液压扩眼器在塔里木油田的应用

新疆塔里木油田地层复杂,在钻井过程中经常出现岩膏层蠕变缩径的情况,极易造成工具卡钻.为了保障钻井作业的安全,扩大井径,增加蠕变卡钻的时间成为主要方法之一.液压扩眼器以操作简便、性能稳定、能随时扩大井眼的优势得以在塔里木油田得到应用.     

液压扩眼器喷嘴及扩眼方式优选方法

随钻扩眼中扩眼器喷嘴尺寸、钻头喷嘴尺寸及扩眼方式的选择对扩眼作业的成败有非常重要的影响,不合适的喷嘴尺寸会导致水马力不足、扩眼器刀翼不能有效张开、返屑不好等种种问题,不合理的扩眼方式会导致作业难度增加,甚至失败。本文探讨了不同扩眼方式的优缺点并对扩眼器喷嘴尺寸、钻头喷嘴尺寸的选择依据及计算方法做了介绍。     

无线指令电控式扩眼器在山西某井应用

无线指令电控式扩眼器通过钻井液脉冲信号与钻杆钻速信号传达指令,控制扩眼器刀翼的伸缩,作业者可在任何时候打开或关闭扩眼工具,解决了传统扩眼器必须投球或下电缆的缺陷.本文自主设计的无线指令电容式扩眼器在山西某井进行扩眼试验,扩眼井段1开,扩眼尺寸8-1/2寸至9-1/2寸,此次为无线指令式电控式扩眼器首次应用,具有良好的应...     

导眼与扩眼组合钻进模式在定向井轨迹控制中的应用

定向井由于受诸多因素影响,其实钻轨迹有时并不沿着设计轨道钻进,给钻井施工带来很大挑战。不考虑地层特性、钻井参数、井眼轨迹等影响因素,采用简单实用且可满足工程要求的公式,计算和分析了单弯单稳螺杆钻具组合的理论几何造斜率。研究了井眼及钻具尺寸对造斜率的影响,发现相同条件下小井眼比大井眼更易获得高造斜率。由此提出在造斜率要求较高的井段,可先钻一个小尺寸导眼,再扩眼到设计尺寸的组合钻进模式。以X井为例,证实了在轨迹控制困难的定向井中,采用该组合模式后,满足工程要求且降低作业成本,缩短钻井周期。研究结果为井身结构设计和定向井轨迹控制提供了理论指导和借鉴。     

双扩眼器井底小井眼消除技术

双扩眼器井底小井眼消除技术是一种高效的随钻扩眼技术,钻进过程中不仅可使用MWD/LWD仪器高质量地测量底部井眼的井斜参数以及电阻率、伽马、密度等地质参数,而且钻进结束后可直接下入较大尺寸的尾管,无需额外的扩眼施工,从而缩短施工时间,节约成本。介绍了Rhino RHE井底小井眼消除系统的组成及Ro D工具的工作原理,阐述了双扩眼器井底小井眼消除技术在墨西哥湾深水环境下的应用效果,并指出施工前要进行Ro D工具安放位置对BHA方位趋势变化的影响、Ro D工具的意外开启和关闭以及水力学模拟分析,这样有助于提高作业成功率。最后建议加强与Ro D工具和Rhino RHE系统功能类似的扩眼器及扩眼技术的研发。     

新型随钻液压扩眼器的研制

鉴于目前国内外随钻扩眼器存在的问题,以及不能满足海洋钻井技术要求的状况,研制了一种安全性和可靠性较高的新型随钻液压扩眼器。该液压扩眼器通过投球、憋压实现刀翼的收放。扩眼器直径为215.9mm,扩眼后井眼直径为254mm,误差小于5%,刀翼伸出力为15.533kN,刀翼的缩回力为55.477kN。现场应用表明,使用Φ215.9mm扩眼器扩眼后,井眼扩大率为20%～25%,能满足海洋石油钻探的要求。新型随钻液压扩眼器采用投球、憋压推动活塞高效运行的方法,使扩眼器刀翼伸出和收回的动作准确无误。     

液压扩眼器设计及井下试验验证

为了降低小井眼钻井作业风险,提高固井质量,对152.4 mm井眼液压扩眼器结构原理和力学性能进行了研究,并制作了样机。152.4 mm井眼液压扩眼器主要由上接头、螺旋扶正套、环形剃刀组件、固定套、摩擦环及下接头等组成。对样机的压耗、刀翼张开、刀翼自动收回及强制收回等功能进行了验证,同时对扩眼效果进行了预评估。验证结果表明,该液压扩眼器的压耗约为1.38 MPa,小于计算的最大压耗1.96 MPa,满足现场作业需求;液压扩眼器能够实现正扩眼、倒扩眼和随钻扩眼作业,正扩眼和倒扩眼井径均达到190.5 mm以上,井径较规则,扩眼效果较好;在随钻扩眼中,刀翼张开最大扭矩达到14 kN·m。     

随钻扩眼器扩眼机构流场分析与优化设计

扩眼机构是射频识别控制随钻扩眼器的关键部件之一,其结构与性能关系着随钻扩眼器的成败。为此,优化设计了扩眼器短节,研制出具有自锁功能、可回收双台阶刀翼的扩眼器。该扩眼器的止推台阶可保证刀翼完全张开,后自锁台阶使刀翼自锁;采用三刀翼布局,合适的刀翼布齿方式、布齿密度及保径齿数量可保持扩眼井段井眼扩大率。现场应用结果表明:RFID随钻扩眼器扩眼井径达到设计要求,射频识别标签读取正常;既具备常规随钻扩眼作业连续性、快速性的特点,又可根据需要控制扩眼器多次开闭;可以在管柱中集成多个扩眼器,并按照设计程序控制各扩眼器刀翼的收放,实现复合扩眼作业。该扩眼器操作简单可靠,具有广阔的推广应用前景。     

单投球式液压扩眼器安放位置优选

随着液压扩眼器在渤海油田作业量的增加,为保证安全高效的进行扩眼钻进,为后续下尾管作业提供保障,需要选取更加优化的扩眼钻具组合。扩眼钻进一般都在大位移井中,井深且地层复杂,实施难度较大,频繁憋压憋扭,钻后扩眼有钻出新井眼的风险,为规避这些风险,将扩眼钻进过程中会遇到的复杂情况减小到最少,介绍了液压扩眼器在随钻扩眼、钻后正扩、钻后倒扩的优化钻具组合。     

基于概率分析的密集丛式井组造斜窗口确定方法

造斜点深度分配是决定密集丛式井组整体防碰设计效果的关键因素之一,而造斜点深度选择范围即造斜窗口是合理分配造斜点的前提。为此,从概率分析的角度,分析了南堡油田152口上直段较长井（900 m以内设计为直井段）的实钻井眼轨迹数据,得出了上直段水平位移偏差随井深的变化规律,建立了上直段水平位移偏差概率分析模型,形成了一种可以确定密集丛式井组造斜窗口的方法。通过在南堡1-3人工岛密集丛式井组设计与施工中的应用,证明该方法可以为南堡油田密集丛式井组轨道设计提供相对合理的造斜窗口。     

扶余油田试井资料评价及应用研究

利用线性流法（pt～√t）和现代试井法，分析了扶余油田的63口环空测压和长关测压井资料，发现目前在扶余油田应用线性流法解释地层压力已不具备初期的基础条件，不应再用pt～√t压力恢复曲线解释地层压力。提出了扶余油田压力恢复解释方法应用现代试井法和赫诺法，并且研究了续流段在不同产液量井出现的最短时间及低产井录取地层压力的方法，从而为扶余油田压力恢复的解释和录取时间及方法提供了可靠依据。     

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...     

大排量泵抽式地层测试器产能确定方法

常规电缆地层测试器采用流动-关井测试方法,不能进行产能评价。文中分析了大排量地层测试器渗流机理,指出对于大排量地层测试器,流动形态已由球形流过渡到径向流,提出了相应的压力计算方法。设计了类似于钻杆地层测试的程序,采用三开和三关测试程序,计算采油指数,在确定合理压差前提下,可以确定地层产能。     

大庆油田试井分析过程中两个问题的探讨

对试井分析过程中的流量和时间取值问题,从流动时间与压力叠加以及有效时间和最终流量2个角度进行了分析,指出使用变流量、叠加时间和使用最终流量、有效时间得到的试井分析结果是一致的,联合采用有效流动时间和最终产量,能使复杂的问题得到简化,并且不失其准确性;从理论根源上对外推压力这一问题进行了分析,指出进行Homer压力恢复分析时必须考虑流动期间压力特性对于恢复压力曲线形态的影响,不同的生产流动特性会产生不同的外推压力,外推压力不是一个真实的压力值,其大小完全是任意的。这些分析和认识对大庆油田试井技术的应用和发展有积极的意义。     

套管钻井扩眼器结构设计与启动特性研究

针对常规扩眼器井眼扩大率较小,难以满足套管钻井作业要求的问题,设计了一种用于套管钻井技术的液压臂式扩眼器。综合考虑钻井液流量、主喷嘴结构、心轴与壳体的摩擦力等因素对扩眼臂张开程度的影响,建立了该扩眼器串联在钻头上方时扩眼臂的力学模型。计算表明,扩眼臂的旋转角速度与心轴上下运动线速度呈线性关系;扩眼臂与井壁接触后产生的反推力将阻碍其开启动作,接触力的大小受多种因素控制。扩眼器由液压驱动,扩眼臂的开启动作受喷嘴特性影响很大。实际应用中,应优化设计复位弹簧及心轴等部件,从而提高扩眼器启动的可靠性。     

机械式随钻小井眼扩孔工具研制与应用

为降低侧钻小井眼钻井作业风险,提高固井质量,针对118mm井眼研制了一种机械式随钻扩孔工具。对比计算了传动轴结构强度,分析了切削齿布齿参数对工具破岩效率的影响,并进行了现场试验。该扩孔工具尺寸合理,结构可靠,与常规钻井工具及工艺匹配。现场使用结果证明,扩孔工具可满足套管内侧钻井随钻扩孔工艺技术要求。     

利用压裂与水力泵联作管柱试井工艺初探

通过在水力泵泵芯下方增加关井装置,实现水力泵排液后井下关井。在排液期间,可尽最大可能扩大波及范围,使压力反映井周更大范围信息,录取压力恢复数据资料,达到测试目的。利用压裂—水力泵联作管柱进行压力恢复试井,使水力泵的使用进入了一个新的发展阶段。     

超深定向井钻井中钻井参数对套管磨损量的影响

由于超深定向井井深较深,在技术套管封固之后下部地层钻进时间长,期间钻具与套管发生接触磨损,套管强度降低。在套管钢级一定的条件下,影响套管磨损的钻井因素主要有转盘转速、机械钻速、钻井液密度与类型、钻具组合等。以XG-X井为例,研究了这些重要因素对磨损量的定量影响。计算结果表明转盘转速、机械钻速对套管磨损影响最大;定量计算了该井当前条件下在不同的机械钻速、转速下的套管磨损量,给出了机械钻速—转速—磨损量关系图版,由于机械钻速和转速在一定范围内可以调节,实际钻井过程中可根据本研究结果合理地搭配机械钻速与转速,以减少套管磨损,提高套管寿命,延长油井使用年限。