氮气欠平衡安全钻井技术探讨

<正>氮气欠平衡钻井技术目前广泛运用于我国各油田开发当中,欠平衡钻井技术最大化的保护储集层。由于欠平衡井段地层压力是参考邻井或预测得来,再是欠平衡钻井工艺所致,钻进时井筒只有氮气和少量的原油及岩屑,井底处于负压状态,井口处于压力极低状态,井壁在高速流体的冲刷条件下也会带来一系列的井下安全问题。所以,在实行氮气欠平衡钻井时,考虑其特殊性将会给钻井工程带来一系列安全问题,本文主要从井控问题、井下安全问题、防火防爆问题进行探讨。     

连接管柱欠平衡钻井作业的研究

欠平衡钻井技术(Underbalanced Drilling Technology)是指在钻井过程中,利用自然条件或者人工方法在可控条件下使井筒内压力始终低于所钻地层孔隙流体压力一种钻井工艺和技术.欠平衡通常可分为两种典型的方式或类型:一类是采用常规钻井液就能达到欠平衡钻井条件,并进行形成所谓的“边喷边钻”钻进方式,对此国外通常称之为流钻( Flow Drilling);另一类是需通过采用非常规钻井液来降低井内压力,从而形成欠平衡钻井条件.欠平衡钻井技术的应用和发展是基于石油工业在新形势下油气勘探和开发对新钻井技术的要求.这主要体现在两个方面:(1)提高油气勘探与开发的成功率.(2)提高钻探经济效益、克服具体钻井困难,降低油气开发成本.同时采用欠平衡钻井在很多情况下可以克服诸如井漏和卡钻等采用常规钻井技术难以克服的具体钻井问题.     

胜利钻井院可打捞井下蓄能式水力脉冲工具再获一发明专利

<正>近日,胜利油田钻井院申报的可打捞井下蓄能式水力脉冲工具被国家知识产权局授权为国家发明专利。在钻井过程中,由钻头压持机械破碎并从母岩分离开的岩屑往往被很大的压差压持在井底,这种现象被称为"岩屑压持效应"。这样被压持在井底的岩屑被重复切削后变成细粒岩屑,岩屑粉末混入钻井泥浆,影响泥浆性能和泥浆固相处理,在井壁形成虚滤饼,影响井壁稳定,细粉和井底的泥饼粘混在一起形成井底覆盖层在     

欠平衡钻井技术应用及其发展

20世纪90年代以来,由于勘探开发难度日益增加,欠平衡钻井技术开始在国外迅速发展,因欠平衡技术解决了许多勘探开发的困难和复杂问题,提高了产量、降低了成本,因此成为国际上继水平井技术之后的第二个钻井技术发展热点。本文着重介绍欠平衡钻井的发展现状、适用范围、关键技术及应用实例并对欠平衡钻井技术进行了展望,为今后欠平衡钻井的开展提供了依据。     

随钻压力测量技术的研究与应用

随着现代钻井技术的发展,如何确保井下安全及提高钻井效率成为目前钻井技术的一大趋势,PWD（随钻压力测量工具）工具的出现无疑为现代钻井技术锦上添花,解决了困扰多年的钻井技术发展瓶颈。使用该工具无论是在目前已熟知的勘探开发区内进行环保型开采（平衡或欠平衡钻井）,还是在一些边缘区块或某些特征性油气藏（如裂缝、高压气层等）进行开采,对钻井作业都能够起到积极作用。本文主要是通过对随钻压力测量技术的研究,实时掌握井下压力状态并分析其变化规律,将其应用于井下安全控制,特别应用在隐蔽、高压、高含硫等复杂油气藏钻井,预防重大钻井事故的发生,同时为控制压力钻井提供依据。     

新型石油钻井领域专利技术分析

随着技术的日益成熟,欠平衡钻井领域已经形成一个完整的产业链。不过,欠平衡钻井在我国还属于新技术,尚未得到广泛应用。在某些技术引进项目中,国外专利权人对单口钻井的知识产权和配套技术服务收费约为硬件收费总额的两倍,高达30多万美元。如果一万口新钻井均采用国外技术,则相关费用高达30多亿美元。从长远看,依靠技术引进,我国企业将支付巨额的知识产权费用。不过,以中石油为主的我国骨干企业已经掌握欠平衡钻井领域上下游的全套技术,并在各主要技术领域部署了自主知识产权。避免专利和标准的重复研究,以中石油的自主知识产权技术为主,创建我国欠平衡钻井技术标准,这是我国欠平衡钻井领域专利和标准工作的必由出路     

松南深层天然气第一口水平分支井钻井配套技术

本文以长深D平1分支井为例介绍了松南长岭1号气田地质简况,欠平衡水平井分支井钻井剖面优化技术、研磨性硬地层造斜钻头优选、动力钻具优选、分支侧钻工艺以及欠平衡水平井压力控制技术和完井工艺技术等。     

考虑原油脱气对压力函数影响下的油井产能研究

油井生产中,当压力低于饱和压力后,原油会在地层脱气,井筒附近形成三相流,影响油井产量。本文根据渗流力学理论,针对大多数油井在生产过程中,只是在井底附近局部脱气,而在远离油井的较大区域内尚未形成脱气的情形,建立了油井脱气半径及产能计算公式,重点分析了井底流动压力降低对油井脱气半径以及油井产能的影响。研究结果表明:油井井底流动压力低于饱和压力后,井底附近会形成脱气区域,并随井底流动压力的降低,其脱气半径将逐渐增大;采用文中建立脱气条件下油井产能计算公式能够准确反映脱气对油井产能的影响,弥补传统达西公式在脱气条件下计算油井产能的不足,为油井进行放大生产压差生产时合理产能的确定提供可靠的理论方法。     

曹622H井气体钻井技术探讨

为加快曹台潜山的勘探开发,部署分支水平井进行评价开发。通过技术论证,认为潜山井段具备欠平衡施工条件,但高凝油是否对气体欠平衡施工有影响还无从考证,这需要现场施工验证。曹622H井设计气体钻井技术试验,通过试验丰富了气体钻井的应用效果和适应条件。     

钻井节流阀的生产和使用概况研究

控制压力钻井技术能够把井底压力变化控制在较小的范围内,大幅度提高钻井速度、缩短钻井周期,使钻井作业更安全;同时能有效解决井涌、井漏、有害气体泄漏、卡钻等问题。控压钻井是一种复杂的钻井工艺,其中直接接触钻井液,并对井筒压力进行控制的是专用节流管汇上的控压节流阀及其控制系统,而控压节流阀的主要性能参数和可控性(特性曲线)更直接影响控压钻井工艺实施的成功率。由此可见,一种控制精度高、可靠性强、使用寿命长的控压钻井节流阀无疑是控压钻井成功实施的有力保障,也是控压钻井推广的坚实基础。因此,本次研究调研了国外钻井节流阀的生产和使用概况。     

浅谈石油钻井技术的发展趋势及成就

目前,石油钻井技术科学化的主要特征是以钻井信息化、智能化为特点向自动化钻井迈进时期。这一时期主要技术成就有:(1)发展了井下信息实时检测技术,如随钻测量、随钻测井、随钻地震、随钻地层评价和钻井动态数据实时测量,使钻井过程中井下地质参数、钻井参数和井眼参数能够实时测量、传输、分析和控制;(2)开发了井下导向和井下闭环钻井系统;(3)发展了有利于发现新油气层和提高油田采收率的新钻井技术和方法,如欠平衡压力钻井、水平井钻井、多分支井钻井及连续油管钻井;(4)随着IT产业和网络技术的应用,为提高石油行业勘探开发、数据应用和经营管理水平而进行的钻井系统信息化网络建设等。     

控压钻井非线性模型预测控制器设计

本文提出了一种基于非线性模型预测控制器(NMPC),用于计算井涌控制过程中的环空井底压力。利用离散时间非线性系统优化方法,考虑钻头的流速,储层流入流速和储层压力的影响因素,建立控压钻井非线性模型预测控制器的模型。将所建立的NMPC模型与现场应用的比例积分导数控(PID)控制器的控制性能进行比较,结果证明NMPC对干扰的响应比PID控制器更快。     

钻井技术现状及展望

本文详细介绍了国内外石油天然气钻井技术发展的经历和技术现状,对分支井钻井、欠平衡钻井、超深井钻探以及固井技术的基础理论、应用情况和技术特点进行了研究,并展望了未来钻井技术的发展前景：     

气体钻井瞬态产出特征理论研究

致密气是一种重要的非常规油气资源。为揭示气体钻井钻遇致密砂岩气藏时特殊的瞬态产出特征,以平板渗流模型为基础,通过有限元模拟,从理论上验证了极端压差是导致气体钻井钻遇裂缝时特殊的瞬态的产气特征的根本原因。实验结果表明:一方面钻遇的裂缝开度越大,对井壁岩石的拉应力也就越大,相应负压值越大,更容易出现井壁岩石的崩落;另一方面,钻开瞬间越靠近井壁处,流速越快,压降越明显。该研究结果对于合理的气体钻井有一定的指导作用。     

欠平衡钻井技术在鄂尔多斯盆地的应用

鄂尔多斯盆地属于低压、低渗的地质特征,钻进过程中容易发生井漏、井塌、井斜等复杂情况。根据该地区的地质条件,采用欠平衡钻井技术可以解决钻井过程中的复杂问题,对提高该地区钻井效率具有重要意义。     

高层建筑电梯井内增压效应及防排烟措施

根据高层建筑烟控理论,提出了耦合"活塞风效应"的防排烟系统送风压力设计原则。通过模拟电梯运动的活塞效应对火灾烟气流动的影响,分析推动力增压pin、牵引力增压pout,及各流段之间的静压差p1-p2,p3-p4的变化规律,并根据压差波动,划分电梯井内纵向气流压力特性,建立电梯井内压力分布模型,研究结果为优化现代建筑的防排烟系统压力设计和制定电梯协同疏散策略提供了理论基础。     

连续油管钻井新技术

概述了连续油管钻井（Coiled Tubing Drilling,CTD）的发展历史、钻井装备、材料及其技术应用的发展与规格的提升。结合我国CTD应用的现状,阐述了当前连续油管钻井作业工艺单一、成本高、依赖进口等特点,分析国内CT技术的发展趋势。研究表明我国CTD市场前景良好,主要体现在连续油管钻井的小井眼、欠平衡、大位移等优势钻井技术的应用。因此,发展国内CTD技术、CT材料及其制造技术具有重要意义。     

连续油管钻井新技术

概述了连续油管钻井（Coiled Tubing Drilling,CTD）的发展历史、钻井装备、材料及其技术应用的发展与规格的提升。结合我国CTD应用的现状,阐述了当前连续油管钻井作业工艺单一、成本高、依赖进口等特点,分析国内CT技术的发展趋势。研究表明我国CTD市场前景良好,主要体现在连续油管钻井的小井眼、欠平衡、大位移等优势钻井技术的应用。因此,发展国内CTD技术、CT材料及其制造技术具有重要意义。     

重晶石对抗高温钻井液的影响机理

随着油气勘探开发难度的增大,深井和超深井的开发也越来越多。由于井深的增加,井底温度越来越高,压力也越来越高。伴随压力的升高,钻井液必须具有很高的密度,从而造成钻井液中固相含量很高,而这又会使钻井液的流变性能和沉降稳定性发生很大变化。本文通过对在加重后对钻井液各项性能参数的检测,探索研究重晶石影响抗高温钻井液性能的规律,进而探索重晶石在抗高温加重钻井液中的应用,解决高温钻井中的重晶石沉降难题,提高钻井效率。     

欠平衡钻井中井口装备失效规律研究

欠平衡钻井技术由于具有独特优势在油气田开发过程中得到广泛应用。在钻井放喷作业中,高压携岩气流会对井口装备造成严重冲击,导致其失效。本文通过计算流体动力学方法对井口四通进行建模分析,研究了四通冲击失效的部位和内部流场的分布情况,并结合实际工艺对冲击磨损量进行研究。结果表明:放喷量和岩屑的质量流量都与冲击磨损程度正相关,但是磨损与出口压力反相关,为了保证设备的安全,应选择合理的工艺参数。