新型旋转导向井下闭环钻井工具

近年来大位移井和复要轨迹井眼的需求不断增加,对井下钻井工具的研制提出了新的要求,利用现有的动力导向技术,钻压旗加困难,难以发挥高效钻头的作用,“滑动”方式下大摩阻的存在使井底工具面的控制难度加在,井眼水平延伸受到限制,为减小摩阻,使钻柱具有更大的延伸能力,实现对井眼轨迹的精确控制,国内外纷纷致车于井下可控工具和旋转导向闭环钻井系统的研究,本文介绍了2类可实现井下全方位控制的偏置机构及目前国内外已有的几种旋转导向闭环钻井系统。     

超深井钻井技术研究及工业化应用

陆上油气勘探开发正向着超深层领域发展,中国石化钻遇的超深井普遍存在着压力系统复杂、地层岩性复杂、储层流体复杂、工程力学复杂等工程地质特征。钻井工程面临着设计优化难、施工风险大、钻井速度慢、工程质量控制难度大等技术问题。在钻井施工中表现为钻井周期长、复杂情况和故障多、工程投资大,甚至有些井难以钻达目的层。2005年以来,中国石化石油工程技术研究院联合石油高校、油田企业组成“产—学—研”攻关团队,以川东北、塔里木盆地超深层油气勘探开发为依托,紧密围绕“优质、安全、高效”攻关目标,强化室内模拟和理论分析,加强以新型工具和新材料为载体的技术攻关,强化技术集成应用,研究形成了多信息综合反演钻井地质环境因素精细描述技术、基于钻井工程风险评价的井身结构优化设计方法、大尺寸井眼气体钻井及流体安全转换技术、高效破岩工具及配套技术、基于常规导向的超深水平井井眼轨迹控制技术、超高温及超高密度钻井液技术、高酸性气田胶乳防气窜水泥浆固井技术等7项技术创新成果,并开展了现场试验及工业化应用,形成了超深井钻井配套技术,使我国超深井钻井技术跨入了世界先进行列。     

提高固井界面强度的钻井液研究与应用

在钻井液中加入超细活性矿物和稳定井壁的材料能使固化体水化产物结构致密，固化体本体强度和界面胶结强度得到强化。在钻井液中加入特制活性矿物微晶，能使胶体中存在大量具有较高能量的自由表面，为泥饼水化反应提供有利的场所，降低水化成核反应的势垒，使水化反应充分均匀，固化体结构更加牢固，也就从根本上强化了界面胶结强度。通过室内研究，固化体第一界面的胶结强度提高30％以上，第二界面提高50％以上；现场4口井的应用表明，固井质量全为优质，平均井径扩大率小于4％。     

气体钻井转换钻井液井壁稳定技术

气体钻井可以提高机械钻速、预防井漏,川东北地区上部陆相地层采用该技术钻进,加快了施工速度,大大缩短了钻井周期.但在气体钻井结束,转换为钻井液钻进后经常出现井壁失稳问题.分析了川东北地区气液转换过程中井壁失稳的原因,主要是该地区复杂的地质特点、干燥井壁吸水和钻井液冲刷.针对干燥井壁吸水,提出以润湿反转剂作为前置液的技术措施;针对该地区的地质特点和钻井液冲刷制定了符合川东北地质特点的气液转换施工工艺.在P204-2井和其他井的应用结果表明,以润湿反转剂作为前置液的技术措施和制定的气液转换施工工艺能减少由气液转换井壁失稳造成的井下复杂情况,避免恶性钻井事故的发生.     

钻井实时远程群体决策支持的实现

随着信息技术逐渐应用于石油工业，基于计算机网络环境的实时协同决策是未来钻井信息技术发展的一个重要方向。该文探讨了将传统石油工程与现代信息技术相结合的工作方式，提出了计算机网络协作支持工作机制下的钻井实时决策模式。针对石油钻井工程实际特点与客观需求，从钻井信息综合应用趋向、多专家协同决策机制、基础通信网络建设、CSCW环境下的工作方式等几方面论述了实时钻井决策的实施方案。同时，结合现场实际应用，给出了实现钻井作业实时远程群体决策过程的系统组成和基本功能。