微小井眼CT钻井牵引器系统结构设计

针对微小井眼连续油管（CT）滑动钻井技术在井眼中不旋转、井下遇阻严重、送进困难、钻压无法施加等难题,设计了一种微小井眼CT滑动钻井井下电控液压驱动牵引器。该牵引器主要包括上卡瓦支撑与牵引系统、中心滑管总成、控制系统、下卡瓦支撑系统,采用电控液压回路实现钻井液压能牵引驱动,适用于小井眼,灵活性和稳定性好,牵引过程能保证正常的钻井液循环,柔性弯曲适应能力强,能实现双向牵引和断电保护,能顺利下入和取出CT管柱,解决了因井下CT摩阻较大,下入和取出困难、钻压难施加等技术难题。     

微小井眼技术井下工具最新进展和思考

微小井眼钻井是一项井眼直径小于88.9mm,高效、低成本、环保的钻井新技术,该技术容易实现信息化、智能化和自动化,是最近几年国外迅速发展起来的一项钻井前沿技术。2004年以来,为推动微小井眼钻井技术的发展,美国能源部门两次投入1000多万美元,集中了如Baker Hughes、Schlumberge等世界知名石油公司和相关研究机构参与微小井眼钻井技术的研发工作。通过近三年的研究,微小井眼钻井技术及配套工具得到了很大的进展,重点介绍了微小井眼技术井下工具的最新进展,并就我国的微小井眼技术提出了思考和对策。     

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。     

微小井眼循环系统压力损失规律研究

通过研究,建立了微小井眼连续管内及环空压耗计算模型;根据所建立的数学模型及设定的参数,计算了不同井深和排量下连续管直管段、螺旋管段及环空的压力损失,得到了压力损失与各参数之间的变化规律曲线。曲 线表明,在相同流量下,直管段、螺旋管段及环空的压力损失随井深（长度）的增加而线性增加;流量增大,相同长度的直管段和螺旋管段的压力损失增大,环空压耗也增大;长度相同时,在螺旋段产生的摩擦压力损失远比在直管段的大;随着井深的增加,连续管的总压力降呈下降趋势。     

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。      

基于双曲模型微小井眼连续管环空流阻计算分析

国内对环空流阻的研究大多是针对常规井眼钻井,完全针对?89.0 mm微小井眼CT钻井的环空流阻计算的研究相对较少。鉴于此,以?89.0 mm微小井眼为例,基于不同的连续管管径、连续管井深、环空流速和偏心度等参数,采用数值模拟的方法,运用双曲模型对微小井眼连续管环空流阻进行计算分析,得出微小井眼连续管环空流速随连续管管径、井深、流速、偏心度的变化规律,从而实现对微小井眼连续管环空流阻与各个参数相互关系的定量描述。分析结果表明:连续管钻井过程中采用较小尺寸连续管、保证携岩下的较小流速可有效降低连续管环空流阻;通过现场试验与计算的对比分析,优选了满足地面额定泵压与携岩最小流速条件下的最佳流速范围。研究结果可为解决微小井眼连续管钻井流阻大的问题提供参考。     

水力喷射侧钻径向微小井眼技术

为了验证水力喷射侧钻径向微小水平井眼技术的可行性,在胜利油田进行了现场试验。测试研究了不同排量下的高压软管沿程压耗,并根据设计的多孔喷嘴,测试了该喷嘴的自进力。结果表明,高压软管内压耗较大,排量、前后向喷嘴流量比和井筒直径对喷嘴自进力影响较大,为施工时的水力参数设计及泵压预测提供了理论依据。在制定现场施工工艺的基础上,在胜利油田J17-1井进行了现场试验,在井深861.5和864.8 m处两个平面上共喷射钻出了4个孔眼,一个长度为20 m,其余3个为50 m,达到了预期目标。现场试验验证了连续油管水力喷射侧钻径向水平井系统的技术可行性,为老井改造和低渗油藏增产提供了一种新的技术途径。      

基于复合形法的水平井牵引器驱动臂设计

水平井牵引器驱动臂的尺寸决定着动作单元电动机产生的扭矩转化成的弹簧力F与正压力N比值的大小。在一定范围内,该值越小,并且产生的正压力N越稳定,表示系统结构力学性能越好。利用优化方法中的复合形法,采用Matlab语言编程求得工作在半径70mm管道的驱动单元驱动臂尺寸参数,并分析验证了驱动臂结构利用压缩弹簧自我调节来应对管径变化的结构特性。     

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。     

解卡打捞技术在小井眼井中的应用

通过对大井眼井（套管规范为Φ139.7mm)和小井眼井（套管规范为Φ101.6mm和Φ114.3mm)落物在井内遇卡、解卡和打捞特点的分析，给出了在小井眼井中对遇卡事故的处理方法，即：对于砂卡、盐水和矿物的结晶卡、胶件卡、封隔器卡、小件落物卡等主要采用震击方法；对于水泥凝固、化学物质凝固、电缆、钢丝绳类落物堆积卡要取钻铣磨解卡方法。提出了一套适合小井眼井解卡打捞的配套工艺和自行研制的打捞工具，并给出了现场应用的效果分析。     

海上小井眼大通径一次多层压裂充填工具研究

渤海蓬莱油田平均每年进行约50口井的侧钻井作业,采用?177.8 mm尾管射孔的小井眼完井技术和单层压裂充填防砂工艺,保证其防砂效果和油井产能.但是,单层逐级压裂充填防砂的整体时效性差、费用高.现有的一次多层压裂充填防砂技术存在管柱通径小、细分层数少、压裂充填排量受限等不足.以?177.8 mm小井眼完井为例,研制了一...     

小井眼环空循环压耗预测系统方法

结合小井眼钻进的实际工况建立了适合小井眼的循环压耗计算模型。该模型考虑了钻杆接头、钻柱旋转和钻柱偏心对循环压耗的影响，适用于幂律和HB钻井液流变模式。应用该模型编制的软件对某井进行了循环压耗校核计算，相对误差小于10％，表明该方法具有较高的准确性，能够应用于小井眼水力参数设计、现场分析和指导施工。     

TZ5X-1大斜度定向井小井眼取心技术

在塔里木油田的大斜度、小井眼中取心还是首次。介绍了塔里木油田TZ5X-1井的取心情况,TZ5X-1井最大井斜70.5°,井眼直径152.4mm,取心地层为奥陶系灰岩和白云岩,可钻性差、易破碎。根据地质情况,优选了LC-152取心工具,与常规250P取心工具相比,有独特的内外筒扶正功能,平均取心收获率达到94.9%。     

对小井眼连续油管钻井技术优越性的认识

随着油气资源勘探开发不断向海洋和西部地区深入,钻井作业所面临的地质条件和自然环境更加复杂和恶劣,在技术、成本及环保等方面存在的问题更加突出。为此,小井眼井连续油管钻井作为一项优越性明显的钻井新技术,受到了国内外各油田和研究机构的重视和青睐。该技术具有降低成本、操作安全、利于环保、能应用于特殊环境和特殊的勘探开发中、易实现自动化和智能化等优点,体现了国际石油钻井技术发展的总趋势,必将成为21世纪主要钻井技术之一。     

随钻气侵检测仪在小井眼钻井中的应用

介绍随钻气侵检测仪的结构、工作原理及在小井眼中的应用。该仪器能实现实时随钻气侵检测，对于浅层气开发和高压气井、复杂地层钻井的井控预报具有重要的现实意义。     

随钻气侵检测仪在小井眼钻井中的应用

介绍随钻气侵检测仪的结构、工作原理及在小井眼中的应用。该仪器能实现实时随钻气侵检测,对于浅层气开发和高压气井、复杂地层钻井的井控预报具有重要的现实意义。     

短半径水平井在深井小井眼中的成功应用

油井开采后期,单井产量下降;以及部分探井,开发井由于各种原因在完井后没有获得油气流形成了低产井和无用的“空井”。有效地将这些资产盘活,变废为宝,使低产并成为高产井,“空井”成为高产油气井是投资石油勘探开发的目标。目前,西北石油局在塔河油田利用一口没有获得工业油气流的开发井通过侧钻获得了可喜的高产油气流,在该区探索出一种科学,高效开发奥陶系灰岩油气藏的新路,获得了极大经济,技术效益。     

渤海区块大位移侧钻小井眼完井工艺优化设计及安全性评估

针对渤海某油田疏松稠油砂岩的地质结构,进行了小井眼侧钻井完井施工。选用3.5in*大孔径射孔器,对完井工艺进行优化设计,并通过管柱动态力学分析软件对管柱安全性进行评估。利用定向工程软件对管柱校深进行模拟,以及利用射孔优化软件对射孔后套管强度进行分析。该技术成功解决小井眼疏松稠油砂岩压裂充填完井中的射孔技术难题,有效降低近井带的压降和相同产量时的生产压差,施工过程安全可靠,达到了稳产控砂的目的。     

大庆外围三低油田小井眼开发井钻井动态系统的建立与应用

小井眼钻井是一项复杂的工艺过程，其影响因素很多，改变钻井某一条件即可改变钻井某一指标，有时也可能带来负面影响，在分析小井眼钻井系统特点的基础上，建立起小井眼钻井动态系统的钻速数学理论模型，模型的基本思想是根据常规井的经验，以常规钻井参数为基础，分析小井眼钻井与常规井的区别，只考虑发生变化的因素，文中给出了小井眼钻井钻速数学模型比例系数的计算方法，为大庆油田经济有效的小井眼钻井起到积极作用。