超深井工程理论与技术若干研究进展及发展建议

超深井工程受到高温高压、复杂地层、超长井眼和腐蚀介质等多重因素约束,其安全高效作业面临全方位的技术挑战。为此,针对超深井工程的安全高效设计控制问题,介绍了该工程的发展概况与技术特点;选取井眼轨迹预测与防斜打快、钻柱振动特性分析与减振控制、钻井延伸极限预测与设计控制,以及套管失效风险评估与安全控制等几个重要理论与技术问题,介绍了国内外的相关研究进展及笔者团队的最新研究成果;然后,针对超深井工程提出了若干创新发展建议。研究结果表明,超深井工程理论与技术的发展整体呈现出体系化、科学化、多学科交叉、地质与工程一体化等基本特点。建议在基础理论问题、关键核心技术、技术协同关系、技术迭代模式和多学科交叉融合等方面加强创新研究,以持续推进超深井工程基础理论与关键技术创新发展。

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。

铁山坡高含硫气藏安全快速钻井技术优化与应用

针对铁山坡气藏硫化氢含量高(最高达222.30 g/m^(3))、嘉五以上地层倾角大(最大倾角25°)、须家河组研磨性强、嘉陵江组高压盐水侵、飞仙关组地层压力系数低等难题,开展了套管柱、井口装置、钻具抗硫材质优选,优化了铁山坡区块的井身结构,优选了高陡构造防斜提速工具,形成了铁山坡高含硫气藏安全快速钻井技术。现场应用效果表明,优选的抗硫钻具、套管柱、井口装置满足了高含硫气藏安全高效开发的要求;四开井身结构有效解决了上部地层井漏、垮塌、盐水侵的问题,降低了飞仙关高含硫层段的井控风险;优选了垂钻工具、钻头和旋导工具,铁山坡气田平均机械钻速由1.85 m/h提速到3.61 m/h,铁山坡6口井平均钻井周期缩短了16.11%。该研究成果为后续川东北高含硫气藏的安全快速钻井提供了技术支撑。

煤矿超600 m垂直输料井快速钻井工艺及其关键技术

随着煤矿开采量的增加和采区接续,煤矿井下辅助运输系统存在换装转运环节多、往返时间较长,辅运能力下降和综合效率低等问题,通过增设布置垂直输料井可提高煤矿辅助运输能力。以山西王坡煤矿超600 m垂直输料井的建设为背景,论证了地质钻机钻井法、石油钻机钻井法、风动潜孔锤钻机钻井法、竖井钻机钻井法、反井钻机钻井法等钻井工艺技术和装备的可行性;鉴于拟建垂直输料井下部已经形成的生产系统的有利体条件,确定了采用反井钻机钻井法施工深度617 m、直径1 m的垂直输料井的方案;针对垂直输料井地层条件和深度大、直径小的工程特点,给出了超600 m垂直输料井反井钻机钻井过程中导孔钻进偏斜控制方法、扩孔钻进反井钻机选型依据、扩孔钻进参数随钻控制方法和钻井安全措施,并完成了工程现场应用。

页岩油上下地层漏失井控漏提速钻井技术

国内页岩油钻探技术趋于成熟,但钻探过程中依然存在钻井液漏失严重、机械钻速低和钻井周期长等问题,严重制约着页岩油开发的提速提效。通过分析青海页岩油前期6口井钻井数据,在明确了地层复杂情况和漏失特点基础上,将常规四开井身结构精简为二开,减少套管层序的同时实现固封漏失地层;根据漏失类型选择钻井液体系,通过改进BH-WEI钻井液关键处理剂配比,提高钻井液的稳定性、抑制性和封堵性,降低漏失量,实现有效预防漏失;同时,将螺杆钻具上下扶正器距离调整为12 m,降低滑动钻进比例;通过优化PDC钻头结构,水平段采用“高造斜率旋导ATC+低速直螺杆”定向工具等钻井技术,提高机械钻速,形成了青海页岩油控漏提速关键钻井技术。在青海页岩油区块的8口井应用了该技术,与前期钻探的6口井相比,平均单井漏失量由335.02 m^(3)降至21.08 m^(3),机械钻速由4.45 m/h提高至7.36 m/h,钻井周期由94.77 d缩短至68.26 d。现场应用结果表明,该技术可解决青海页岩油钻井技术难点,为青海页岩油资源的有效开发提供了技术支撑。

万米科学特深井防斜纠斜技术方案及研究建议

根据科学钻探特点和我国特深井井身结构情况,论文首先设定了我国万米科学特深井基本井身结构和取心井段,结合前苏联SG-3井、德国KTB主井和我国内地科钻一井、松科2井等内地科学钻探工程项目,阐述了特深井井斜预测方法、测量方法、全面钻进和取心钻进的防斜纠斜技术方法。给出我国万米科学特深井上部井段井斜控制方法和控制指标以及连续取心井段防斜纠斜工艺、器具等总体方案,并提出了进一步研究的建议。

浅层大位移井表层钻井的关键技术与应用

采用海水进行表层钻进已成为海上常规井、定向井常规技术,在大位移井中也通常采用海水深钻技术实现表层安全、高效钻进。对于浅层大位移井表层采用海水钻井技术尚未成熟,恩平油田浅层大位移井表层钻井面临地层松软、隔水导管窜漏、井眼轨迹难控制、井眼清洁效果不佳、易形成键槽、滑动钻进托压、下套管摩阻大、固井水泥返高把握难度大等问题。针对这些问题,通过井身结构、定向钻具组合、钻井参数、钻井液作业措施、顶驱下套管技术、固井施工方案等优选与优化,形成一套适用于恩平油田浅层大位移井表层海水钻井配套技术,对于其他海上油田的浅层大位移井表层钻井有借鉴和指导意义。

煤矿工作面水害防治技术及安全性评价

为降低煤矿工作面底板灰岩的水害威胁,实现其安全开采。本文针对物探、钻探发现的5个异常区,采取底板钻探探查和注浆加固相结合的治理措施,施工钻孔48个,完成注浆量49.85 t;顺层加固钻孔14个,共注水泥52.6 t,并通过应用钻探方法,探查验证和治理这5个物探异常区。最后通过分析评价煤层隔水层隔水性能、隔水层厚度、突水系数和水害防治技术,结果表明该工作面可以进行带压安全开采。

定向钻进技术在煤矿地质防治水中的探析

在煤炭开采过程中,保障矿井安全生产对于煤矿企业的发展至关重要。特别是在深井矿开采中,由于地下水量较大,很容易发生水害事故,这对安全开采工作造成极大的影响。因此,煤矿企业需要做好煤矿地质防治水工作,而定向钻进技术在煤矿地质防治水过程中有很广泛的应用。就定向钻进技术的优势、设备及原理、存在的问题以及在煤矿地质防治水过程中的应用进行深入探讨,为煤矿企业防治水工作提供参考。

煤矿防治水作业中定向钻探技术研究

煤矿井下积水会增加井下气体浓度,影响井下作业安全,防治水可以及时排除井下积水,保障井下作业人员的生命安全。主要利用定向钻探技术,探查煤矿内老空积水现象、探测煤炭作业面底板承压、顶板水的探测技术、定向探水钻孔、开展注水耐压试验,保证煤矿防治水作业更顺畅,保障了井下安全生产和地面地下水环境的安全。

多工艺反循环钻井技术发展现状与展望

反循环钻井技术与正循环钻井技术相反,循环介质和地层岩屑从钻具水眼返出井口,其裸眼环空保持相对静止,此种钻井方式有利于实现超大尺寸井眼高效携砂、恶性井漏井段的防漏治漏以及敏感性储层的有效保护,同时也为水平井钻井过程中的窄钻井液密度窗口、井眼净化和水平段长度延伸等需求提供新的技术方案。文章通过梳理开展反循环钻井技术以来各家反循环钻井技术的研究进展与成果,总结了单壁钻杆反循环钻井技术、双壁钻杆反循环钻井技术、单壁钻杆+双壁钻杆反循环钻井技术、多通道钻具反循环钻井技术的工作原理及技术特色、适应的工作环境等,并在此基础上提出了反循环钻井技术在油气钻井领域的发展方向及建议。文章的研究成果可以为反循环研究工作提供信息,助力深井超深井超大尺寸井眼提速钻进、井漏等复杂井眼处理以及非常规油气资源安全效益开发提供技术支撑。

煤矿工作面探放水钻孔机器人研制

针对煤矿水害防治中的探放水钻孔施工存在的问题,研发了一种新型的煤矿工作面探放水钻孔机器人。该机器人集成了大容量钻杆自动化输送系统和高水压智能孔口安全系统,实现了钻孔施工过程的自动化、智能化、安全性和精准度的提升,为煤矿水害的有效防治提供了有力的装备支撑。

钻井工程中井漏预防及堵漏技术措施

钻井工程中的井漏问题会导致钻井效率降低,增加成本支出,影响地质分析和施工安全。在有效预防方面,可以采取一系列措施,如强化井身结构设计、减小钻井液的激动压力、减小钻井液的环空压耗等。而一旦发生井漏,需要采取堵漏技术来尽快解决问题,复合堵漏、循环法堵漏和段塞堵漏施工技术都是常用的方法。综合运用这些技术手段,可以有效预防和解决钻井工程中的井漏问题,确保施工安全和工程顺利。

500kV超高压输电线路风偏故障的预防举措探寻

风偏故障是威胁500kV超高压输电线路安全稳定运行的主要因素之一。文章从气象监测预警、线路设计优化、精益运维管理、防风技术研究4方面,提出了加强气象监测预警体系建设、优化线路走廊选择和杆塔绝缘子设计、开展隐患排查治理和智能监测、创新风偏故障预警和机理研究等一系列预防风偏故障的措施,并强调了加强同行业交流学习的重要性,以期全面提升输电线路抵御风偏故障的能力,为保障电网安全运行提供有力支撑。

超长水平孔绳索取心定向纠斜钻进及测井技术研究示范

在千米级绳索取心水平孔钻进中,开展水平孔定向纠斜及测井技术研究示范,创新形成超深水平定向钻孔绳索取心纠斜工艺技术,实现了千米级深孔的钻孔轨迹精准控制;采用钻杆内水力投送物探测试设备和钻孔电视设备的工艺,有效解决了超长水平钻孔投送难、测试难、提出难三大难题,形成了小口径超长水平钻孔综合测井技术体系;成功完成孔深925 m的水平定向钻探孔钻进任务,精准进入地质目标靶区,实现了勘察目的。

钻井工程中井漏预防及堵漏技术分析

近年来,我国石油资源需求量呈现持续上涨的态势,为了保证石油资源可以稳定供应,加大石油资源开采力度就显得十分重要。在钻井工程中,随着石油资源开采难度逐渐增加,外加钻井工艺朝着复杂的方向发展,极易在钻井工作中出现井漏事故,严重威胁钻井作业的安全性与有序性。所以,为了降低井漏事件发生概率,做好井漏预防工作,本文将对钻井工程中井漏预防及堵漏技术开展有针对性的分析,以供参考。

海洋石油钻井机械设备腐蚀因素与防治技术分析

在海洋上进行石油开采,受到海水以及海洋空气的影响,钻井机械设备很容易被腐蚀。本研究中,基于石油钻井机械设备发展现状,分析导致海洋石油钻井机械设备被腐蚀的主要因素,包括漏层位置不确定、电化学反应导致机械设备锈蚀,操作因素导致的机械设备腐蚀,提出防治技术措施,即不断提高自主研发技术水平,定期检查石油钻井机械设备密封情况,不断优化石油化工设备操作流程,强化腐蚀控制工作。

石油钻井工程中常用防漏堵漏技术分析

油气安全是我国能源安全的重要组成部分,关系到国家经济的高质量发展。我国石油和天然气对外依存度一直居高不下,2021年,石油和天然气对外依存度高达72.0%,天然气对外依存度高达44.4%,远超过了国际上公认的50%的安全警戒线,这对国家的能源安全造成了严重威胁。因此,迫切需要加大油气勘探开发力度,把能源的“饭碗”端在自己手里。钻井是实现地表与油气藏通道连通的必经之路,是油气勘探开发中的核心工程。然而,由于钻探过程中产生的井漏等复杂因素,严重制约了钻探速度,影响了勘探开发进程,损害了油气储层,降低了油气田的产量,造成了巨大的经济损失,威胁到了人们生命财产安全。在此基础上,对石油钻探工程中常用的防漏堵漏技术进行了分析,并提出了具体的应用策略。

钻探技术在煤矿井下防治水的应用探讨

在煤矿开采活动中,使用钻井钻探技术是一种关键的技术手段,有利于提高煤矿防水治水的工作水平,钻探技术的应用过程中,要结合常见水害类型,加强对技术防治策略的优化。本文分析了煤矿水害的类型,对钻探技术应用的重要性、技术应用现状以及技术应用的要点展开了讨论。

综合纠偏技术在瓦斯和地质勘探钻孔施工中的应用

煤矿井下在钻孔施工过程中往往会发生偏斜,如何解决钻孔偏斜问题已成为一大难题。某矿通过采用“ZKG1000矿用钻孔轨迹无线监测装置+扶正器+组合钻头”的钻孔综合纠偏技术,成功达到钻孔纠偏的效果,提高了该矿瓦斯钻孔和地质勘探钻孔的准确性,为有效进行瓦斯防治和地质资料分析提供了保证。该钻孔综合纠偏技术应用简单,具有较好的经济效益和安全效益,对其他矿井钻孔施工具有一定的借鉴意义。