhdumi组湿沥青层段,成功下入尾管并固井。控制压力钻井技术在Y26ST井的成功应用,为活跃沥青层长裸眼安全钻进提供了新的技术手段。

JZ25-1S油田水平井控制压力钻井技术

JZ25-1S油田水平井在钻进过程中,随着水平段长度增长会发生井漏问题,为此应用了控制压力钻井技术,控制井底循环压力低于地层漏失压力来解决该问题。首先根据地层漏失压力、井底循环压力和单位井段环空压力损失,计算井斜角90°时的安全钻进水平段长度,如果该水平段长度不符合开发要求,则再根据油气层厚度、油水界面、产层以上井段循环压力以及单位井段环空压力损失,计算安全钻进的最大井段长度和最大井斜角。JZ25-1S油田JZ25-1S-A17井水平段井斜角为90°时,安全钻进水平段长度只有965.00m,通过计算得知,如果产层井段井斜角不大于86.67°便可以增加产层段长度,从而提高单井产量。实钻表明,该井控制产层井段井斜角不大于86.67°,使产层井段长度达到1 068.00m,且未出现井漏。表明该方法能有效解决JZ25-1S油田水平井段钻进过程中,随水平段增长发生漏失的问题。

预弯曲动力学井斜控制技术在长宁构造气体钻井中的应用

长宁构造韩家店~石牛栏层段岩性以砂岩、灰岩为主,研磨性较强,常规钻井钻速偏低,采用气体钻井提速存在井斜控制难题,运用预弯曲动力学井斜控制技术,仿真分析φ215.9 mm井眼气体钻井条件下八种预弯钻具组合的钟摆力,优选出了适合该层段地质特点的预弯曲钟摆钻具组合,设计并加工了φ165.1 mm-0.75°预弯曲短接,在长宁构造Ha、Hb平台应用5井次,气体钻井井斜较常规钟摆钻具降低50%以上,井斜控制效果得到显著改善。

关于井眼轨道控制研究的新思考

井眼轨道控制理论和技术是石油钻井工程的基础和关键。随着定向井、丛式井和水平井的发展,井眼轨道控制难度不断增加。当前面临的一个重要问题是如何开展进一步的理论研究,如何把现有的理论成果转化为实际控制手段,以提高控制精度和降低钻井成本。本文简单回顾了井眼轨道控制理沦和技术的发展过程;综述了当前的技术现状和需要解决的问题;在此基础上,用控制理论观点对井眼轨道控制研究进行分析和思考,并对今后的研究方向作了展望。

淮北煤层气井井斜控制技术

淮北SN区块 4口煤层气井所处地层造斜力强 ,在这种地层钻直井 ,用常规防斜钻具和纠斜方法难以达到设计要求。采用井下动力钻具定向防斜纠斜 ,达到了最大井斜角小于等于 5°的要求。介绍了SN - 3井反方向调整井斜方位的工艺方法 ,6次调整钻具组合 ,由常规的满眼、钟摆钻具调整为动力钻具 ,并更换 1.5°弯接头和 0 .75°单弯螺杆 ,使井斜角控制在 3.5° ,方位角控制在 2 6 0°的设计指标。其它 3口井改变钻具组合后 ,机械钻速明显提高 ,由SN - 3井的 5 .36m/h提高到 11.95～ 13.46m/h ,纯钻时间由SN - 3井的 75h减少到 37.

气体钻水平井稳定器安放位置与井斜控制研究

针对XS-001H气体钻井水平井段的井眼轨迹控制问题,建立了全井段水平井井斜控制的有限元模型,该有限元模型可以任意调整水平段钻具组合参数和稳定器的安放位置来进行井斜控制的力学机理研究。重点研究了钻铤钻具组合、无磁抗压缩钻杆钻具组合、稳定器不同安放位置与井斜控制的力学机理和关系,并得到了相应钻具组合下,钻头侧向力与稳定器间距的定量关系曲线,不同钻具组合在水平段的最大挠度与稳定器的变化关系曲线,这些结果为气体钻水平井段的井斜控制提供了定量的理论数据,并得到了现场应用。

大庆油田气体钻井井斜控制技术研究

气体钻井以其保护油气层、提高钻速等方面的巨大优势而得到广泛应用,但是气体钻井井斜问题一直没有得到很好地解决,制约着气体钻井的发展。国内外对气体钻井井斜机理及控制方面研究较少,还没有形成系统的理论和技术。根据大庆油田气体钻井实例现从地质因素、井径扩大、钻井参数、井斜角、钻井循环介质等方面分析了气体钻井井斜的原因,基于分析结果并与大庆现场钻井实例相结合,初步给出了气体钻井井控措施,为气体钻井设计和施工提供一定的基础。

“刚柔”钻具组合与井斜控制分析研究

针对油气钻探工程中普遍关心的高效防斜、纠斜问题 ,利用有限元方法对底部钻具组合的动力学特性进行了分析 ,通过算例重点讨论了“刚柔”钻具组合的力学特性 ,并对其井斜控制机理进行了探讨。