非开挖水平定向钻进软件设计研究

轨迹设计是非开挖水平定向钻进管线铺设施工的关键。本文应用动态规划原理, 对轨迹最优化设计进行了深入研究。根据工程实际需要, 设计出一套水平定向钻进软件, 实现了轨迹最优化设计、施工图设计、竣工图处理、施工记录表填写及轨迹查询等功能, 集设计、优化、出图于一体。实践证明, 该软件能很好地满足水平定向钻进工程的要求。      

易坍塌地层双管水平定向钻进工艺研究

水平定向钻进技术已被广泛地用于铺设各种管线,具有施工速度快,对地面破坏小,不会影响已有管线的正常使用等优点。但是,在砂卵石和粉细砂类易坍塌地层中,常规的单钻杆水平定向钻进常会出现导向偏差和钻孔坍塌等事故。在已有技术的基础上,开发出了一套双管水平定向钻进系统,包括双回转动力头钻机、内外钻杆、双管导向节。通过现场应用证明了该双管系统具有导向精度高、调整方向灵敏等优点,能克服易坍塌地层带来的导向精度差和钻孔坍塌等难题。     

多分支水平对接井技术在土耳其天然碱溶采中的应用

多分支井钻井技术是水平井技术的延伸和发展,是一种提高采收率及提高油气开采经济效益的技术手段,该技术已被广泛应用到油气田开发,但是用于开采可溶性矿产方面还不很常见。本文以土耳其卡赞天然碱溶采工程中的H032井为例,介绍了该技术在天然碱水溶开采中的应用。通过定向钻井技术,在一口主井中分支出2条平行井眼,分别与2口直井对接连通,形成2条采矿通道。在分析碱矿开采中应用多分支水平对接井技术施工难点的基础上,重点介绍了分支井钻井工艺技术,包括井身结构设计及优化、悬空分支技术、钻头及钻具组合设计及优化、钻井液设计等。     

非开挖HDD在垃圾填埋场渗滤液导流治理中的应用研究

非开挖HDD技术具有对环境干扰小、施工效率高等优点,被广泛应用于给排水、电力、通信、油气等领域的新管道敷设和既有管线修复中。本文结合英国某垃圾填埋场的渗滤液导流治理工程,分别从技术原理、工程背景、工艺过程、应用效果和改进措施等方面展开了论述。工程实践表明,HDD技术可应用于垃圾填埋场渗滤液水平排放孔的施工中,并应根据现场地层条件和工艺参数对施工过程加以优化。由于填埋堆体含有大量金属废弃物,采用有线导向系统替换了无线电磁导向,可极大提高导向钻孔轨迹的定位精度。采用正向扩孔和管道敷设技术有助于降低阻力,提高敷设效果。对比运行结果显示,相对于传统的渗滤液竖井抽排模式,水平钻孔排放效率更高,成本投入也相对较低,但在设计施工中应充分考虑堆体非均质对施工过程的影响,降低施工风险。     

废弃水基钻井液低温干燥处理实验研究及经济性评价

废弃水基钻井液是石油钻井工程作业过程中的废弃物,若直接排放,不但会使钻井液成本居高不下,而且还会对环境造成极为不利的影响。对废弃水基钻井液进行低温干燥处理后再利用,是既经济又符合现代发展趋势的处理方法之一。通过对聚合物钻井液体系、磺化钻井液体系及四川2口页岩气井钻井液体系低温干燥技术实验研究及经济性评价,结果表明:聚合物钻井液体系在120℃条件下干燥处理后性能恶化严重,降低干燥温度能降低其恶化程度;磺化钻井液体系及四川2口页岩气井钻井液体系在120℃条件下干燥处理后性能基本保持不变。这说明低温干燥处理技术能够实现废弃水基钻井液回收再利用,且处理成本低,处理后固体物质便于储存与运输,能够大幅降低钻井液成本。同时,还能够减少废弃钻井液排放量,降低石油钻井工程污染环境的风险。      

水平井钻井技术及其在石油开发中的应用

本文介绍了水平井的优点及应用范围,论述了水平井的施工技术,并结合钻井工程实例,详细说明了水平井钻井技术在石油开发中的应用。     

东庞矿奥灰含水层多分支水平孔卡埋钻事故处理

近年来,随着定向钻进技术的不断发展,随钻测量技术和受控定向螺杆钻具的制造工艺日趋成熟。地面定向水平钻孔在石油、天然气、页岩气、盐矿等领域得到广泛应用。地面定向水平分支孔注浆在煤矿防治水领域的应用开始大面积推广,在钻进过程中经常发生各种各样事故,造成大量的人力、物力、财力的损失,甚至导致全孔报废及人员伤亡。因此,如何减少或是避免事故的发生,保证钻进工作的顺利进行,是当前面临的重要课题。本文结合冀中能源股份有限公司东庞矿9400采区奥灰含水层区域注浆改造一期工程钻探工程DB2-E3地面定向水平孔施工时发生卡埋钻事故成功处理的实例,总结了水平注浆孔卡埋钻事故预防措施,对水平孔安全施工具有一定参考意义。     

陆相页岩地层地质-工程一体化水平井精确钻探技术——以松辽盆地吉页油1HF井为例

【研究目的】陆相页岩油是中国能源重要的接替领域,长水平井精确钻探是实现页岩油商业开发的关键技术。但由于陆相页岩具有黏土矿物含量高、非均质性强、层理发育等特点,导致水平井井壁失稳严重、薄目标靶层精确导向困难等钻探技术难题。【研究方法】以松辽盆地南部青一段页岩为研究对象,综合利用地球化学、地球物理、岩石力学、地应力分析等手段,开展地质工程一体化研究。【研究结果】青一段上部页岩为层理型页岩不适合作为水平井穿行层段,青一段中下部纹层状页岩中的含油薄砂条兼具含油性、可钻性、可压性,可作为穿行目标层;页岩地层需选择强抑制KCL聚胺钻井液体系和油基钻井液体系实施水平井钻探,泥浆密度窗口随水平应力差和井轨迹倾角的增大而增高;测井GR和录井总烃可以精确反映目标靶层岩性非均质变化,结合高精度地球物理,可实时精确调控钻井轨迹。【结论】经应用实践,吉页油1HF井沿1.94m超薄目标靶层安全钻进1252m,钻遇率100%,实现了陆相页岩油长水平段精确钻探的技术突破,为吉页油1HF井获得高产工业油流奠定了基础,对中国同类型陆相页岩油长水平段精确钻探具有引领和借鉴意义。     

浅论水平定向钻进敷设管材

水平定向钻进铺设技术在国内应用日益广泛,但是现行相关管材标准严重滞后,难以满足实际需要。本文对现行水平定向钻进铺设所涉及到的管材进行简要论述,建议相关部门尽快制定相关的水平定向钻进铺设管材标准,并与现行水平定向钻进技术规范协调一致,以促进水平定向钻进工程在国内的健康发展。     

贯通式潜孔锤反循环气体钻井系统压力分布模型

随着贯通式潜孔锤全孔反循环钻进技术及配套装备的不断发展和完善,其应用日益广泛,用于油气勘探开发气体钻井领域时施工井眼直径和井深大,合理工艺参数的确定十分关键。基于贯通式潜孔锤双壁钻具系统的结构特点,研究建立了中心反循环排渣通道和环状注气通道内压力分布模型,介绍了潜孔锤内部和反循环钻头上压耗计算方法。系统压力分布模型的建立为确定合理注气参数奠定了基础,为高压注气设备的合理选配提供了依据,对保证良好的钻进效果具有重要的意义。      

边水油藏水平井三维产能计算新方法

随着钻井技术的快速发展,水平井成为开发边底水油藏的常规方法。相对于普通直井来说,水平井能在较低的生产压差下获得更大的产量。但水平井开发边水油藏时油水渗流规律复杂,求解三维渗流下的产能难度大。将水平井抽象为无限导流线汇,先用傅立叶变换求得点汇条件下问题的解,然后根据叠加原理求得三维线汇解。将计算结果与现场实际生产数据对比发现,此方法比Joshi的二维产能公式更贴近现场生产实际。由此证明此方法简单可行,可用于现场的水平井产能预测。     

煤层气水平井无导眼地质导向钻进技术

针对目前松软煤层水平段成孔困难、煤层钻遇率较低以及造斜段钻进过程中需要施工导眼井等问题,采用地质导向与几何导向相结合模式,对井身结构优化、钻进参数优选、防塌钻进、多标志层地质导向钻进、水平段井眼轨迹精细化控制等进行研究。在沁水盆地成庄煤矿进行现场应用,钻完井施工顺利,3口水平井都实现无导眼直接一次着陆入靶,水平煤层段累计进尺1 604.72 m,煤层钻遇率达到100%,最终水平段下入PE筛管总长度1 366 m。完善了煤层气水平井钻完井工艺,为煤层气低成本高效开发钻井施工提供技术借鉴。移动阅读      

油气井工程中的一个新领域--井下控制工程学浅谈

油气井工程中普遍存在控制问题.由于油气井的特殊结构、井下作业的特殊环境和载荷性质,使井下控制问题表现出固有的特殊性和难度.为促进油气井井下控制技术研究的发展,在综合分析国内外有关成果的基础上,笔者于1993年前后提出了"井下控制工程学"这一新概念,1997年被中国石油工程学会钻井基础理论学组列为"油气钻井工程"专业的一个新分支.井下控制工程学是用工程控制论的观点和方法,去研究和解决油气井井下工程控制问题的有关理论、技术手段的一个新学科分支,是一个多学科交叉的应用技术新领域.在回顾100 a来钻井工程技术发展过程的基础上,阐述了井下控制工程学产生的技术与学术背景,论述了井下控制工程学的学科框架、基本问题和主要研究内容,介绍了井下控制工程学十余年来在中国的研究进展,并对井下控制工程学的未来发展作出展望.     

含砂量对HDD钻井液性能影响的试验研究

水平定向钻进铺管钻遇地层多为土、砂层,钻井液对成孔质量影响较大,而固相含量又直接影响钻井液的综合性能。本文通过室内试验,分析了不同含砂量条件下,钻井液的塑性粘度、表观粘度、动切力、动塑比的变化规律,认为含砂量在15％以下时,对钻井液流变性能变化不大,而当钻井液中的含砂量超过20％时,钻井液会产生系统破坏,需要进一步处理方可二次使用。     

钻井现场有机地球化学录井与油气识别评价技术

在现场钻进过程中，尤其是在油基泥浆及各种添加剂烃类污染、地质录井难以确定真假油气显示的情况下，有机地球化学录井对确定油气显示有独特的作用。但由于其烃类污染对岩屑罐顶气、岩石冷溶烃、岩石热解等常规地球化学录井技术有不同程度的影响，其检测数据通过校正污染后才能用于含油气性评价。为此，在现场开展了钻井泥浆及各种添加剂中烃类有机地化检测试验，对泥浆中轻烃（C1－C12）、萃取烃（C1－C35）和岩石冷溶烃进行动态检测，研究其烃类组成及变化特征，对钻进中真假油气显示、油气层质量及产能大小、油气烃类母质类型、储油层确定等及时作出解释与评价，为油气勘探与开发快速提供地球化学依据。     

桩西滩海中生界地层水平井钻井液技术

桩西滩海地区实施全井小循环泥浆不落地工艺,上部地层快速钻进固相控制难度大,东营组泥岩和沙河街油泥岩掉块坍塌严重,中生界水平段钻进润滑防塌要求高,分别采取了针对性的措施。现场试验表明,中上部地层采用氯化钙强抑制钻井液体系,抑制了粘土造浆和钻屑分散,满足了快速钻进阶段小循环泥浆不落地的工程要求;中下部地层采用了低活度强抑制钻井液体系,钻井液活度控制在0.96以下,高温高压滤失量＜12 mL,保证了泥岩地层的井壁稳定;三开水平段应用了油基钻井液回收循环利用工艺,性能优化后的钻井液乳化稳定性好,破乳电压＞460 V,解决了水平井钻进中生界地层摩阻扭矩大、易坍塌等问题。     

深井钻机柴改电升级改造及其应用

针对柴油机驱动存在的可靠性低、钻井成本高、环境污染大等问题,提出将传统的柴油机驱动钻机改造为电驱动钻机的节能环保升级改造方案。直接利用工业电网作为动力源,对钻井的动力驱动系统进行优化,在地热井施工、石油钻井施工和其它深井钻井施工中得到广泛的应用。实践证明,柴改电升级改造在节能环保方面效果明显,提高了钻机运行的可靠性、先进性、经济性和安全性,达到了预期的目的。     

运用水平定向钻进技术实施管道更换的新方法

结合工程实例,介绍了运用非开挖水平定向钻进技术实施原有管道更换的新技术,对旧有管道的更换探索一条经济可行的便捷之路,具有借鉴意义。     

随钻测井技术的发展

随钻测井是在钻开地层的同时实时测量地层信息的一种测井技术。随钻测井自1989年成功投入商业应用以来，得到了快速的发展。本文主要介绍了电阻率测井中的补偿双电阻率测井仪(CDR)、钻头电阻率仪(RAB)、放射性测井中的补偿密度中子仪(CDN)、方位密度中子仪(AND)、声波测井中的新型声波测井仪(ISONIC)和偶极声波测井仪(BATLWD)及核磁共振测井仪(MRIL-WD)等几种目前世界上较新且应用广泛的随钻测井仪器的结构、测量原理及应用。结合电缆测井，对随钻测井的优点进行了总结。通过对随钻测井发展趋势的分析，得出了随钻测井技术应用会越来越广，但不会替代电缆测井技术的结论。     

A simplified framework and performance analysis for while-drilling telemetry systems in underbalanced drilling operations

As it stands, underbalanced drilling (UBD) operation has been beneficial in the exploration of hydrocarbons and production, with advantages like faster drilling control of lost circulation, stuck pipe situations, minimal or less formation damages and an enhanced ability to expedite development of brown fields. In spite of its edge over conventional drilling, the techniques can be more complex as well. Thus, a telemetry system is required to link downhole and surface while-drilling components transmitting and providing useful information under the real-time condition to the driller during drilling operations for more precise wellbore placement to ensure maximum reservoir exposure, ultimate production increment and monitoring conditions. A novel and systematic decision support system model based on distance-based approach has been developed for performance evaluation and optimal selection of while-drilling telemetry systems for the potential development of a depleted reservoir field. The proposed methodology attests to the need for the relative importance of criteria for a given application, without which inter-criterion comparison could not be accomplished. It requires a set of model selection criteria, along with available telemetry techniques and their level of criteria for optimal selection; and it successfully presents the results in terms of a merit value which is used to rank the while-drilling telemetry systems. This aims at delivering reliable drilling performance resulting to deliverable of real-time downhole data collection and most importantly places the matured well with minimal non-productive time during UBD operations. The scientific value of this study is the development of a simplified user-friendly decision support system for telemetry systems performance evaluation and selection optimization. The proposed framework was being validated and applied to a matured reservoir for an optimum selection of telemetry techniques in the UBD operation. The result of computations displayed similar results obtained by expert judgment demonstrating the significance effect and need for telemetry systems.