微小井眼钻井技术概况、应用前景和关键技术

微小井眼钻井技术具有大幅度降低钻井成本、利于环保和适于恶劣环境下作业等优点。全面发展微小井眼钻井技术之前需要了解该技术的内涵、国内应用前景和关键技术。为此,明确了微小井眼钻井技术的概念,介绍了微小井眼钻井技术的发展现状,分析了该技术在老油田、浅层油气、煤层气"、三低"油气藏等的开发效益和应用前景,提出了微小井眼钻井技术的发展方向,即以小型复合连续管钻机为基础、井下钻具为主导、其他技术相辅助,提出国内需分布实施微小井眼钻井技术,应加大连续管技术、工具及微小井眼钻井基础理论研究、管柱力学、水力学软件等方面的研究力度。     

微小井眼钻井技术及应用前景

微小井眼钻井技术是最近几年国外迅速发展起来的一项高效、低成本、安全环保、提高勘探开发效率的钻井前沿技术.微小井眼钻井技术是指井眼直径小于88.9 mm的钻井技术,由于井眼小,使用连续油管钻井,采用新的地震测试技术,易于自动化钻井,因此钻井所需的设备装备减小,停钻时间缩短,生产效率高,能降低勘探钻井成本,降低开发钻井成本1/2,降低海上钻井成本1/2以上.同时产生的少量固体废弃物和处理液也减少了对环境的污染.但微小井眼钻井的配套技术及装备还不是很完善.微小井眼钻井技术的使用范围十分广阔,能够用于定向钻井、欠平衡钻井,地层测试,钻浅层开发井,钻深层勘探孔或其它敏感环境,可在超低水下、海上及陆上边远地区和一些恶劣自然环境条件下进行作业.微小井眼技术独特的应用是在储层或储层附近进行信息检测或通过探测储层如何流动来追踪油气回收作业.低的钻井成本将会使微小井眼钻井技术在今后得到广泛的推广应用.     

基于R-S模型的微小井眼钻井连续油管内钻井液流阻计算分析

微小井眼连续油管（CT）滑动钻井技术是一项易于实现钻井信息化、自动化和智能化的高效、低成本、环保的新型钻井技术，有广泛的应用前景。但微小井眼钻井使用的CT内水眼直径小，钻井液的流阻大。针对该问题，运用数值模拟方法，使用R-S模型计算微小井眼钻井在滚筒上和井筒中CT内钻井液流阻，分析微小井眼钻井CT内钻井液流阻与CT内水眼直径、循环流速、CT长度或井深、滚筒直径、钻井液密度等参数的定量变化规律。结果表明：微小井眼CT钻井技术可使用的CT管柱外径为44.45～73.03mm，可使用的钻井液流速为2～3m/s。该研究结果对于推动微小井眼CT钻井技术在中国的推广使用有一定理论意义。     

基于赫-巴模型的微小井眼连续油管钻井环空流阻计算分析

微小井眼连续油管（简称CT）钻井井眼直径小，井眼环空中钻井液流阻较大，严重制约微小井眼CT钻井的推广应用，根据微小井眼CT钻井特点，运用非牛顿的赫-巴流体循环流阻计算模型，分别计算不同外径、不同长度的CT在不同偏心度情况下钻Φ89.0mm井眼时的环空流阻，研究微小井眼CT钻井环空流阻随CT外径、长度、井眼偏心度、流速等参数的变化规律。结果表明：使用外径为25.4～73.0mm的CT钻井，推荐CT环空钻井液流速为0.54～3.10m/s。该研究可解决微小井眼CT钻井循环流阻较大的问题，推动微小井眼CT钻井技术的应用与发展。     

连续油管钻井技术研究与应用进展

连续油管钻井技术是20世纪90年代初迅速发展起来的一项低成本高效率的钻井技术，在井深1 000 m以内的井，过油管重入钻井和欠平衡钻井等方面具有独特优势，被认为将是替代常规钻井方法的钻井新技术。在回顾连续油管钻井技术背景和发展现状的基础上，分析了连续油管的可靠性、连续油管钻井流体摩擦压力损失和连续油管钻井携岩技术、连续油管钻井关键技术理论研究进展。介绍了连续油管钻井装备和工具的最新发展和应用，阐述了连续油管钻井技术的主要应用领域和微小井眼连续油管钻井技术发展现状，对连续油管钻井技术应用前景和发展方向进行了展望。     

微小井眼水平伸长影响因素研究

微小井眼钻井技术是近10年提出的一项低成本勘探开发浅层油气藏的技术。微小井眼钻井技术与水平井技术结合,在薄油藏、稠油藏、边际油藏、枯竭油藏等领域具有明显的优势。由于工艺技术及装备水平限制,微小水平井眼水平延伸能力受到多种因素的制约。分析了地面装备性能、井壁稳定因素、摩阻及产能等因素对微小井眼水平伸长的影响。结果表明,水平段伸长极限随着钻井泵额定泵压、地层破裂压力及连续油管抗弯刚度的增加而增大,而经济性产能表明水平段存在最优长度。其中,连续油管与井壁的摩阻对微小井眼水平伸长的限制较大。各影响因素决定的微小井眼最大允许水平伸长值中的最小值即为微小井眼水平段的设计长度。     

超临界CO_2径向水平井钻井技术应用前景分析

超临界CO2钻井技术具有破岩门限压力低和破岩速度快等特点,并能有效控制井底压力、保护储层、提高渗透率,进而提高采收率。通过对微小井眼径向水平井钻井系统特点的分析,结合超临界CO2能够降低管内摩阻、可以注入压力以及在井底超临界CO2状态摩阻下易于在地层内前行等特点,分析了超临界CO2微小井眼径向水平井钻井技术的可行性、技术优势及应用前景。分析结果表明,微小井眼径向水平井钻井技术可使死井复活,能扩大泄油面积,提高单井油气产量,降低钻井成本;超临界CO2微小井眼径向水平井钻井技术不仅可以提高钻井速度,而且能够降低破岩所需的喷射压力,是未来钻井技术重要的发展方向。     

油藏-井筒耦合的微小井眼径向水平井流动规律及产能分析

微小井眼径向水平井技术是最近20年来兴起的一项新技术,是指井眼直径小于88.9 mm,井眼曲率半径约为0.3 m的水平井,一般通过高压水射流喷射钻井。由于井眼尺寸很小,钻井成本低,这些优点给该技术的应用提供了广阔的空间,可以对薄油藏、稠油油藏、低渗透油藏、边际油藏等进行有效的开发。文章基于油藏和井筒的耦合模型计算微小井眼径向水平井井眼内的流动规律、压降分布、流量分布,分析了其产能的影响因素以及与常规水平井的异同。     

超临界CO_2钻井与未来钻井技术发展

超临界CO2钻井技术是近10 a来发展起来的一项新型钻井技术,与常规钻井技术相比,它具有较快的钻井速度,而且超临界CO2喷射破岩门限压力也较低,同时,超临界CO2流体具有较好的井眼清洁能力,因此受到了国内外专家的广泛关注。分析了超临界CO2流体的物理性质,从不同角度阐述了超临界CO2钻井的特点及优势,最后,结合中国未来石油勘探开发趋势,详细剖析了超临界CO2连续油管钻井、超临界CO2小井眼微小井眼钻井、超临界CO2超短半径水平井和辐射水平井钻井技术的特点。这些技术将成为中国特殊油气藏的主要钻井方式,也是未来钻井发展的一个重要方向。     

微小井眼电机驱动CT牵引器控制系统设计

微小井眼连续管(CT)井下作业技术在钻井、测井、修井、完井、气举采油等方面优势突出,但因微小井眼直径小,CT在井眼中不旋转,井下遇阻严重,送进困难,严重影响该项钻井技术的应用与推广。在分析国内外牵引器研究现状的基础上,设计了一种微小井眼井下电机驱动CT牵引器控制系统。该系统直接利用4个伺服电机驱动与控制牵引器牵引井下CT下入和取出,减少了利用循环液驱动时对液压能的依赖性和利用循环液压阀来控制管路的复杂性,节省了液压管路的空间,使作业过程能正常循环井底液体。CT牵引器控制系统适用于小井眼井下牵引作业,稳定性好,牵引灵活,牵引速度快,解决了因井下CT摩阻较大,下入和取出困难等技术难题,增加了CT在井下的延伸长度,将促进我国微小井眼CT井下作业技术发展。     

井下扩眼工具的研究现状分析

深层巨厚盐膏层的钻井安全和固井安全一直是制约盐下油气资源高效开发的技术瓶颈之一,突破这个瓶颈的关键技术之一是扩眼技术。随着钻井技术的日趋进步,扩眼技术已成为一种用于解决井下复杂问题、优化井身结构的关键技术。国内外在井下扩眼工具的结构、原理方面已开展过大量研究,并已形成商业化产品。对国内外现有扩眼工具产品研究现状进行了调研分析,对不同扩眼工具按其工作原理和工作方式进行分类,并对工具的结构特点、工作原理、优缺点及其适用条件进行分析。在此基础上,对扩眼工具的发展提出了展望。该研究对扩眼工具的发展和推广应用具有积极的作用。     

动力猫道技术国内外现状和发展趋势

随着机械化自动化技术在石油钻机行业的应用,我国石油钻机制造技术得到了较快的发展,但对钻机外围配套设备的自动化问题研究和投入明显不足。目前我国钻机的钻具排放和上、下钻台的操作还停留在20世纪60~70年代的水平,这与钻机整体技术的发展水平不相适应。介绍了国内外各种动力猫道技术水平和未来的发展趋势,并对我国进行相关研究提出了建议。     

钻柱动力学研究回顾及新思路的提出

全井钻柱非线性系统动力学是钻井工程中不可回避的研究课题,是评估和推行新的钻井工艺、钻井技术、钻井工具的基础理论和方法之一。在总结前人研究的基础上,回顾了钻柱力学的发展进程,提出了“全井钻柱非线性系统动力学”的研究命题,论述了其研究必要性、紧迫性及可行性,给出了命题的研究思路和主要内容。     

人工智能钻井技术研究方法及其实践

人工智能技术飞速发展,在部分行业已取得明显的应用效果,但在钻井领域的应用尚处于探索阶段。为推动人工智能技术在钻井领域的应用,在简述钻井行业人工智能应用研究情况的基础上,提出了将人工智能技术应用到钻井领域的“三轮驱动”方法论,分析了钻井领域适合开展人工智能研究的业务场景及人工智能技术工具,提出了基于方法论评价优选项目的方法,给出了评价优选实例,并以井下故障复杂实时诊断为例简述了钻井人工智能应用研究的过程。同时,指出了钻井领域开展人工智能应用研究存在的不足,提出了钻井人工智能技术的发展建议。      

旋转导向钻井技术研究新进展

井下旋转导向钻井工具是旋转导向钻井系统的核心部件,从应用情况来看,指向式旋转导向钻井工具是发展的趋势。为解决在钻大位移井、水平分支井等复杂结构井时出现的种种难题以及国内指向式旋转导向钻井技术的"瓶颈"问题,将理论与实践相结合,对旋转导向钻井技术的国内外研究现状做了分析;介绍了目前国内外运用比较广泛且典型的推靠式MRST和指向式Geo-Pilot井下闭环旋转导向钻井工具。在大量调研和文献分析的基础上,提出了研制与Geo-Pilot有所不同的新型指向式旋转导向钻井工具的思路,并着重论述了其结构与导向原理,总结出该指向式旋转导向钻井工具的特性与优点,提出了下一步的研究重点、难点与方向。     

缅甸M区块推覆构造复杂地层钻井工程实践

缅甸M区块属于三次推覆体构造,在钻井过程中存在着井壁坍塌严重、地层孔隙压力高达2.38 g/cm3、软泥岩缩径严重等技术难题。以RM19-3-1井为实例,从地层孔隙压力预测,井身结构优化设计,新型钻井工具、配套钻井设备研制等方面入手,开展了提高推覆构造地层机械钻速机理研究,通过采取浅部油气层井控技术措施、推覆体地层防塌技术措施、软泥岩钻井工艺、高密度钻井液工艺、高密度水泥浆固井工艺、井斜控制技术措施、加重剂回收工艺等措施,使RM19-3-1井的机械钻速比同类井提高了20个百分点。推覆体构造钻井工程实践表明,地层压力预测、井身结构、钻井工具和钻井液等是制约钻井速度的主要因素,该研究为以后在这种多次推覆构造复杂地层进行钻井施工提供了较好的借鉴。     

冲击旋转钻井工具的发展现状及应用研究

论述了冲击旋转钻进技术在石油钻探中应用的技术优势,探讨了冲击旋转钻井工具的发展现状及存在的问题;并根据射流式液动冲击器现场试验应用,阐述了影响冲击旋转钻进技术发展的主要问题,提出了提高冲击旋转钻井工具应用效果的几点看法。     

我国非常规油气经济有效开发钻井完井技术现状与发展建议

我国非常规油气资源储量丰富,探索经济有效开发的钻井完井技术体系,是加快其勘探开发进程与规模上产的关键.详细介绍了我国已形成的埋深3500 m以浅非常规油气钻井完井技术体系,包括三维丛式井水平井井眼轨道设计、地质工程一体化设计与作业、强化钻井参数提速、深层页岩气控温钻井、地质导向钻井、高性能钻井液和高效固井等关键技术,指...     

射频识别技术在钻完井中的应用与发展趋势

为了解射频识别技术在非常规油气藏钻完井中的应用水平以及未来的发展趋势,促进射频识别技术在我国钻完井领域的应用与发展,调研了射频识别技术在钻完井领域的应用现状。为解决深井、超深井勘探开发技术难题,提高作业效率,避免各种复杂事故,降低施工成本,减少人为操作,确保人身安全,国外公司先后应用射频识别技术研发了多种射频识别完井、修井工具。文中介绍了国外射频识别技术应用于射孔枪、循环接头、随钻扩眼器、压裂滑套、层间封隔工具、封隔器等钻完井工具的情况,展望了射频识别技术的发展趋势,并对该技术未来在钻完井中的应用与发展提出了一些建议。