高温小井眼大直径岩心旋转井壁取心仪研制及应用

随着油气勘探开发难度增大,特别是海洋油气勘探开发的不断加大,以及深水井、高温井越来越多,地质方面对电缆测井技术所获取的参数要求也越来越高。为了更好地获取小井眼尺寸井壁岩心样本,助力油气田高效探勘开发,通过对取心仪井下仪器关键零部件电子控制短节和机械液压短节的创新设计与模拟分析,研制了适用于高温、高压、小尺寸井眼的大直径旋转井壁取心仪(MRCT-dumpy)。通过功能测试和5口井作业应用表明,大直径旋转井壁取心仪钻头性能及取心电机性能均得到充分验证,其热管理系统满足作业需要,符合设计要求;该取心仪取心功能正常,最高单趟收获岩心43颗,满足小井眼大直径取心作业要求。该仪器的设计与应用可为后期同类技术的发展提供指导。

跨孔弹性波CT法探测既有桩基缺陷的有效性研究

跨孔弹性波CT技术是岩溶地层勘察的重要物探方法,该方法用于既有桩基缺陷探测的研究较少。本文提出一种基于跨孔弹性波CT测试的既有桩基无损检测方法,选取某缺陷桩基开展跨孔弹性波CT法与其他无损方法的对比测试,并依托某桥梁事故案例进行该方法的应用研究,明确了该方法用于桩身缺陷探测的有效性。研究结果表明:桩基跨孔弹性波CT法反演的速度剖面能基本反映桩基水平受荷变形与缺陷情况,直观呈现桩身内部与周围岩土体的波速分布,实现不同方位和高覆盖率的桩身缺陷探测;该方法对桩身混凝土环向贯通裂隙、浇筑质量缺陷均具有较好的识别能力,但难以进一步判别低速区桩身缺陷的类别;该方法对摩擦桩桩端位置和嵌岩桩入岩位置具有良好的判别能力,但较难准确判别嵌岩桩的入岩深度。

提高小井眼固井质量研究

川渝东部地区由于钻井地质情况复杂,钻井成本高,大部分井完井井身结构设计为152.4mm井眼下127mm套管固井完井。川渝东地区碳酸盐岩深部地层井眼扩大率较小,一般在2%～5%,实际井径一般在152mm～158mm以内,在152.4mm井眼下127mm套管环空间隙小,长期以来固井优质率一直徘徊在20%左右,层间封隔质量难以保证。较低的固井优质率难以保证完井作业中的酸化、压裂质量和油气生产作业。为此,文章认真分析了小井眼固井质量低的主要原因是环空间隙值较小。为提高小井眼固井质量,开展了提高小井眼井径扩大率研究,对于全面钻进井段开展双心钻头、取心井段采用扩眼器提高井径扩大率研究,使小井眼井径扩大率达到10%以上、实际井径达到165mm以上,保证和提高了小井眼的固井质量,固井优质率达50%左右。

小井眼钻柱瞬态动力学研究及应用

考虑小井眼细长钻柱沿井深和井眼圆周方向的随机接触碰撞，建立了钻柱瞬态动力学模型。运用动力间隙元不仅能合理描述钻柱与井壁的接触碰撞过程，还能考虑井壁变形和泥饼的能量吸收，并用Ｎｅｗｍａｒｋ法求解钻柱动力学平衡方程。通过钻井全尺寸模型装置上的钻柱动力学试验，对理论计算结果进行了验证，也为钻头干扰力确定提供了依据。经大庆油田１４口小井眼井应用表明，由钻柱动力学分析所设计的钻柱结构没有发生井下断钻具事故，防斜性能也比较好，机械钻速得到明显提高。

长庆小井眼丛式井固井技术

小井眼固井由于其井眼尺寸小、环空间隙小 ,给固井作业带来较大困难 ,常规固井技术难以保证其固井质量。针对长庆油田小井眼井浅、地层低压低渗、油层有底水或油水同层、丛式开发等具体特点研究出的小井眼固井实用技术 ,在现场应用中见到了良好效果。重点论述和介绍了该技术的工艺。

小尺寸变径稳定器在小井眼定向井中的应用

小井眼由于其井眼间隙小 ,井下容易发生阻、卡 ,为了防止阻、卡的发生 ,减少井下事故 ,研究了 16 5 .1mm液力变径稳定器。对液力变径稳定器的工作原理、特点进行了论述 ,对防阻、卡的原理进行了分析 ,通过现场试验 ,得出液力变径稳定器耐磨损 ,寿命长 ;并可根据实际需要调整钻具组合 ,减少更换底部钻具组合的次数。

小井眼环空压耗的室内试验研究

小井眼环空水力学与常规井区别很大。在室内小井眼环空实验架上对小井眼环空压力损失进行了试验研究。模拟环空钻井液返速、钻柱旋转速度、钻柱偏心弯曲程度、钻井液性能和钻具接头等对压耗的影响，取得上千组试验数据。试验结果表明：随环空返速增加，小井眼环空压耗增加很快；在转速较低时随转速增加压耗反而有所下降，但下降幅度很小，在转速较高时钻柱旋转时压耗的影响很大；随偏心度增大，环空压耗降低；随环空间隙减小，压耗对钻柱旋转变得更为敏感；随钻井液幂律流性指数增加，环空压力损耗增大；随宾汉塑性粘度增加，环空压耗增加；随钻井液密度增加，环空压耗增大；钻具接头对小井眼环空压耗的影响很显著。

膨胀波纹管在小井眼的安全应用工况模拟试验研究

膨胀波纹管可以用于封隔小井眼斜井段坍塌煤层和泥岩,为解决地层坍塌问题提供了新的手段,但其适用工况不确定,影响了其推广应用。为确定膨胀波纹管在小井眼的安全应用工况条件,应用有限元法模拟分析了影响斜井段中φ149.2mm膨胀波纹管安全应用的主要因素;在弯曲井筒内开展了膨胀波纹管的膨胀试验,分析了井眼曲率、井径对膨胀效果的影响。研究结果表明,在相同条件下,井径越大,波纹管膨胀后的直径越大;井眼曲率越大,膨胀波纹管Mises应力越大,不圆度越大。试验和数值分析结果表明,二者有着较好一致性。通过分析确定了φ149.2mm膨胀波纹管安全应用工况条件,可以保障膨胀波纹管的安全施工。

水力加压装置的设计与现场试验分析

小眼井钻井、大斜度井和水平井钻井数量越来越多。在这类井中如何有效地向钻头施加钻压就成为人们普遍关注的问题。在转盘钻井和井下动力钻具钻井中一般都是靠钻柱重量向钻头施加钻压的。然而，在大斜度井和水平井钻井中，这种传统的加压方法存在一些缺陷：①由于钻柱重力在井眼方向的分量小或近似为零，很难满足预先设计的钻压；②由于钻柱自重对井壁的正压力大，因此增大管柱摩阻和转盘功率损失。摩阻问题又是制约大斜度井和水平井发展的重要因素之一。为此，研制了一种新型的利用钻井液压力为动力的加压装置———水力加压器。它可以平稳地对钻头施加钻压，可以减少钻头的振动传向水力加压器以上钻柱，减少钻铤和钻杆的疲劳破坏，可提高钻柱和钻头的使用寿命，降低钻井成本。现场试验表明其可靠性、安全性高，不仅能有效地解决大斜度井、水平井中钻压不易施加的问题，而且能较好地改变钻具受力。

地质导向钻井技术在鄂尔多斯气田水平井的应用

为配合西气东输工程 ,加快鄂尔多斯盆地气田的快速高效开发 ,从英国GEOLINK公司引进了 1套Ori enteer -LWD无线随钻可定向测井地质导向系统。介绍了Orienteer -LWD系统的组成及应用情况 ,采用该系统与气测录井相结合的地质导向水平井钻井技术在鄂尔多斯盆地成功地实施了 2口小井眼天然气水平井。在 2 .8m厚的薄目的气层中导向钻进 86 9.5m ,共穿越 5个砂体 ,顺利地完成了 1口小井眼 4台阶水平井SP1井 ;在DP1井先后经过 4次侧钻调整井眼轨迹 ,达到了起死回生的目的 ,并替代了通过有线测井卡准目的气层的常规方法 , 15 2 .4mm水平井眼中累计导向钻进 94 7m。这 2口井的实钻轨迹均与原设计轨迹差别很大 ,从而对目的层有了新认识 ,也为鄂尔多斯盆地复杂气藏的开发开辟了新途径。

川式深井小井眼钻井取心工具技术特点与应用

随着钻井技术的发展和需要,深井小井眼钻井技术已成为处理地质情况的一项重要的技术手段。深井小井眼钻井取心技术作为其配套技术,已相继在国内油田应用,为勘探开发提供了可靠的岩心资料。文中通过介绍川式深井小井眼钻井取心工具技术特点及现场应用情况,进一步证实了该项工具技术完全能满足深井小井眼钻探的需要。

钙-醇钻井液体系的室内研究及应用

介绍了钙 -醇钻井液体系的室内研究及在史 136井中的应用情况。结果表明 ,该体系具有优良的页岩抑制性、润滑性、抗温性及流变性 ,并可通过改变氯化钙的含量来调整聚合醇的浊点 ,以满足不同井深的需要。该体系可解决强水敏页岩的井眼失稳问题 。

高温高压深井试油井下管柱力学分析及其应用

分析了高温高压深井试油及其管柱的特点,考虑井身结构、管柱组合、管柱载荷、高温高压及联作等因素,进行管柱轴向屈曲分析,得到了屈曲临界载荷;然后,综合考虑屈曲状态、井口和封隔器的约束,给出了井下管柱载荷、变形、应力计算方法与公式。在此基础上,经多年、数十口井的实践,摸索出了一套实用的试油管柱力学计算步骤、方法,已形成"做法"或"惯例",据此进行管柱力学分析,可以得到实用的结论和可操作的建议。

小井眼定向井抽油杆柱底部边界载荷确定方法

抽油杆柱底端的示功图(泵功图)作为抽油杆柱动态特性计算分析的边界条件具有十分重要的价值。由于定向井的实际井眼轨迹的复杂性、动液面的不准确性及流体的多相性等的综合影响,造成目前广泛使用的理论计算公式有较大的局限性。通过长庆油田小井眼井的实测数据,分析了动态参数的变化规律,并利用实测结果分析了抽油杆柱扶正器对载荷、压力的影响规律。结果表明,现有的经验公式计算结果与实测结果有较大差异,扶正装置的存在对抽油杆柱底端的载荷影响很小。

偏重偏心防斜钻具的研究与应用

大庆油田海拉尔、延吉、汤原等新探区地层倾角大，井外控制困难，严重影响了钻井速度并增加了钻井成本、研制的偏重偏心防斜钻具，经理论分析和现场试验证明，该钻具在井下旋转过程中所产生的离心力使其偏重段重边的稳定器始终贴向井壁，使钻具产生公转特性，有效地克服钻头自转引起的井斜，其离心力与转速平方成正比，转速越高产生的离心降斜力越大。该钻具能防斜、稳斜和降斜，其结构简单，安装方便，能较好地解决钻定向丛式井直井段的防碰技术难题。该钻具还适应地层倾角大的软到中硬地层，其偏心距的确定、优化组合钻具结构以及合理地选择钻压和转速，对防斜钻井及提高钻速均具有十分重要的作用。在12口井的现场试验中，井斜角均控制在1°以内，满足了钻定向丛式井造斜点井斜角小于1°的要求。

大庆油田侧钻小井眼水平井固井施工压力设计与应用

针对大庆油田侧钻水平井环空间隙比常规井眼和小井眼环空间隙小得多、侧钻水平井尾管内径小,这样造成循环摩阻大,固井施工压力高,固井质量不易保证的实际,开展了注水泥设计,确立了环空压耗与井眼长度的关系及钻井液性能对压耗的影响。通过偏心环空时的压降计算施工压力研究及注替过程的速度、压力分析,开发与应用了侧钻水平井固井施工设计软件。通过两口井的实践,证实了设计的可靠性,地面施工一次成功。

深井长裸眼跨隔测试新工艺的应用

为减少勘探费用,缩短施工周期,取全取准各项地质资料,采取中途测试工艺。随着深井中途测试不断增多,特别是跨隔支撑测试具有一定施工风险和难度,要求测试质量不断提高。结合油田生产实际,合理选配了地层测试工具仪表,不断改进测试管串和优化施工设计,经盐22井中途跨隔测试应用,获得成功。

小井眼簧状卡瓦可退捞矛研制与应用

小井眼完钻后,在完井过程中容易出现各种问题,如何快速、安全、经济地解决打捞落鱼是降低钻完井成本的一个重要方面。通过技术研究和现场试验,自主研制了一种针对小井眼的打捞工具——小井眼簧状卡瓦可退捞矛。现场试验表明:该工具先进、实用、可靠,解决了小井眼的落鱼打捞问题。

波纹管补贴套管工艺及应用

波纹管补贴套管工艺在美国５０００余口油井上应用，成功率较高；在我国克拉玛依油田井下作业中运用收到了一定的效果。木文分别介绍了水力胶筒式胀贴和水力机械式胀贴两种波纹管补贴方法，分析了补贴成功率不高的原因并提出对策建议。

采用射线寻迹的井间层析成像

本文采用二维井间观测走时反演地震波速,用迭代射线寻迹走时成像方法进行层析成像.作者导出三次多项式插值基函数计算离散网格内的折射率分布,还给出了具有自己特点的二步扫描法,不但加快了正演计算时间,同时方便地建立走时残差与模型修正量的关系.考虑到实际应用时,震源与接收器常不位于同一平面,为此进行了校正,并给出了校正方法,提高了重建精度. 数值的与实际应用的结果表明,本文给出的层析成像算法是快速的、稳定的、适用的.