塔里木山前井涡轮配合孕镶金刚石钻头钻井提速技术

塔里木盆地山前井是塔里木油田油气勘探开发的重要区域之一。针对山前井地层研磨性强、可钻性级值高,单只钻头进尺低,钻头消耗量大,机械钻速低,钻井成本高等问题,引进涡轮配合孕镶金刚石钻头钻井技术。2口山前井钻进实验数据表明：博孜102井配套工具进尺704 m,纯钻时间407.5 h,平均机械钻速1.73 m/h;克深2-1-14井配套工具进尺146.8 m,纯钻71.75 h,平均机械钻速2.05 m/h。两组配套工具与邻井同层PDC钻头、牙轮钻头对比,钻井速度提高了2~4倍,单只钻头平均进尺提高了3~10倍,平均纯钻时间提高了1.7~2.5倍。工具实验结果表明,涡轮配合孕镶金刚钻头钻井技术在塔里木山前井具有较好的提速效果,可为塔里木山前井钻井提速提供技术支持。

塔里木泛哈拉哈塘地区扭力冲击钻井技术

针对塔里木泛哈拉哈塘地区油气藏埋藏深,二开裸眼段长,深部地层研磨性强,软硬交错,钻头吃入地层效果差,PDC钻头失效快,钻井机械钻速以及中标费用低等特点和难点,引进扭力冲击钻井技术,力求通过高效破岩技术提高机械钻速、降低成本。2012—2015年进行了36口井试验与应用,结果表明,试验与应用井段平均机械钻速达到5.74 m/h,是转盘钻井技术的2倍以上,是复合钻井技术的1倍以上,平均单井缩短钻井周期25.87 d,提速效果和经济效益显著,为塔里木台盆区深井、超深井钻井提速降本提供技术支持。

塔里木克深9气田复杂超深井钻井关键技术

塔里木克深9气田超深井具有井眼超深、高温和高压的典型特征,钻井过程中存在钻井周期长、盐膏层高压盐水与薄弱漏层同存、盐上高陡地层防斜打快难,吉迪克组地层和致密砂岩储层机械钻速低等问题。为解决这些问题,在盐上地层应用了垂直钻井工具,并优选了高效PDC钻头,在盐膏层采用了高密度油基钻井液、控压放水技术和盐膏层安全钻井技术,在致密砂岩储层应用了360旋转齿钻头、涡轮钻具+孕镶钻头提速技术,形成了克深9气田复杂超深井钻井关键技术。该技术在克深9气田2口井进行了现场应用,平均钻井周期缩短12.0%,故障处理时效降低4.1百分点,平均机械钻速提高13.0%。研究结果表明,塔里木克深9气田复杂超深井钻井关键技术能够满足该气田超深气藏高效勘探开发的需求,对国内外类似超深井高效钻井具有一定的借鉴。

山前高陡构造复杂井东秋6井钻井实践

针对塔里木油田山前高陡构造钻井施工难度大、事故复杂时效高、钻井速度缓慢等问题,开展了以垂直钻井、优质高效PDC钻头、复合盐层钻井技术等为主要内容的先进技术的应用。以东秋6井为例,从山前高陡构造复杂井钻井关键技术、钻井施工过程等方面进行了论述。应用结果表明,这些技术很好地解决了塔里木山前高陡构造的高速、高效、安全钻进问题。

东河1-H18C井钻井复杂情况分析

东河1-H18C井是位于塔里木东河油田东河1区块的一口开窗侧钻定向井。该井钻井工程的难点是:同一裸眼内存在压力系数相差较大的地层,极易造成粘卡;井斜角达到57°,Ф152.4 mm井眼下Ф127 mm尾管,环空间隙小,固井风险大。实钻过程中发生卡钻和固井憋高压事件。通过对钻井工程难点的细致分析,从中找出导致事件发生的原因,从而采取必要的措施,在今后的钻井生产中加以避免,可对现场技术工作起到借鉴作用。

新疆某油田A区块巨厚盐层钻井技术探究

分析了巨厚盐层存在的盐水圈闭及盐层实钻情况,建立了盐水侵入钻井液控量模型,明确盐水进入钻井液允许最大值,通过井口控压,控制盐水侵入井筒量,形成了一套巨厚盐层控压放水新方法。

降低钻井成本的措施

钻井作业规模大、投资多、风险也非常大,其对人力、物力和财力的巨大耗费。钻一口油气井不仅要承担基本工程作业钻井,还需要附带钻井的设计、测量、勘查、物件安装、物资供应以及测井、固井、录井等辅助工程作业。

钻井取心技术及应用实践研究论述

石油资源在我国工业发展中有着非常重要的作用,但是石油资源是一种不可再生的资源,只有将石油资源进行有效合理的开发,才能够有效确保石油资源的可持续化发展。目前我国对于石油资源的需求量仍然很大,如果石油在开采过程中出现问题,就会严重影响到我国社会经济的发展。随着社会各界对于石油需求量的不断上升,在该过程中对于石油钻井技术的要求也在增强,井作业的质量会直接影响到油田的后期开采作用,因此需要加强钻井作业的核心环节控制,如何有效提高钻井技术满足钻井需求,减少油田在后期开采过程中所出现的问题是一项非常重要的研究内容,钻井取新技术能否获取高质量的研新工作是钻井作业的核心内容,但是不同的地质条件在利用取心技术时也会存在明显的差异性,通过分析气体钻井取心技术,并提出相应的改进措施,从而有效实现我国钻井取心技术的有效应用。

巴彦油田疏松砂岩储层保护技术

巴彦油田储层属于中孔、中低渗为主的深部弱胶结砂岩储层,储层水敏性强,在用钻井液为淡水体系,抑制能力差,易引起地层水矿化度变化,导致储层污染。中国具有同样埋藏深度同时又具有类似储层物性特点的油田很少,需要针对疏松砂岩储层特点研发一种新型微米储层保护剂。在分析巴彦油田储层伤害因素的基础上,自主研发了一种兼具成膜与防膨效果的微米乳液储层保护剂,通过激光粒度分析、砂床封堵、PPA封堵滤失、扫描电镜等评价方法,验证了微米暂堵剂的广谱封堵和协同增效效果。该产品粒径D50≤2.17μm,D90≤7.05μm,线性膨胀降低率达到51.35%,与钻井液体系配伍性良好,与可酸溶材料配伍形成了一体化广谱封堵技术。室内实验表明,该广谱封堵技术针对弱胶结砂岩储层岩心渗透率恢复值可保持在90%以上。现场试验中,通过表皮系数测试和试油投产数据等综合对比表明,该广谱封堵技术具有良好的储层保护效果。

气体钻水平井岩屑运移数值模拟研究

针对气体钻水平井过程中的井眼净化问题,开展了水平段岩屑运移特征研究。基于气固两相流动模型,采用FLUENT软件模拟了气体钻井条件下不同粒径、不同注气量、不同钻杆转速和不同钻杆偏心距下单颗粒岩屑和岩屑颗粒群在水平环空的运移特性。模拟结果表明,单颗粒岩屑在水平环空的运移以跃移形式为主,而岩屑颗粒群的运移主要包括蠕移和跃移两种形式;粒径5.0mm岩屑在注气量50,70和90m3/min下的首次跳跃距离分别为0.55,0.90和1.50m;在注气量为50m3/min时,粒径1.5mm岩屑的首次跳跃距是粒径3.0mm岩屑的1.5倍;粒径7.0mm岩屑在钻杆静止和转速为60r/min下的第3次跳跃距离分别为0.43和0.62m;粒径6.0mm岩屑在偏心距0,10和15mm条件下的第2次跳跃距离分别为0.55,0.44和0.28m。研究表明,注气量越大、粒径越小、偏心距越小、钻杆转动越快,则岩屑运移的距离越远。建议采取适当提高注气量、安装水平井井眼净化工具、提高钻杆居中度等措施,以提高井眼净化效果。

近钻头扭转冲击器破岩机理及应用

PDC钻头是超深井硬地层主要的破岩工具。由于黏滑振动引发的PDC钻头过早失效是造成超深井钻井成本增加的一个重要因素。本文针对PDC钻头的黏滑振动效应,理论分析了黏滑振动机理,建立了PDC钻头黏滑振动系统的力学模型,并用高频低幅扭转冲击器及优化钻头结构的方式来消除钻头的黏滑振动。研究结果表明:PDC钻头长度越长,能量衰减越快,扭转冲击能量传递效率越低;PDC钻头截面积越大,长度越小,高频扭转冲击器冲击系统能量传递效率越高。新疆塔里木盆地XK3井试验表明,扭转冲击工具与常规钻具相比机械钻速提高1倍以上,能够有效消除PDC钻头的黏滑振动效应,减轻钻柱扭转振荡,降低钻井成本。

大通径膨胀管技术试验研究

普通膨胀管存在壁薄、承载能力差等问题,并制约本体的膨胀幅度,是限制该技术进一步发展的主要因素。针对上述问题提出大通径膨胀管技术,将膨胀工具外置于膨胀管,利用液压缸作为动力,能够进一步提高膨胀幅度、降低膨胀压力。以114mm×5mm膨胀管为例进行试验,结果表明:与传统膨胀管结构相比,大通径膨胀管技术能够在相同膨胀率条件下降低膨胀压力30%;大通径技术无需悬挂橡胶,膨胀管与套管之间为全段金属密封,进一步提高膨胀管悬挂力。新技术简化了膨胀管加工工艺,提高了安全性和可靠性。

螺杆钻具损坏落井原因分析

螺杆钻具在使用过程中会发生诸多损坏落井事故,其原因不仅与材料处理、加工工艺和技术水平有关,还与钻井方式、钻井参数、施工人员技术水平以及保养维护有关。应加强从螺杆钻具的设计到使用等一系列过程的监督,从而制造出性能佳、寿命长的高效螺杆钻具,提高钻井速度,减少事故发生率以及事故处理时间,降低钻井成本。

基于双储能元件的钻机制动能量回收应用研究

石油钻机工作过程中产生的再生制动能量和公共直流母线的冗余能量不能有效回收利用,只能经能耗制动消耗掉,造成能源的浪费。为此,提出采用能量回收和再应用的方式解决此类问题。通过分析钻机对储能控制系统的需求及对几种能量回收方法的比较,提出采用双储能控制系统的制动能量回收方法。现场应用结果表明:双储能控制系统的引入既减小了正常钻井过程中冲击载荷和制动能量对控制系统的影响,也可确保对冗余能量的有效回收利用,降低发电机的燃油和保养费用;减少了对发电机的功率需求,进而减少前期的采购费用,间接减少了后期设备的折旧和维护费用。该系统的引入全年可节省单个钻机成本43.2万元以上。

基于统一强度理论的牙齿侵入井底岩石的机理分析

为了弄清深部地层复杂钻进条件下的牙轮钻头破岩机理,研究了牙轮钻头牙齿侵入井底岩石问题。在考虑井底压力的条件下,基于统一强度理论对牙齿侵入岩石的力学过程进行了分析,建立了含有统一强度参数的井底岩石侵入方程,并给出了不受轴向载荷、侵入深度和刃尖角影响的侵入系数。该方程考虑中间应力对井底岩石侵入系数的影响,在中间主剪应力的效应系数为0时,方程计算结果与Mohr-Coulomb强度理论所得结果完全相同。根据侵入方程,分析了内摩擦角、液柱压力、孔隙压力和刃尖角对侵入系数的影响。结果表明,侵入系数随中间主剪应力的效应系数的增大而增大,随内摩擦角和刃尖角的增大呈指数增大,随液柱压力的增大呈线性增大,随孔隙压力的增大呈线性减小。研究结果为牙轮钻头的现场应用提供了理论指导。

干耦合超声波检测及波初至的自动拾取

目前岩石力学参数测定,受限于探头及数据采集设备,多在实验室环境完成,同时,传统超声收发探头对接触面平整度要求较高,需要对岩石表面打磨处理,且需要涂抹导声糊。这些都极大限制了超声测量系统的应用范围。为实现对岩石钻孔内的长效监测,对声波发射、接收机制及岩石内超声信号的频域特性进行分析,通过AIC算法拾取波前初至,利用小波去噪和改进AIC法(NAIC)求波初至到达精确时间,研究了基于干耦合岩石内部参数测量系统,在岩石内部实现了超声信号的发射接收、信号瞬态触发、高速采集,并将最终结果通过无线方式传输至数据记录仪。分别对Φ50 mm×100 mm花岗岩及砂岩岩样进行了超声波传输参数测量,Φ114mm×280mm花岗岩岩样测量距离分别为150、200mm,利用NAIC、STA/LTA、MER、ETA 4种算法对该数据进行处理,并与第三方仪器测定结果进行比较。结果表明:基于干耦合声波测速采集系统,对不同工作接触面适应性较好,数据误差在规范允许范围内。小波降噪适用于背景干扰少、频率范围集中的超声接收信号,在到时拾取方面,除STA/LTA外其余3种算法在去噪后的到时拾取精度均得到有效提高,其中尤以NAIC法最为明显,到时平均误差由1.21?s锐减至0.19?s。

液面自动监测技术在堵漏施工中的应用

随着每年中国石油勘探开发力度的增大,施工过程表现出来的复杂随即大幅度增加,漏失复杂尤为明显。液面自动监测技术能够很好的弥补这种不足,通过测得的液面高度数据,可以直观判断液柱压力,结合测得的套压数据可以直接得出地层压力数据。同时实时的液面高度测量可以计算出泥浆漏失速度,以此判断漏失类型,实时的液面高度可以有效的配合完成堵漏工作。

温室温度自动监控系统

介绍了一种自行设计的以68HC08GP32为主控芯片的温度湿度自动监控系统,并较为详细地阐述了其设计思想和设计过程。

集成于斜井提升机电控系统的自动风门控制系统

介绍了煤矿斜井井口风门的应用现状,结合提升机电控系统的自动化运行要求,设计了一种先进的控制系统——集成于提升机电控系统的风门控制系统。对其结构组成、工作原理进行说明,重点论述了本系统的设计思想并给出控制了程序的流程图。

库车山前复合盐膏层复杂事故处理及分析

库车山前复合盐膏层埋深和厚度大,分布复杂。钻井过程中受盐膏层蠕变、盐间高压层和薄弱层共存、盐底卡层困难等因素影响,井下事故频发。本文重点分析事故发生原因并提出处理对策,对现场实际生产具有一定的指导意义。