随钻压力测量技术现状及应用前景

利用随钻压力测量技术实时获得的真实压力数据,可以优化钻井液密度和当量循环密度、选择最佳套管下入深度、提高钻井效率、识别油气层、改善地层评价、降低作业风险和钻井成本。这项技术已经成功应用于海上油田。文中系统介绍了斯仑贝谢、哈里伯顿、贝克休斯3家国外公司随钻压力测量仪器的技术特点、性能参数及应用情况。随着我国西部地区深井、超深井、大位移井等高难度井数量的增加及大量新探区的勘探开发,地层压力不确定因素会严重制约钻井效率,但同时也为随钻压力测量技术带来了有利的发展契机和广阔的应用前景。

琼东南盆地深水区探井随钻压力监测技术与应用

南海西部琼东南盆地深水区蕴藏着丰富的天然气资源,但钻进中面临着高温超压、水深、钻井液密度窗口窄等高风险难题,为降低探井施工作业风险,开展了随钻监测压力技术试验。在钻井过程中,以先进的随钻测量技术、数据传输技术作为支撑.将随钻测量的地球物理信息转换为井下地层3个压力数据,用于及时修正钻前压力预测模型,评估井眼稳定状况,调整钻井液密度;完井后,使用地层漏失试验、测压取样等资料再对地层压力进行计算,以便更新、完善钻前模型,为后续工作做好准备。该技术在深水区探井的实际应用表明,地层压力监测精度超过95%,同时,应用已完钻井的地层压力成果及实际钻井作业中实时监测获取的地层压力剖面,优化了后续滚动探井的井身构造,成功地减少了一层套管,极大地节约了钻井成本。目前该技术已在该盆地深水探井作业中被广泛采用.并取得了良好的经济效益。

随钻压力测量装置端面密封应力与泄漏量计算

针对井下高温高压极端环境,针对建立了随钻压力测量装置端面密封的有限元模型和数学模型,通过施加井下工况边界条件,在不同压缩率下对端面密封圈进行了仿真分析与数值计算,得到了主密封面处密封应力的变化规律、油膜分布规律和泄漏量的变化特征,并与相关的经验公式的计算结果进行了对比,能够较好的与其吻合,为测量装置的密封设计提供了依据。

利用随钻压力数据提高储层钻井性能

最近，在挪威海上斯塔福约得油田储层段钻进时应用了一种新型环空随钻压力测试工具。大位移井钻井成功的关键是要把泥浆比重和当量循环密度保护在安全作业范围之内，这二者的大小是由地层流体，坍塌和破裂压力所限定的。过去由于上述参数超出安全限度曾引起损失惨重的泥浆漏失，压差卡钻和埋钻具事故。

井下随钻压力测量技术分析

随钻压力测量技术的使用,可以进一步提高压力数据的真实性,保障钻井泣密度和大量循环密度,与此同时可以帮助工作人员选择合适的套管下入深度,进一步提高钻井效率,改善地层评价,降低投资成本和作业风险。当前随钻压力测量技术已被广泛应用于油田开采当中,并且在海上油田开采当中也拥有了一定使用基础。本文主要分析了国外三家油田开采企业使用随钻压力测量仪器的具体情况,并且结合我国西部地区石油开采情况,探究了随钻压力测量技术在未来我国石油开采当中的应用,希望为我国石油行业的进一步发展作出贡献。

基于钻井机械比能的地层压力监测方法在探井工程的应用

高风险探井为降低复杂情况处理难度以及减少损失,通常采用常规钻具实现安全完钻后进行测井取资料。根据dc指数PreVue地层压力监测缺少随钻测井数据参考印证,难以满足实钻指导需求。为此提出采用基于钻井机械比能的地层压力监测方法,分析预测地层压力变化趋势,进行异常高压风险预警,指导钻井工程有效采取防范措施。该监测方法在北部湾探井应用成功钻前预测外的异常高压,对安全高效钻井提供更充分保障。

基于录井参数不确定性的随钻地层压力分析预测

在同一岩性地层中,由于钻速、转盘转速、钻压、钻井液密度和岩石密度等录井参数存在不确定性,导致基于录井参数的随钻地层压力预测存在一定的不确定性。针对该问题,分析了钻速、转盘转速、钻压、钻井液密度和岩石密度等录井参数的不确定性特征,进而采用改进的Rosenbluthe方法推导得出dc指数、上覆地层垂向应力及随钻地层压力的不确定性分析表达式,同时提出了基于录井参数的随钻地层压力不确定性分析方法,最后得到了地层压力的概率分布。以某区块HT 101井为例,分别应用不确定性分析方法和蒙特卡罗方法对地层压力的概率分布进行预测,结果表明,不确定性分析方法与蒙特卡罗方法的压力预测一致性达95%以上,其压力预测精度能够满足工程需要。

随钻地层压力测量探头推靠力研究

探头推靠力是决定随钻测量地层压力成功与否的关键因素。推靠力过小,探头与地层不能充分接触,导致密封失效;推靠力过大会对测量工具的强度提出更高要求。在介绍地层压力测量原理的基础上,借助垫片密封原理提出了探头密封原理,指出决定推靠力大小的因素是井底钻井液液柱压力与测试腔压力的差值,并以此计算了推靠力的下限值。由于井下空间、环境、测量仪器部件强度等因素的限制,电源功率、液压泵额定输出压力有限,探头推靠力具有最大值。

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。

地层压力预测技术在准噶尔盆地钻井中的应用

准噶尔盆地东部地区存在多套不同的压力层系,给钻井工程带来了很多困难。地层压力的准确计算对于合理、经济地选用钻井液性能,防止井喷、井漏、井塌等复杂钻井情况的发生具有重要意义。为此,分析了准噶尔盆地东部地区异常压力成因机理,认为水热增压、烃类生成和黏土矿物转化不是该地区异常压力主要成因,欠压实作用才是造成该地区异常压力的主要机理。以现场测井资料和实际施工数据为基础,应用测井资料解释方法对该地区的A1井等6口井进行了地层压力预测。结果表明:奇古组以下地层存在异常高压,钻井时应提高钻井液密度来实现平衡钻井;地层压力预测值与实测值相对误差最高为4.3%,预测精度高,达到了指导现场安全钻井和井控的目的。

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。

胜利油田充氮气欠平衡压力钻井技术

充氯气欠平衡压力钻井技术具有保护油气层、提高单井产量、提高钻井速度且安全可靠等优点,适应于低压低渗透、裂缝油气藏以及老油区开发。系统介绍了充氮气欠平衡钻井的主要设备及工艺技术,并以3口井为例,介绍了其现场应用情况。实践表明,该技术能明显提高油井产量(邻井的3～5倍),且钻井事故及井下复杂情况明显减少。

可循环泡沫钻井完井液在罗151-11井欠平衡压力钻井中的应用

介绍了可循环泡沫钻井完井液的配方、性能及在罗 1 5 1 - 1 1井欠平衡压力钻井中的应用情况。在罗 1 5 1 - 1 1井中的成功应用表明 ,该体系密度低、悬浮和携带岩屑能力强 ,抗污染效果好 ,能够满足欠平衡压力钻井的需要 ,且能减少低压油气层的损害 ,对胜利油田低压地层欠平衡压力钻井具有重要意义。

欠平衡压力钻井井底压力控制技术探讨

在分析影响负压值各种因素的基础上 ,建立了井底负压值与其它钻井参数的数学模型 ,制定了一套便于操作的井底压力控制方法 ,并以 S73井为例加以说明。

控压钻井自动节流管汇压力调节特性研究

现代控压钻井作业中,依靠自动节流管汇施加和控制井口回压,从而间接控制井底压力。但由于阀门的压力调节特性与阀门开度存在较大的非线性,常规节流管汇很难通过单个节流阀实现全开度范围内的精确调节。为了提高控制精度,利用节流阀工作的3个状态,建立了压力调节特性与流量调节特性的对应关系,进而建立了节流管汇的压力调节特性模型,并对压力调节精度及流量对压力调节特性的影响进行了分析。研究分析表明,现有节流阀压力调节特性呈现一定非线性;通过优化阀芯可以增大节流阀的有效工作区间,但不能完全消除超调区间;钻井液排量对节流阀的压力调节特性影响较大,设计节流管汇时应考虑排量问题。

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。

高压气井CX488井天然气欠平衡压力钻井技术

新场构造沙溪庙组地层压力梯度高达0.015-0.018 MPa/m,采用微超平衡压力钻井,在高密度钻井液条件下钻进,不但机械钻速低,还不利于发现和保护油气层。为此,在制定了详尽的完井方案、带压起下钻技术措施、岩屑分离方案和相关的应急措施后,CX488井在钻进沙溪庙组产层段时试验应用了天然气欠平衡压力钻井技术。试验结果表明,在高压地层采用天然气钻井技术可以大幅提高钻井速度,该井平均机械钻速达11.46 m/h,与邻井相比机械钻速提高1倍以上。该技术在高压气井CX488井的成功应用为在高压地层应用气体钻井技术积累了经验。

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。