UTE方位伽马近钻头测量系统原理及现场应用

针对常规随钻测井存在的技术局限问题,介绍了UTE方位伽马近钻头测量系统的组成及原理,并通过现场应用,证明了UTE方位伽马近钻头测量系统能够通过近钻头井斜和方位伽马进行精确的地质导向,及时掌握所钻地层岩性变化,提高了在薄目的层中井眼轨迹控制能力和目的层钻遇率。

地质导向钻井技术在埕71-平4井中的应用

在水平井钻井中,通常采用地质导向钻井技术来提高井眼轨迹在油层中的穿透率。地质导向钻井是一项系统工程,需由钻井、地质、测井、油藏及录井人员共同参与、联合解决。结合地质导向钻井技术特征和在钻油层的地质特征、钻具结构、轨迹控制及实时地质曲线现场应用等实际情况,介绍了地质导向钻井技术在水平井钻井中的应用情况,论述了地质导向钻井技术在识别油层中的重要作用,提出了指导地质导向钻井施工的几点认识和建议。实践表明,地质导向钻井技术可实时准确测量油气层参数,在埕 71-平 4井应用中取得了良好的效果,水平井地质导向测量参数随钻解释系统为LWD实时曲线的解释提供了可靠手段,结果与电缆测井解释成果基本一致,具有较高的推广应用价值。

定向井井眼轨迹预测与控制技术

影响井眼轨迹的主要因素有地质特性、钻具组合结构、井眼轨迹几何形状、钻井工艺参数等。在钻井过程中,预测是控制的基础,如果没有精确的井眼轨迹参数预测,就不可能实现准确的井眼轨迹控制。通过实践经验和研究归纳总结出了一套井眼延伸方向预测的实用程序及井眼轨迹控制原则,供现场钻井施工技术人员参考。

煤层气羽状水平井井眼轨迹控制技术

为了提高煤层气的钻遇率、减少井下复杂事故,开展煤层气羽状水平井井眼轨迹控制技术研究至关重要。通过分析煤层气产出机理和羽状水平井技术特点,给出了羽状井井眼轨迹控制综合分析流程图及常用的控制方法,详细介绍了随钻电阻率、自然伽马测井等测井响应井眼轨迹综合控制技术及不同地层倾角煤储层井眼轨迹实施跟踪预测控制技术。研究结果表明：准确掌握煤储层物性参数、地层倾角及顶底板岩性等是实现井眼轨迹有效控制的基础和关键,在钻进过程中通过实时跟踪和分析钻井参数,并结合随钻电阻率、自然伽马测井及综合录井信息等对井眼轨迹进行实时监测和调整,可有效控制钻头在目标层中最佳层位延伸钻进,从而可确保煤储层钻遇率及减少井下复杂事故发生。

调制式旋转导向系统对井壁作用力的描述方法和变化规律

对调制式旋转导向工具RCLD系统的导向力的形成机理进行了探讨。结果表明 ,RCLD系统的导向力的形成方式与第一代PowerDrive系统相比有其独特的优势 ,是一种更为合理的方式。当单个伸缩块在控制面作顺时针和逆时针摆动时 ,每次伸出对井壁施加的作用力均受到控制面摆动速度、高压阀孔圆心角、转盘转速的影响。

井眼轨道预测的实现

利用下部钻具力学分析和钻头与地层相互作用模型来预测和控制井眼轨道对于大多数钻井作业来说仍是一个难题。文章分析了沿钻头的瞬时钻进方向向前差分存在的问题;在分析井眼轨道形状的基础上,提出了井眼轨道预测的4点新认识,建立了侧向钻速等于零的预测和控制准则;分别建立了井眼轨道预测方程、井眼轨道控制方程、钻具导向能力预测方程,并应用于国家重点科技攻关项目和“863”项目中。预测数据与实测结果误差较小。以井眼轨迹光滑为目标,将下部钻具组合三维力学分析与三维钻速方程相结合建立的井眼轨迹预测方程较其它轨迹预测方法具有明显的理论上的先进性和实际应用上的可靠性与准确性。

高29支平1分支水平井钻井技术

分支井可显著提高油田开发效益,增加油气井产能,减少环境污染。分支井钻井的关键技术是如何实现两井连通,并保证分支连接处的力学完整性、水力完整性和再进入能力。高29支平1分支水平井采用“无预留孔”技术,即采用常规完井方法固井后,按设计的开孔位置,在特制限位器的作用下进行开孔,把主井眼与分支井眼连通。同时利用限位器实现分支井的再进入。该井是冀东油田完成的第1口分支水平井,也是国内首次自行设计、施工的第1口分支水平井。该井于2005年3月4日投产,2分支合采,日产油123.3t。实践证明,无预留孔技术具有工具简单、施工方便、安全可靠、成本低廉等优点。

YH23-2-4侧钻水平井钻井实践

位于新疆牙哈地区的YH23-2-4井是在某直井基础上填井侧钻而成的凝析气田水平井。实钻中,克服了斜井段长、水平位移大、井眼轨迹控制难度大,以及摩阻扭矩大、大斜度井段钻井液携岩困难、钻具疲劳破坏等诸多技术难点,井眼轨道设计采用直—增—增—增—平五段制剖面类型;深井侧钻坚持小钻压、小排量和稳定的工具面的原则,优选适宜的钻具组合;斜井段为满足轨迹对造斜率的需要,选用高速牙轮钻头配合1.75°螺杆钻具及MWD施工;水平段钻进中,合理确定滑动钻进和复合钻进的比例,根据LWD实时测井曲线与邻井测井曲线对比结果,及时调整靶点垂深,控制井眼轨迹在储层中有效穿行,降低钻井风险;采用聚磺类钻井液体系,在膏泥岩地层井底温度升高、井壁缩径、黏切升高、失水量大的情况下,适当提高钻井液密度,并加入一定量的原油和抗高温高压、降低失水量的钻井液材料,以增加钻井液的润滑性和流变性,保证井眼稳定和井下安全。

元坝超深水平井井身结构优化与轨迹控制技术

元坝气田是世界上埋藏最深的海相酸性气田,其长兴组主力气藏具有埋藏超深、高温、高压、高含硫化氢、储层薄横向变化大、气水关系复杂等特征,常规直井、定向井产量低,方案设计采用水平井开发。该区钻井面临"硬、塌、卡、漏、喷、毒"等挑战,复杂事故多,施工难度大,安全风险高。为此,从地层三压力特征和实钻资料分析入手,研究提出利于封隔复杂井段的五开制井身结构方案和利于轨迹优化调整的常规定向钻具组合设计。所形成的井身结构优化和轨迹控制技术已成功应用于10口超深水平井,保证了方案部署井的安全顺利实施,实现了优快钻井和水平段长穿优质储层的目标,完钻井测试均获得了高产,创造了多项国内外钻井工程新纪录。

三稳定器钻具在定向井轨迹控制中的应用分析

为配合实现钻井大提速,各油气田对定向井井眼轨迹控制提出了更高要求。不仅要求能控制好井眼轨迹,减少钻井中各种事故的发生,而且要求高效、快速优质的施工。面对井下工况复杂多变、甲方对钻井工程质量标准要求提高等不利因素,以前的一些常规技术已经不能胜任。为此,依靠科技进步,加强技术创新,对三稳定器钻具结构进行研究,从三稳定器钻具结构模型建立入手,分别设计出稳斜、增斜、降斜三稳定器钻具组合,并在某区块进行试验,探索出三稳定器钻具组合使用的一些规律,改变以往单纯依靠单、双稳定器控制井斜和方位的局面。结果表明,使用三稳定器钻具组合后在钻井速度、工程质量等方面较以前都有明显的提高,缩短了钻井周期,降低了单井钻井成本。

梁9-平1水平井井眼轨迹控制技术

梁9-平1井位于梁家楼油田中区西部,东临纯56块,目的层为沙三中油层。该井为二靶点水平井,钻探目的是开发梁9断块西部沙二中构造高部位剩余油,该井设计井深3076.43 m,实钻水平段长337.37 m,完钻层位S3段,完钻原则是B靶中靶后留足35 m口袋完钻。由于井身结构设计合理,井眼轨迹控制方法得当,且采用了MWD+电阻率测试仪的轨迹跟踪测量技术,加之技术保证措施正确,各方面配合密切,从造斜点开始一趟钻钻达A点,仅用26 d完钻,取得了较好的经济效益和社会效盖。

大斜度定向井垦47-斜4井定向技术难点与措施

垦47-斜4井是胜利油田在垦东地区钻成的一口井斜达到70.95°的大角度双靶斜井。在定向施工过程中遇到钻具通井不到底、造斜工具面摆放困难、大斜度稳斜段轨迹难以控制等技术难点。为保证施工的顺利进行,结合钻遇地层的特点,分析了定向过程中轨迹控制技术的难点,并采取了有针对性的工艺措施,顺利的完成了定向任务。垦47-斜4井定向实践为今后大斜度定向井定向施工作业的顺利完成积累了经验。

金平1井长水平段水平井的设计与施工

胜利油田自主设计并应用常规钻井设备自主施工完成的金平1井,完钻井深2128m,垂深583.9m,位移1636.34m,位垂比达2.803,是目前中国陆上油田位垂比最大的一口水平段水平井。该井的井身结构设计以高效钻井和保护油气层为设计原则,要求井眼轨道具有足够的直井段,并且尽量减小设计造斜率,从而降低摩阻和扭矩,保证水平段有效延伸。最终井眼轨道设计为直—增—增—水平段轨道,造斜率保持在18°～21°/100m。该井井眼尺寸大:一开为准660.4mm,二开为准346.1mm,三开为准241.3mm,造斜点浅,造斜段地层疏松,水平段及斜井段长,摩阻系数相对较大,要求钻井液体系具有良好的抑制性、携岩性、润滑性和防塌、造壁功能,施工难度大。通过不断调整钻具组合,使其满足斜井段和水平段井眼轨迹控制要求,优造钻井液体系,应用随钻测量技术,该井钻探获得成功。

自动垂直钻井工具的设计及自动控制方法

设计了一种井下闭环自动垂直钻井工具。该自动垂直钻井工具包含井下微处理器、井斜角测量传感器及井下可控稳定器等。可控稳定器周围均布有四个可独立伸缩的导向块 ,它们受到内部液压系统的驱动 ,当井斜角偏离垂直方向时 ,井下微处理器会自动调整可控稳定器的工作状态 ,使可控稳定器上位于井眼高边的导向块伸出 ,顶向井眼高边 ,使钻头上产生一个降斜力 ,最后使井眼回到垂直轨道。本文详细介绍了这种自动垂直钻井工具的工作原理及结构组成 ;对工具内部的液压控制原理及控制回路进行了研究和设计 ;讨论并设计了对工具进行井下闭环自动控制的原理及具体方法 ;最后利用纵横弯曲法对包含有该工具的井下钻具组合的降斜能力进行了数值模拟分析 。

煤层气多分支水平井钻井技术研究

煤层气多分支水平井钻井技术的应用极大地促进了煤层气的开发,是煤层气开发的主要工艺之一。本文简要分析了煤层气多分支水平井的增产机理和基本模式,并剖析了该工艺中井位优选,井眼轨迹控制,钻井液设计等重要环节的技术要点。

地面遥控可调弯接头的设计

钻进过程中,为实现定向控制目标,发明了地面遥控可调弯接头,它通过改变钻井液排量来使上、下花键轴在花键筒内上下滑动,由于各花键齿端部形状的特点,这一滑动会导致上、下花键筒之间发生转动,又由于上、下花键筒的转动轴线与它们的外表面不平行,就会使它们之间出现需要的各种弯角,从而在地面就能改变井下弯接头的结构弯角,满足定向控制技术的需要。整个调节过程花费时间很少,因此可节约钻井成本。

JPH-411井三维井眼轨道设计及轨迹控制技术

杭锦旗区块天然气规模化开发过程中,利用老井场钻三维水平井可有效缓解井场征地费用高、征地协调时间长、环保压力大等问题。基于JPH-411井井口及地质中靶要求,利用理论计算、数值模拟等方法设计了三维井眼轨道,即直井段采用微增斜段增大最近距离,目的层段采用大井斜稳斜探储层顶界、增斜中靶,形成“直井段(微增斜)-二维增斜段-三维增斜扭方位井段-稳斜段-二维增斜段-水平段”六段制轨道剖面,靶前距450 m,偏移距218 m,造斜率5.45°/30 m。各井段通过优选适应性钻具组合及待钻井眼轨道实时计算对实钻轨迹的有效控制。JPH-411井现场实施结果表明,六段制轨道设计现场实施顺畅,未发生井眼碰撞事故,且技术套管及完井管柱下入顺畅。

一种垂钻过程检测与控制器的设计及室内试验

钻探工程中的自动控向垂直钻进技术是目前钻探工程界研究的重点 ,文章简要分析基于单测斜仪和三导向块钻具结构的垂直钻进状态检测与控制方法 ,并给出研制的微机自动控向垂钻系统中的检测控制器的设计和部分试验。测试表明 ,该装置能够完成对井深信号和井斜信号的采集与存储、钻进轨迹控制信号的生成 ,并能实现钻进过程的自动纠斜。

新型铰接式钻具组合特性分析

对一种新型铰接式钻具组合进行有限元分析,采用自由度凝聚法缩减铰接点的转动自由度并对铰接式钻具组合进行单因素影响分析,如井斜曲率、钻头稳定器的磨损量、结构弯角、钻压、井斜角、钻头稳定器与钻头之间的距离等对钻头侧向力的影响。结果表明,为了获得较好的铰接钻具造斜率,应考虑2种途径:1)在实际操作过程中,应仔细控制稳定器的磨损量,控制井眼扩大;2)在钻具结构设计中,应优化结构弯角和钻头稳定器与钻头之间的距离这些参数。

草20区块水平井钻井技术

本文介绍了胜利油田草20区块水平井钻井的施工难点、施工过程采取的技术措施及井眼轨迹控制方法。对施工难点进行分析和总结,提出了技术措施,得到了一些重要的结论和建议,对该区块油藏开发提供了施工经验。