国际地磁参考场解算方法及石油工程应用

地磁场包含了从地球内核到宇宙空间的丰富信息，且具有复杂的时空特性及演化规律。国际地磁参考场能较好地描述地磁场的时空分布及变化特征，为石油工程等领域获取地磁数据提供了简洁实用的技术手段。介绍了地磁场特征、地磁场要素和国际地磁参考场，给出了国际地磁参考场的解算方法和步骤，以及在石油工程领域推广应用国际地磁参考场的方法。应用IGRF-12 国际地磁参考场，研究了1920~2020 年的100 年间塔里木盆地地磁场的时空分布及其演化特征，结果表明:塔里木盆地的最大磁偏角为5.98°，最小磁偏角为0.52°，二者相差5.46°。在石油工程应用中，为保证井眼轨迹监测与控制精度，应随时随地更新地磁数据，不能简单地用同一个磁偏角数值来覆盖整个油田或地区，也不能在某个空间位置上长期使用同一个磁偏角数值。     

定向井和水平井测量技术基础

介绍了地磁场的四个基本特性、地磁场的球谐分析方法（高斯理论）及国际地磁参考场的发布使用情况。分析认为，定向井水平井井迹实测数据（以地磁北极为基准）和计算数据（以高斯－克吕格坐标北极为基准）都必须校正到以地理北极为基准上来。探讨了地磁场参数在定向钻井中的作用、无磁钻铤长度的选择、测量数据的比较等问题。     

国际地磁参考场及其计算

国际地磁参考场是正常地磁场的一种表达模式,简称IGRF,它可用于地球物理勘探、航海、国防等领域。本文列出了1990－1995的球谐系数并详细叙述了计算的公式、步骤与技术。     

考虑磁偏角时空变化的实钻轨迹精准定位

现行的井眼轨迹监测方法以网格北为指北基准,没有考虑子午线收敛角和磁偏角沿井眼轨迹和随时间的变化,致使北坐标、东坐标等参数明显存在误差。建立了以真北方向为指北基准的井口坐标系,通过揭示井口坐标系与大地坐标系之间的转换关系,提出了高精度井眼轨迹监测方法。这种高精度监测方法考虑了磁偏角的时空变化,利用国际地磁参考场随时随地求取磁偏角,并且不涉及子午线收敛角问题。结果表明:高精度监测方法与现行监测方法算得的垂深和水平长度相同,但北坐标、东坐标、水平位移和平移方位等参数不同。在地图投影变形大、地磁场变化大的地区钻井,尤其是钻大位移井,现行监测方法的计算误差可达数米,因此应使用高精度监测方法。     

石油固井中影响质量的主要因素及改进措施

石油固井是钻完井工程中的重要组成部分,在钻完井工程中起着非常重要的作用。由于石油固井工作环境的特殊性,为了保证石油固井的质量,必须要投入大量的人力、财力和物力,专业技术人员需凭借自身经验,结合石油固井的具体情况,对水泥浆的性能和钻井液等方面进行严格的质量监督。针对石油固井中影响质量的主要因素及改进措施进行简要叙述,以供相关专业人员参考。     

智能钻完井技术研究进展与前景展望

智能钻完井技术是钻完井工程与人工智能、大数据、云计算等先进技术的有机融合,可实现油气钻完井过程的精细表征、决策优化和闭环调控,有望大幅提升钻完井效率、储层钻遇率和油气采收率,是油气领域的研究前沿和热点。从工程实际出发构建了油气钻完井人工智能应用场景,根据钻完井工程与人工智能技术的融合深度划分了智能钻完井技术的发展层次;分析了国内外智能钻完井理论与技术的研究现状,结合人工智能技术和钻完井工程的发展趋势提出了中长期发展规划,并凝练了智能钻完井技术研究面临的难题和重点攻关方向,以期为推进我国智能钻完井技术的基础理论研究和推广应用提供参考。     

东海某井压差卡钻原因分析及处理措施

东海油气田高压低渗特点突出,钻井液密度过低不利于井控安全,而钻井液密度过高又会导致较高的压差,诱发压差卡钻、卡电缆等工程事故。此文从井身结构、地层压力、钻井液密度、井眼轨迹等方面探究东海某井φ215.9 mm井段压差卡钻发生的原因,简述解卡处理过程,进而针对高压低渗地层的钻井施工以及压差卡钻的预防和处理提出合理化建议,可以为东海同类地层的钻井施工以及有效避免和解除压差卡钻提供参考。     

中国石化石油工程技术研究院德州大陆架石油工程技术有限公司

<正>德州大陆架石油工程技术有限公司隶属中国石化石油工程技术研究院,是集石油井下工具、油田化学助剂研发、生产、销售与服务于一体的国家高新技术企业,具有50多年的历史。研发实力雄厚,生产设施完善,检测手段先进,市场分布广泛,在国内外同行业中享有盛誉。拥有国际领先水平的五轴联动多功能加工中心等一大批高精度数控加工设备,配备三坐标测量仪、直读光谱分析仪等精密检测仪器。研发推广了一大批具有国际先进水平的钻完井工具仪器与油田化学助剂,主要包括尾管悬挂器、分级注水泥器、分段压裂多级滑套、液动射流冲击器、膨胀波纹管、电磁随钻测量仪等工具仪器,以及钻井液处理剂、固井外加剂、酸压助剂等各类油田化学助剂。为国内各大油田及海外项目的勘探开发提供了专业化的解决方案及产品,攻克了深井超深井、高温高压井、腐蚀性油气井、非常规油气井中的一大批钻完井技术难题。     

油井套管对地磁场的影响实验

油井中的铁磁质套管受到地磁场磁化作用会产生磁化磁场,引起套管附近的地磁异常。通过对地磁异常的分析,可以判断邻井的方位。实验中利用套管在地磁环境中分别模拟了竖直井、斜井和水平井3种情况,研究了套管对地磁场所造成的影响,总结了套管对地磁场影响的规律。实验表明:邻井为斜井、水平井时,二者所引起的地磁场强度异常区域分布相似,且异常区域较大,所引起的磁工具面偏角异常分布也如此,在井的NW、SE方向磁场强度异常较大,在NE、SW方向磁工具面偏角异常较大;邻井为竖直井时,引起的磁场强度和磁工具面偏角异常区域较小,其分布与斜井、水平井不同,在南北方向磁场强度异常较大,在东西方向磁工具面偏角异常较大。通过磁场强度异常和磁工具面偏角异常的分布可判断邻井的方位。     

监测井下循环情况的迟到时间法在固井中的应用

迟到时间是综合录井的基本参数之一,现广泛应用于录井工程中,但很少应用于钻完井其他环节.通过研究结合现场实践,总结出一套判断井下循环情况的迟到时间法.该方法充分利用迟到时间分析井下循环情况,对比分析参与流动的钻井液体积理论值以及实际计量值,可用于判断井下是否存在循环短路及短路位置,同时可用于分析井眼环空的窜流情况及其严重程度,从而为钻完井过程井下情况监测提供了一套简单、有效的手段.以缅甸某区块P-3井固井短路复杂情况处理为例,详细介绍了迟到时间法在该井补救固井施工过程中的成功应用,以期为该方法在固井等钻完井作业过程中的进一步推广应用提供参考借鉴.     

海域含天然气水合物地层钻完井面临的挑战及展望

全球天然气水合物资源丰富,被世界各国视为未来石油和天然气的战略性接替能源。天然气水合物主要分布于深水海底浅层和陆地冻土区中,其中海域天然气水合物资源较为丰富,然而,目前海域天然气水合物储层钻完井工程实践较少,存在着许多技术难题和挑战。为了研究和应用海域天然气水合物地层钻完井技术,介绍了美国、日本、印度、中国等国家海域天然气水合物地层的钻探与试采活动,分析了海域天然气水合物地层钻完井技术发展现状,指出在天然气水合物地层钻完井工程中存在的基础性技术难题主要包括钻井液密度窗口窄、天然气水合物相变、井壁失稳、井口不稳定性、出砂防砂等。此外,针对钻完井工程存在的技术难题,对海域天然气水合物地层控压钻井、套管钻井、水平井钻井、防砂和钻井液等关键技术的未来发展进行了展望分析,以期为我国海域天然气水合物地层安全高效钻完井设计提供参考。     

钻(修)井气体监测仪的现场安装与校准

钻(修)井气体监测仪是石油钻(修)井行业中一种非常重要的的安全生产监测仪器。它能实时监测在钻(修)井过程中从井中返出的硫化氢、可燃气等有毒有害和易引起爆炸的气体浓度,并能根据设定的浓度产生报警,便于司钻和钻(修)井监督们第一时间了解泥浆返出气体浓度工作情况,并采取相应的措施。因此须重点介绍钻(修)井气体监测仪的组成、现场安装及校准技术,为今后该技术的发展提供参考。     

中国创出国际大陆科学钻探五个第一

日前 ,从中国大陆科学钻探工程中心现场指挥部传来喜讯 :截至 7月 1 6日 1 3日 40分 ,由中原油田70 1 0 1钻井队承钻的中国大陆科钻 1井主孔取心施工井深已达 40 0 5 1 1米 ,并创出国际大陆科学钻探的五个第一。科钻 1井穿越的是最具有全球地质代表性的超高压变质岩 ,在实际意义上这口井是国际科学钻探史上最深的井。在施工过程中 ,已完成起下钻作业 1 1 0 0次 ,科钻 1井已在国际大陆科探领域创造了五个第一 :第一次运用了石油钻井和地矿钻井相结合的钻探设计 ,为世界科学钻探工程探索出了一条新路子 ;第一次在 360 0米以上的地层发现了金…     

分支井钻完井技术在高石梯-磨溪地区的适应性分析

随着高石梯-磨溪地区钻探目的层不断加深,地质和钻完井工程难题使大斜度井、水平井开发成本增加,为了进一步降低该区块深井钻完井成本,提高开发效率,开展分支井钻完井技术的适应性研究。综合分析了该区块地质储层特征、钻完井工程难点,结合国内外其它油田以及该地区已钻分支井应用效果,论证了分支井钻完
井技术在该地区实施的可行性。进一步研究表明该区块分支井开发初期应采用双分支水平井!并根据这一特点,形成了两套开发该气藏的双分支水平井钻完井方案,为高石梯-磨溪地区深井开发提供了良好的技术支持。     

非常规油气井工程技术若干研究进展

中国拥有储量巨大的非常规油气资源,近年来各油气田纷纷建立了难动用油气资源的开发试验区,以"井工厂"大型化设计、定向钻井"一趟钻"作业、井下电加热开采及煤层气高效开发为代表的高新技术不断得以深化研究和广泛应用,极大地促进了非常规油气资源的经济高效开发。为了给非常规油气资源的高效开发提供油气井工程方面的技术支持,在简要综述国内外相关研究进展的基础上,重点介绍了中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室的相关创新研究成果:(1)页岩气"井工厂"大型化设计方面,给出了定向钻井延伸极限设计模型和防碰绕障设计方法;(2)阐述了定向钻井"一趟钻"作业关键技术研究进展,包括高效PDC钻头、导向钻具组合、钻井参数优化及新型钻井液等方面的技术进展;(3)论述了井下电加热系统与原位转化开采技术发展概况,重点介绍了井下射频加热技术及其模拟实验系统的研究成果;(4)简要论述了煤层气开发利用的重大意义与技术挑战,重点介绍了我国在复杂储层煤层气高效开发方面取得的一项代表性成果,包括地质评价、磁导向钻井、水平井双管柱完井洗井及低压低渗煤层气储层氮气前置与活性水复合压裂等技术创新内容。结论认为,通过综述上述研究进展,可以为非常规油气井工程设计控制提供有益的参考。     

基于随钻测井资料的井漏位置识别及压井液密度确定

油田勘探开发过程存在不同程度井漏现象。为有效判识漏点位置,实施堵漏作业及实现安全高效钻井,归纳了井漏现象在随钻测井资料的响应特征,提出了通过自然伽马、电阻率、井径、孔隙度等随钻测井资料及时准确识别井漏位置以及计算压井液密度,形成井漏识别及确定压井参数的测井评价技术,为安全钻井提供支持。通过NP8井致密油水平井的实例分析,说明随钻测井资料可以为钻井堵漏和压井作业提供实时、准确、直观、可靠的依据。     

地磁场中竖直套管周围磁场分布规律研究

目前钻调整井、加密井和丛式井已经成为各油田增产增效的重要措施。井网密度的增大导致井间距的减小,邻井套管产生的磁干扰影响愈发显著。为此,采用圆柱坐标系,建立了套管在地磁场磁化的磁场模型,从水平磁化场和竖直磁化场2方面研究了地磁场中竖直套管周围磁场分布规律。研究结果表明,半径小于0.5 m的范围内,水平磁化场Hh检测出区别,Hh的极大值出现在0°和180°方位线上,随着半径增大,磁场强度迅速衰减为地磁场大小,Hh的极小值出现在90°和270°方位线上,随着半径增大,磁场强度迅速增大为地磁场大小;H总的变化规律与Hh一致,峰值有所增大。采用套管短节中心水平面的磁场数据对理论模型进行了验证,表明所建模型与试验规律具有较好的符合性。研究结果可为后续已知磁场分布获得空间位置的反演研究打下基础,从而可以更好地指导钻井,防止井眼碰撞。     

国际石油工程技术发展态势及应对策略

油价波动改变不了石油工程技术向着提速、提效、安全、环保方向发展的势头。2014年围绕深层深水、非常规油气安全高效钻完井,有关钻头、随钻测控、随钻地质导向、钻井液完井液、储层改造和流体测试等的创新技术不断涌现,工程技术创新发展的活力为石油公司提供了更加有效的工程技术问题的解决方案。随着地质条件的日益复杂和新材料、信息技术等的发展,自动化、智能化和环境友好将在未来工程技术中得到更好的体现,跨行业技术融合将进一步推动石油工程技术的变革。中国石油工程技术发展机遇与挑战并存。在发展战略选择上应以国家勘探开发总体目标和石油公司发展战略目标为核心,围绕勘探开发重点领域中的关键瓶颈和难题,加强核心装备研发与制造,培育占领技术制高点的战略性技术,提高油气勘探开发工程技术的保障能力和国际竞争力。     

定向钻井轨道设计与轨迹计算的关键问题解析

结合国内外定向钻井技术发展动态和新修订的行业标准《定向井轨道设计与轨迹计算》,重点论述了应引起关注和需要厘清的若干技术问题,并介绍了相关领域的最新技术进展,内容包括:轨迹归算方法、轨道设计方法、二维井身剖面的通用设计方法、侧钻/分支井轨道设计、三维漂移轨道设计、实钻轨迹偏差分析、轨迹入靶评价等。解析这些技术原理和方法,有助于工程技术人员深刻理解定向钻井轨道设计与轨迹监测的技术内涵,有利于使钻井工程设计部门、钻井公司及钻井队、定向井公司、石油公司及监督部门等达成共识和协同工作,并形成一致性的技术规范。      

浴酸解卡技术在小井眼长裸眼侧钻井中的应用

套管开窗侧钻是处理套损井、工程复杂井的有效手段,对提高老油田油层采收率、提高油井产量意义非凡,但因侧钻井井眼较小、设备提升能力有限,加之小井眼钻井配套工具还不完善,导致发生卡钻后处理事故手段有限,往往只能靠爆炸松扣或倒扣后被迫填井,造成钻具埋井和井眼报废重大工程事故。C20-17井钻进接单根过程发生了卡钻事故,因裸眼段长达736 m,发生粘卡面积较大,先后采用大吨位活动钻具、泡柴油、泡盐水、泡碱水等多种措施均未解卡,本次参考水平井泡酸解卡思路,提出小井眼长裸眼井段泡酸解卡方案,现场用混合酸液浸泡60 min后成功处理了卡钻事故,为侧钻井粘卡事故处理积累了经验。