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地质管、钻探管、无缝管最新报价


提高钻井速度、降低钻井成本的新技术及方法(二)

    6、连续管钻井技术 连续管、连续管钻机和连续管钻井配套的钻井工具,如小直径井下马达、钻头和测量工具等将会得到进一步的发展。连续管钻井技术在分支井和小井眼钻井方面有着广泛的应用前景,可节约钻井成本。

    7、可膨胀套管技术 常规钻井中是将固定尺寸的套管下入井中,从井口到油层的尺寸是逐渐缩小的。因此,有可能因为井眼尺寸而限制某一深度的井下作业,甚至不能达到目的层。壳牌研究中心最近开发了膨胀式割缝管和实体套管,其中膨胀式割缝管的直径可膨胀至原有的两倍。这项技术具有重要的意义,一是可以简便有效地解决复杂井段的井壁稳定问题,二是可以减少上部井眼的尺寸和套管层数,甚至在几年内实现从井口到井底以同一尺寸钻井,这样可以钻更深的直井和大位移井,三是可以修复老井被损坏的套管,四是可以大大降低钻井成本。

    8基于系统动力学的井眼轨迹控制技术 井眼轨迹控制技术是石油钻井工程的关键技术之一,而基于系统动力学的井眼轨迹控制技术是一种全新的石油钻探工艺技术,它对提高井身质量、钻井速度,降低钻井成本有很重要的意义。精确的井眼轨迹控制技术是定向井、丛式井、水平井、大位移井等一系列特殊工艺井中得一项重要技术。

    常规的井眼轨迹控制技术采用的是转盘+下部钻具组合或者弯接头+井下动力钻具。后来又相继研制出导向钻井技术、地质导向钻井技术和井下自动导向钻井技术(井眼轨迹自动控制技术)。虽然这些钻井技术在钻井中的应用,提高了井眼轨迹的控制精度,但仍然难以达到较高的精度。当设计者按照井身结构和钻井要求设计完整个井眼轨迹、井下钻具的结构和安装方案后,整个井眼轨迹基本上就确定了。在目前的井眼轨迹设计过程中并不考虑实际钻井过程中岩石性能的变化,钻柱、钻头、井下钻具的工作状态和动力学性质的影响,应而,其设计结果与实际钻井中的井眼轨迹有较大的差异。虽然应用导向钻井技术、井眼轨迹自动控制技术能够根据井下情况对井眼轨迹进行适当的调整,但调整的幅度有限,并依赖于测量系统的精度和测量对象的准确程度。由此可见,如何提高井眼轨迹、井下钻具的设计精度,掌握井下钻头的实际运动轨迹是控制和提高井眼轨迹精度的关键。

    虽然国内外钻井界专家在提高井眼轨迹设计和控制精度方面从现场试验、测试、理论研究、计算机模拟等方面都作了大量工作,并取得了一些成果,使定向钻井技术和井眼轨迹控制技术都得到了不同程度的提高。但由于钻井系统十分复杂,井下的许多因素难于把握,因而,在实际研究过程中为了建立和求解模型,人们不得不对所研究的对象作适当简化和假设。如:在建立钻柱动力学模型时,大都假设钻柱下端边界条件为周期性函数。一般都没考虑钻柱的非线性、岩石的随机性、钻具组合的结构、钻井液的性能及钻井参数(钻压、钻速)不稳定性等因素的影响,因此其研究成果难以指导实际生产。目前国内外大都以赖岁钻测量系统来控制井眼轨迹,除此之外还没有更为科学、更为间接的方法在定向钻井中应用。

    而基于系统动力学的井眼轨迹控制理论在分析研究国内外钻井界在井眼轨迹设计、预测与控制技术方面研究成果的基础上,结合目前定向钻井技术的发展趋势,寻求新的井眼轨迹设计、井眼轨迹预测与控制的理论方法。它通过开展基于钻柱、岩石、井下钻具和泥浆等互作用下钻头运动学、动力学的研究,找到在钻井过程钻头运动轨迹与钻井系统各因素的关系,通过建立仿真模型,实现对钻头运动轨迹的预测。并通过对不同钻井条件下井眼轨迹的仿真分析,实现对井眼轨迹的动态设计,为科学合理地指导定向钻井作业提供依据。

    基于系统动力学的井眼轨迹控制技术根据实际钻井工况、钻头与岩石互作用关系、钻柱弹性变形模型、井下钻井液的性能,从系统动力学的角度出发,将多学科研究成果结合起来,并采用计算机仿真技术,实现对井眼轨迹的动态设计将对整个钻井技术的提高和石油工业的发展具有十分重要的意义。

    9、钻井信息技术 发展钻井信息技术,可提高钻井速度,降低整体钻井成本。钻井信息技术包括随钻测量、随钻测井、随钻地震、地质导向和实时三维井眼轨迹监测(与地质模型结合)等技术。各种井下传感器的位置将进一步朝钻头附近移动,能够探测钻头前方的地层信息,更好地实时监测地下情况,修改地质模型,实现地面地下的双向通信。

    10、裸眼驱替回收合成基泥浆 尽管合成基泥浆成本较高,但在许多深井钻探仍旧采用该种泥浆体系(如美国墨西哥湾(GOM)深井开发)。其原因是因为在深井及超深井中,其性能要明显的优于水基泥浆,它不仅可以减少对储层的损害,而且由于钻井中复杂情况和故障时间的减少,大大提高了钻井的经济效益(如果缩短5天的钻井时间,仅钻井成本一项就可以节省100万美元)。合成基泥浆比水基泥浆的成本要贵得多,因此降低成本的唯一办法就是尽可能的回收泥浆,避免井下严重的井浆损失。而在过去的几年里,大量的合成基泥浆留在了井内。直到目前为止,仍然没有一种好的裸眼驱替技术可以安全地回收合成基泥浆而不引起严重的井眼破坏。

    一种新型的水基驱替液与隔离液的复配应用,基本上可以将整个井筒中的合成基泥浆(SBF)回收利用。利用该项技术美国墨西哥湾(GOM)在其深井开发中取得了相当可观的经济效益。

    一种新型高含盐的聚合物钻井液体系首次用于墨西哥湾(GOM)深井钻探中。 在加入15 lbm/bbl的水基泥浆之前先加入15.5 lbm/bbl的隔离液进行驱替。同时减少水基泥浆中土的浓度至6-8 lbm/bbl,使之与井壁泥饼中Cacl2的作用降至最低。 这种新的泥浆体系中含有木质素磺酸盐, 用以降低与Cacl2 反应时产生的絮凝沉淀。体系中还加入了阴离子聚合物和生物聚合物用以阻止粘土颗粒的进一步分散并增加泥浆悬浮重晶石的能力,使泥浆体系维持较好的流变性。在选择隔离液来隔离两种钻井液时必须考虑许多因素。隔离液中不能含  土,同时应加入2.2lbm/bbl 的生物聚合物,并混入4%体积比的表面活性剂用来帮助充分驱替井内和井壁的合成基泥浆

关键词:连续管,钻井,技术,可膨胀套管,控制,信息,泥浆

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