精细控压钻井溢流检测及模拟研究

针对现有钻井过程中溢流检测方法无法检测微溢流量,对深井和复杂井井控提出挑战,展开了精细控压钻井 溢流检测及模拟研究。研究中通过对比出入口微流量变化,提出了精细控压钻井溢流检测和分析方法;根据气液两相 流理论,建立了井筒气侵期间流动计算模型。将该检测方法应用于塔中某井进行试验,结果表明：精细控压钻井系统 溢流检测方法可以准确检测溢流的发生和累积溢流量;根据气液两相流模型,可以模拟精细控压钻井不同回压时井筒 流动参数的变化;该检测方法在现场试验中检测结果和模拟结果一致。精细控压钻井系统溢流检测方法能够准确检 测溢流发生,该检测方法具有可行性和可靠性,可对控压钻井发现和控制溢流提供了理论支持。     

海洋水下井口控压钻井系统装备配置方案探讨

控制压力钻井技术是解决窄密度窗口地层钻井井控问题的有效技术保障，在全球陆地、浅海和深水都得到了成功运用。深水是我国油气勘探开发的重要接替区，我国南海油气资源丰富，但是面临高温高压、窄密度作业窗口等难点，井筒压力控制难度较大，给安全高效作业带来了较大困扰。在当前深水控压钻井设备、工艺几乎被国外垄断和深水钻井作业量加大、钻井风险等级升高的背景下，拥有我国自主的深水控压技术及装备是必然的选择。由于水上、水下井口控压钻井技术和装备体系存在较大差异，现有水上井口控压钻井技术无法直接移植到深水。因此，基于我国深水钻井作业现状，提出海洋水下井口控压钻井关键装备自主化配套建设探讨方案。将环空背压的控压钻井系统作为自主化建设的主线，对水上井口的控压系统进行工艺适应性移植，通过综合比较分析，推荐水下井口控压钻井系统ATR配置方案。     

钻井平台液压伺服系统中的电液施力控制

钻井综合试验装置是研究井下工具,钻井基础理论和应用技术的仿真试验设备,在仿真试验中,钻具承受的工作压力（钻压）是重要的工艺参数,给出了针对试验操作要求及钻压伺服系统的非线性,不确定性的钻压伺服控制系统。     

控压钻井地质适应性评价技术

 控压钻井(MPD)技术是解决具有窄安全密度窗口、易漏易喷地层安全钻井的一项关键技术。控压钻井的适应性评价技术是控压钻井科学选井选层、安全实施的关键。目前国内外还没有成熟的控压钻井适应性评价体系。首先对控压钻井应用类别分类和IADC分类进行了对比,选用IADC颁布的5种流体类型、6个风险等级、3种应用形式的分类方法。然后从地质、工程和经济角度建立了控压钻井地质适应性评价方法,即“三步法”评价体系,主要包括必要性评价、可行性评价、技术经济性评价,在此基础上提出了控压钻井地质适应性评价的关键技术,即地质环境因素描述、精细水力学计算、设备配套与优选、压力控制方法、经济性评价。最后在缅甸D区块进行了应用,结果表明所建立的分类方法和地质适应性评价技术具有很强的实用性。     

井下套管阀应用介绍

井下套管阀是在进行欠平衡钻井中一种新型的非压井起下钻技术。能够有效的节约钻井成本,减少作业时间。在国外欠平衡钻井过程中已经得到广泛使用,在国内现在应用较少。本文介绍了井下套管阀的优势及组成部分,可供国内生产厂家参考。     

基于综合性能指标的控压钻井过程多变量协调控制

针对井底压力控制精度低且钻进时效差等关键技术瓶颈,提出一种综合多性能指标的控压钻井过程协调控制方法.分析环空压力预测模型、钻柱系统集总参数模型、机械钻速模型等不同的单一过程模型,建立适合控制系统设计的控压钻井过程全局模型;基于先进控制理论,充分考虑回压、泵流量、转速、钻压等不同操控变量对井底压力与机械钻速的影响,提出稳...     

基于范例推理的控压钻井方式评价

提出一种基于范例推理的控压钻井选型方法。首先大量调研成功实施控压钻井的实例为源数据库,然后根据范例推理理论建立控压钻井选型模型,利用该模型对三个区块不同地层进行控压钻井选型研究,得出具体的计算结果,并且对选型结果进行评价。通过基于范例推理的控压钻井选型研究将钻井工程与范例推理有机结合,对解决钻井工程领域不确定性问题提供一种有意义的尝试。使范例推理在具体的工程应用向前迈进了一步,并且为控压钻井适应性分析提供一种全新的研究方法,在学术和钻井工程应用上具有重要的价值。     

提高川东复杂地质深井超深井机械钻速的研究

针对川东高陡地质构造复杂,钻井中深井、超深井机械钻速低,建井周期长,钻井成本过高的问题,分析了川东地区钻井速度低的原因,介绍了岩石的各种性质,钻头选型依据以及如何评判钻头井下使用情况等方面的知识,阐述了合理使用钻头的方法,提出了在川东地区高陡构造地层中提高钻井速度的三种措施：（1） 采用以偏轴-钟摆钻具组合为主的钻井方式进行钻进;（2） 开展喷射钻井,促进机械钻速提高;（3） 开展水力加压器的应用。以期不断优化和强化钻进技术来提高钻井速度确保井身质量。     

控压钻井气侵流动分析模型研究与应用

控压钻井(managed pressure drilling,MPD)发生气侵时,可通过实时动态压力控制在保持井底压力恒定的情况下实现气侵有效控制与安全排溢,气侵安全控制的关键是实时准确地井筒流动分析。通过理论分析建立了考虑侵入流体在不同类型钻井液中溶解析出影响的井筒气液两相流模型,考虑动态回压影响,给出了不同控压钻井模式下模型求解的初始及边界条件。基于有限差分法充分考虑不同控压模式下的压力动态调节对气体滑脱、相态变化的综合影响,给出了该模型的求解流程。运用全尺寸模拟井筒气侵测试数据对模型进行了验证分析,运用该模型对页岩气水平井控压钻井气侵控制进行了计算分析。结果表明,该模型具有较高的精度,能够很好地为控压钻井气侵控制与分析提供技术支持。     

煤矿井下磨料水射流切割机切割性能试验研究

利用自行设计的煤矿井下磨料水射流切割系统对钢板进行切割实验,研究各切割参数（切割速度、驱动压力、切割靶距和磨料流量）对切割性能的影响规律,为今后开发研制煤矿井下用磨料水射流切割机提供一定的技术依据。试验结果表明：（1）系统驱动压力与切割深度呈线性变化关系;（2）综合考虑切割深度和切割效率,切割速度存在一个最佳范围;（3）切割靶距存在着一个最佳值;（4）磨料流量也存在一个最佳值。     

井底恒压控制压力钻井技术

 近年来控制压力钻井(MPD)由于能有效降低井下复杂、事故情况的发生,减少非生产时间,非常适合复杂地层的钻进,在国内外油田开发复杂地层钻井施工中得到了飞速发展.目前井底恒压控制压力钻井(CBHP MPD)是最常用的一种控制压力钻井方式,大约占总工作量的80%以上.本文首先对井底恒压控制压力钻井的适用范围、优点和关键技术进行了分析,然后详细分析了目前的解决方案和技术现状,包括回压泵加节流管汇控制法、连续循环系统(CCS)控制法、连续循环阀(CCV)控制法、注气稳压方式以及目前国内外最先进的全自动智能控制压力钻井系统,并对该项技术今后的发展提出了建议.     

控压钻井技术在伊朗雅达油田S03井的应用

伊朗雅达油田多口井钻遇活跃沥青侵害问题,由于活跃沥青层分布规律不明、井间地层压力差异大、活跃沥青黏稠、易出现涌漏复杂等,给钻井施工带来极大挑战。根据对活跃沥青层地质特征认识、钻井工程施工难点分析和置换性涌漏室内模拟实验结论,形成了优化井身结构、优化钻井液性能措施的控压钻井强行钻进方案。在雅达油田S03井进行现场应用,同比邻井相同井段作业周期缩短39%,节约了钻井液消耗量,为雅达油田解决活跃沥青侵害提供了技术手段,具有推广应用价值。     

加速型钻井液离心机内部流场研究

随着钻井工艺与新技术的发展,以及各种系列振动筛研发的成功,对固控系统中离心机的工作能力以及处理范围提出了更高的要求;传统的离心机受工艺水平和结构特点的约束,处理量提高的前景并不乐观;分析了目前国内、外钻井液离心机处理量无法进一步提高的制约因素;讨论了某新型钻井液离心机的工作原理和特点,认为分散加料、二次加速、从卸料端进料、框架式的螺旋结构等都是提高离心机处理量的革新技术;并对该型离心机的内部流场进行了分析和讨论,基于N-S方程以及该型号离心机的结构特点,重新定义边界条件,求解了离心机内部流场的数学模型并得出了该型离心机处理量的计算方法;经过计算和现场试验数据的对比,证明了模型的可行性。     

新型钻井液润滑剂HML-1的配方优选与性能评价

钻井液润滑剂是一种重要的钻井液化学处理剂，它的作用是改善钻井液润滑性，降低井壁与钻具（或套管）之间的摩擦，降低钻柱旋转扭矩和起下钻阻力，从而 卡钴事故的发生。根据 钻井注传染病 剂存在的不足，研制了出了一种新型钻井液润滑剂。通过正交实验优选了润滑剂配方，经室内和现场实验证明该产品润滑性能好，与钻井液其它组分配伍性好，且无毒性，对环境无害。     

沥青层钻井液柱压力关键影响因素及控制技术

 沥青层安全钻井问题困扰Y 油田的开发,微小的钻井液柱压力波动即可引起沥青流动侵入井内而发生复杂事故或弃井。分析表明,污染后钻井液性能恶化快、沥青易黏附固相颗粒、高温可流动性好、钻井液与沥青的置换型漏失等造成钻井液柱压力难以控制,进而造成沥青侵入速度与程度得不到有效控制。室内和现场试验表明,保持钻井液膨润土含量1%、随钻堵漏材料含量8%左右有利于钻进时钻井液柱压力控制;稠化封堵技术可减慢停止循环时的沥青侵入速度;控压钻井（MPD）技术可有效调控井筒液柱压力,以较低钻井液密度钻穿沥青层,降低沥青与钻井液置换量、侵入速度与程度到可控水平。     

甲酸盐无固相钻井液研究

针对金刚石绳索取芯钻进要求，研究获得了几组甲酸盐无固相钻井液体系配方。对其性能进行测试分析以及对其环保特性进行了评价。结果表明，甲酸盐钻井液密度可调范围大，流变性和润滑性好，抗高温抗污染能力强，符合国际环保规范，是一种满足金刚石绳索取芯钻进要求的新型环保型钻井液。     

基于遗传算法的凿岩钻进系统自寻最优控制

现有凿岩台车大多不具备自寻最优凿岩参数功能,凿岩钻进速度难以达到理论设计的最大值。为获取最大凿岩钻速,分析了多种影响因素,从中筛选出主要的可控变量。根据其难以构建准确的数学模型、非线性、时变性的特点,引入遗传算法作为自寻优核心思想,并设计了相应的控制系统。经验证,这种控制方法可以使钻进速度较快收敛至最大值。与传统的控制方法相比,该控制方法可根据岩石硬度自动匹配最优凿岩参数,有效地提高凿岩速度,大大减少凿岩施工所需时间。对于同类的凿岩设备自寻优控制同样具有参考价值。     

高密度钻井液的研究现状及发展趋势

本文通过回顾高密度钻井液的研究现状、技术难点以及发展趋势,指出高密度钻井液研究和技术工作的重点在于采用国外成熟的油基、合成基钻井液技术方面的经验,发展和完善自身的钻井液体系,以有效解决钻井液研究和实践方面存在的流失性、沉降稳定性等方面的矛盾。