HYQF1.6/6-24/240-W钻井液气分离器的研制与应用

针对目前国内钻井队对钻井液气分离器的需求,研制开发出了HYQF1.6/6-24/240-W钻井液气分离器.该钻井液气分离器根据强制重力分离原理,采用二相分离器,折板除雾器除雾效果好,不易堵塞,丝网除沫器能除尽细小液滴.该钻井液气分离器为卧式结构、升降式底座,容积大、液气处理量大、工作压力高,陆地钻井和海上钻井平台钻井都适用.罐内设置暖气片组,通上气暖或水暖在寒冷冬天不影响使用;液气分离器分离出的液体进入循环罐后继续使用;分离出的有毒、有害气体用排气管线引出井场;点火管上安装的点火器会自动点火燃烧,利于环境保护,较好地克服了现有钻井液气分离器存在的不足,满足了气侵钻井液处理的要求.     

钻井液气分离器最大处理量分析研究

在石油天然气钻井过程中气侵的现象普遍存在,如不及时将侵入钻井液中的天然气分离出来,受侵钻井液再次循环进入井内,将可能导致井涌或井喷的严重后果,使用钻井液气分离器将进入井内的天然气从钻井液中分离出来对钻井井控有着至关重要的作用。文章根据气体滑脱理论,液气混合物在分离器中的流动特点,分离器结构特点等,得出钻井液气体分离器最大处理量的计算公式,对现场应用具有一定的意义。     

海上钻井井控期间液气分离器处理能力研究

钻井液气分离器是钻井过程中重要的井控设备，如果使用不当导致可燃气体到达平台，将威胁人员及设备的安全。针对目前钻井井喷期间井喷最大流量主要靠经验来估算，钻井所用分离器主要借鉴油气生产分离器的相关标准等问题，根据多相流理论，给出了钻井井控期间气体和液体的最大流量估算方法；通过对液气分离器的结构和工作原理的研究，考虑分离器的内径和高度、连接管线的尺寸、液封段的高度、钻井液性能、分离器内部气液流速以及分离器的冲蚀，得到钻井井控期间分离器失效的关键因素，指出分离器的失效存在4种形式:钻井液被气体携带排出，气体从排液管排出，钻井液从排气管排出和分离器冲蚀等，结合井喷条件给出了多因素融合的分离器评估方法，以案例的形式给出了老旧分离器改造的措施，保证钻井井控期间分离器的合理安全的使用。     

组合式钻井液气体分离器研制

为满足大排量、高含气钻井液的气体分离要求,通过结构优选、数值模拟和室内试验,研制了组合式钻井液气体分离器。该分离器结合重力式分离器和管柱式旋流分离器的优点,处理量大,分离效率高,可以应用于欠平衡钻井工艺中。     

海上石油钻井平台燃烧器的国产化及应用

为了实现海洋石油钻井平台燃烧器的国产化,对国外的平台燃烧器进行了多项改进。新设计理念采用高效的火焰模型,对燃烧器的高压点火系统进行优化设计,并增加了3套独立控制的柴油辅助燃烧系统,在柴油管线、空气管线和原油管线的控制阀之前均安装单向阀。因此,国产化的平台燃烧器可防止回火现象发生,在各种试油条件下均能正常工作,满足无滴油、无烟尘、安全环保等要求。在墨西哥湾海上石油钻井平台2年多的现场使用表明,该平台燃烧器的可靠性、安全环保性均得到充分验证。     

欠平衡钻井液气分离器的研制与应用

欠平衡钻井技术有利于防止钻井液漏失、能及时发现和保护油气层 ,并能提高机械钻速等。但由于欠平衡装备价格昂贵、制约了这一技术的发展。鉴于这种状况 ,自行研制了一台适应欠平衡钻井施工的重力型液气分离器。这种分离器的关键参数是单位时间内能够分离液体与气体的体积 ,将液气分离量主腔容积、承受内压强度和钻井液最大处理量分别设计为 8m3、1 2MPa和 2 70m3/h ,气体最大处理量设计为 1540 0m3/h。经模拟试验和现场应用情况表明 ,研制的液气分离器脱气效果良好 ,能满足欠平衡钻井需要。     

全自动电子点火系统的研制

现在天然气点火工具均为民用电子点火器材,或人工手动点火工具。在无人照料下,很难达到随灭随点,保证火炬不会熄灭的要求;且一旦火炬熄灭,大量可燃气体聚集,易发生火灾等事故;或者点火工具耐用性不高,无法保证多井次重复使用。为解决上述问题,设计了一套配备自主电源、耐用性强、在无人监管下可以判断火炬是否熄灭,并自动点火的全自动电子点火系统。该系统的成功研制并使用,可全面防止可燃气体在不稳定因素影响下熄灭,且可实现自动点火,既节约人力,又保护环境,降低了危险系数。     

控制气体钻井粉尘排放密闭循环分离系统的探讨

气体钻井岩屑处理的常规做法是通过液气分离器将返出的流体直接排放到土建泥浆池中,现场粉尘污染大,对周边环境带来巨大负面影响。国外一种气体钻井密闭循环分离系统,通过采用注水分离技术,有效去除返出流体中的大量粉尘颗粒,同时自动点火密闭燃烧装置的设计实现了回火控制,极大地减少了安全风险。该系统不需要土建泥浆池,减少了环境污染和作业成本。     

气体钻井转换钻井液保持井壁稳定技术

气体钻井可以提高机械钻速、预防井漏、加快施工速度、大大缩短钻井周期。绝大多数情况下气体钻井结束时循环介质仍要由气体转换为钻井液,因此钻井液的转换非常关键,钻井液体系的选择、钻井液的配制、钻井液的性能至关重要。在LG001-8井 的现场应用结果表明,制定的气液转换施工工艺能减少由气液转换导致井壁失稳造成的井下复杂情况,避免恶性钻井事故的发生。     

气体钻井地面分离系统的现场试验研究

气体钻井地面分离系统是用来回收环空返回到地面的携岩气体.为检验气体钻井地面分离系统的现场适应性能以及对钻井操作的影响,在气体钻井现场进行现场试验.试验结果表明:两级旋风分离器分离总效率维持在99.8%以上,分离性能高效稳定;过滤器出口浓度在0.02～0.05 mg/m3之间,且出口气体中粉尘最大粒径小于5 μm,完全能够达到回收利用的要求.该地面分离系统的使用对气体钻井立管压力影响较小,证明井口携岩气体回收利用可行.     

火驱车载移动式电点火配套工艺设备研发

为实现点火器的带压提下和重复使用,提高点火设备搬迁安装机动性能,进而达到简化作业程序、减小工作量、降低点火成本、促进火驱技术推广应用的目的,研发了火驱车载移动式电点火配套工艺设备。该装置将电点火器、点火电缆、电控装置和提下设备等集成在一个车载平台上,能够实现带压提下点火器、点火参数自动调控、数据远传、异常报警、故障保护、地层燃烧状态模拟监测等功能。新疆油田FH005井点火试验结果表明:该装置具有整体搬迁安装方便、作业工序简化、流程顺畅及性能稳定等特点。相比固定式点火工艺,施工人员减少约2/3,作业时间节约50%左右,材料费节约60%以上。     

深井超深井气体钻井一次性气举工艺技术

气体钻井技术能保证循环介质的当量密度低于 １ ． ０ ０ｇ ／ ｃ ｍ ３ , 有效控制钻井液漏失, 提高机械钻速。目前, 气体钻井设备工作的最大气压为１ ５ ． ０ＭＰ ａ 。针对深井超深井气体钻井前气举中因管内外压差过大, 施工压力过高, 用常规气举办法难以一次性完成的难题, 提出以气浸诱喷为主要原理的深井超深气体钻井一次性气举技术, 同时向钻具内泵入气体和钻井液, 钻井液把气体不断的推到钻具环空, 使井筒发生严重“ 气浸” , 直至井筒发生有控制的 “ 溢流” , 逐步降低环空液柱压力, 最终实现“ 人造井喷” , 将井筒内的钻井液完全举出。在Ｌ Ｇ地区某深井运用该技术, 只耗时４ ． ０ｈ就成功地一次性在井底将全井钻井液举出, 开创了国内深井一次性气举的先例, 展示了该技术“ 节约钻井时间、 减少环境污染” 的优点, 提升了气体钻井技术水平。     

气体钻井的循环流体转换工艺配套技术

针对气体钻井工艺技术应用过程中存在的不足之处,讨论了关于气体钻井循环流体转换工艺的配套技术问题.论述了由气基流体转化为气体型流体、由气体型流体转换为水基钻井液、气基流体直接转换为水基钻井液的工艺配套技术,以及替浆后的水基钻井液性能维护处理等工艺技术.介绍了七北101井、东升1井气体钻井后钻井液体系转化工艺的现场应用情况.     

注蒸汽后期稠油油藏火驱配套工艺矿场试验与认识

为了探索注蒸汽后期稠油油藏转火驱技术的可行性,研制了电加热点火器及配套工具,实现了油层高温点火;通过火线前缘监测、产出气体组分监测和耐高温井下温压监测手段判断燃烧状态、火线前缘位置和推进方向;建立了直井多相管流温度、压力分布模型,确定了火驱生产制度和生产方式,研制了配套防气工具,形成火驱举升工艺;根据火驱不同生产阶段,注气井和生产井腐蚀特征,模拟井下工况开展了室内氧腐蚀和酸性气体腐蚀试验,掌握了管材腐蚀特征,确定了注气井、生产井的防腐工艺。现场试验表明,该技术能满足火驱生产需求,也证实了注蒸汽后的稠油油藏转火驱的可行性,为同类油藏转火驱技术提供了技术支持。     

无明火低热辐射点火筒设计与应用

冀东油田老平台或人工岛空间受限,液气分离器排气管线的点火筒位置不能有效安全设置,给钻井施工带来极大的井控风险,文章提出了能够降低安全距离要求的无明火低热辐射点火筒的设计方案。针对当前油田钻井施工中注水井导致井控风险增大、溢流排气压井频次高、点火筒的安全距离要求难以实现的现状,提出无明火低热辐射点火筒装置的应用,介绍了无明火低热辐射点火筒的结构组成、工作原理和性能测试情况,分析了其优势及特点。通过在NP1-3人工岛等钻井现场的应用表明,该装置点火时能够实现无明火、低热辐射,同时避免外界风的影响,缩小点火点与周边设施的安全距离要求,在空间受限平台能有效确保应急点火的安全性,增加空间受限平台的布井数量,提高勘探开发效率。     

四川石油管理局研制成功高效真空除气器

真空除气器是为钻井液固控系统配套的专用设备，用于清除液气分离器所不能处理的气浸钻井液，尽快恢复钻井液初始相对密度、粘度，克服由于钻井液气侵带来的安全隐患、效率降低以及传统密度恢复方式对产层可能造成的破坏等不良影响。2005年11月7日以来，由四川石油管理局钻采院研制的ZCQ2／3高效真空除气器在塔里木迪那102井试用，结果表明，该真空除气器完全满足了该井气侵钻井液的除气要求，标志着国内首台高效能真空除气器研制成功。ZCQ2／3高效真空除气器的研制成功，是钻井液固控系统装备的一项重要突破。     

火驱移动式电点火技术研究

火烧油层是稠油油田开发后期有效的开发方式之一,其成功的关键是油层能够实现高效点火。与其他点火方式相比,电点火方式因其高温、易控、高效而备受青睐。在调研国内外相关技术的基础上,研制出外径为Ø２５. ４ ｍｍ 的连续管式电点火器、电点火工艺管柱、井下温度监控系统及配套的起下装置,形成了直井火驱移动式电点火工艺技术。现场试验结果表明,该技术为火烧油层开采工艺提供了一种高效的点火方法,对实现油层高温燃烧,提高火驱效果将发挥重要的作用,具有广阔的应用前景。     

升深2-17井络合铝聚合物充气钻井液现场试验

为加快徐加固子深层天然气的勘探开发步伐，缩短深层气井的建井周期，在升深2-17井进行了充气钻井试验。介绍了络合铝聚合物充气钻井液技术的现场应用概况及效果以及井漏的发生与处理过程、钻井液起泡的解决措施。在现场试验过程中，络合铝聚合物钻井液性能稳定，具有较强的抑制性和较好的流变性能，流性指数控制在0．7左右，具有良好的携屑和稳定井壁能力，而且粘度较低，基本上控制在33～52s之间，满足了现场充气和脱气的需要；该钻井液抗温可达180℃，润滑性能较好，在钻井过程中无粘卡显示，在深井欠平衡井眼稳定方面取得了较好的效果；在不同的气液比条件下，可以在0．83～1．08g／cm。之间实现对当量密度的调节;与常规钻井工艺相比，充气钻井可以使机械钻速提高30％～50％；在钻进过程中实现了充气和点火同时进行，达到了欠平衡钻井工艺技术的要求，为进一步开展气体钻井打下了良好的基础。     

深井钻机钻井液真空除气器研制与应用

针对深井、超深井钻井过程中,使用高密度钻井液,导致常规真空除气器处理量大幅下降、除气效率明显降低的难题,研制出一套适用于高密度钻井液的真空除气器,满足深井、超深井钻井的需要。研制了轴流式辅助进液装置,提高了除气器的处理能力; 设计了射流式排液装置,具有较大的抽吸能力,大幅提高了除气器的真空度,进而提升了处理量和除气效率。现场试验结果表明,深井钻机钻井液真空除气器的工作性能稳定,处理量大,除气效率高,满足了高密度钻井液除气器的需要。     

火炬点火系统的改造

为了提高天然气处理装置的安全运行水平,大港油田分公司天然气公司对其天然气处理站的火炬点火系统进行了技术改造。点火系统选用高空点火的方式;同时为了满足运行可靠性的要求,点火系统依然保留了长明灯。该系统主要由位于地面的控制箱、点火箱、燃气阀组以及位于火炬顶部的引火筒、长明灯、点火电极和热电偶构成。在自控方面以PLC为核心完成监控功能。该改造项目共投入30万元,改造后仅节约燃气消耗费用每年可达21万元。