国外钻井取心新技术_一_
国外松软地层取心技术浅谈
!国外石油机械#国外松软地层取心技术浅谈杨玉坤Ξ 成 伟(胜利石油管理局钻井工艺研究院) 摘要 松软地层取心是石油钻井取心作业中的难点,施工复杂,往往不易得到理想的效果。
目前国外发展成熟的松软地层取心技术,一般使用全封闭工具,能适应井下地层的变化,可靠性高,其上部实现割心动作的方式有液力式和机械式,下部使用两类岩心爪以适应不同地层的要求,配用相应的取心钻头,岩心进筒阻力得以降低。
该类工具应用范围广,可靠性高,但用于一些特殊松软地层的取心,使用效果并不理想。
关键词 松软地层 取心工具 结构分析引 言在岩石胶结性好、易于成柱的硬地层完成取心的各项技术现已较为成熟,其中自锁式取心工具使用稳妥、方便,能够保证满意的岩心收获率和岩心质量。
相比之下,在松散、胶结性差、易破碎、易水化、高含水等松软地层取心,难度大,施工复杂,往往不易得到理想的结果。
虽然目前发展的各种松软地层取心技术,在某种程度上满足了现场使用要求,但松软地层取心仍属未完全解决的世界性难题。
松软地层取心技术在每个环节都提出了更高的要求。
要想获得理想的效果,必须克服易堵心、丢心等现象,该项技术必须达到以下基本要求:(1)取心钻进中必须使岩心顺利进入岩心筒,避免堵心、卡心、冲心、磨心等现象;(2)必须有可靠的割心方式,完全有效地割断岩心并封住内岩心筒;(3)在起钻中对岩心有效保护,防止岩心丢失;(4)起钻到地面,出心时防止岩心散落,保持地层原始层状。
下面拟介绍国外两项主要松软地层取心技术。
Hydro2Lift Full Closure C oreCatcher取心工具 11发展概况Hydro2Lift Full Closure C ore Catcher取心技术,即液力举升全封闭取心技术,是美国Baker Hughes I NTE Q公司为松软地层取心开发的重要技术。
上世纪80年代中期,N orton Christensen公司在Venezuela地区开发了一种新的取心方法。
国外前沿钻井技术综述
收稿日期：2008-10-06 改回日期：2008-11-14 作者简介：杨利（1972—），男，1992 年毕业于石油大学科技英语专业 ，高级工程师，现主要从事钻井科技情报服务和研究工作 。联系电话：（0546） 8555885, E-mail:ylzjy@, 通讯地址：山东省东营市北一路 827 号钻井工艺研究院情报档案培训中心 。
2007 年 1 月， 美国 Particle 钻井技术公司利用 钢粒冲击钻井技术 完成了一口 井的施工， 在 8h 纯 钻 时 内 钻 进 36.58m， 是 当 时 完 成 的 最 长 的 进 尺 。 试验过程中粒子储存腔驱动管线损坏一次， 更换配 件后修复。 后因标准止回阀破损导致钻头水眼堵 塞， 起钻后决定中止试验， 本次试验达到了预期效 果。
微井眼钻井技术是由美国能源部设在洛斯阿拉 莫斯的国家实验室开发的， 该技术的基础是小型化 了的连续软管钻井技术。 与普通井眼相比， 微井眼 井径很小， 可用于浅层开发井、 油藏数据监测井、 深探井和浅井重入钻井。 其优点是： ①钻井产生的 岩屑和所需的钻井液量都大大减少； ②微井眼钻井 使用小型连续管钻机， 钻井设备也实现了小型化， 机械钻速快， 对动力的需求较常规钻机大大减小； ③大大降低勘探开发风险， 预期可降低勘探钻井成 本 30％以 上 ， 降 低 开 发 钻 井 成 本 50％以 上 。 但 微 井眼连续管钻井技术也存在一些不足： ①钻深受卷 筒尺寸和连续管总重量的限制， 提升能力受注入头 载荷的限制； ②滑动钻井 （连续管不能旋转） 降低 了井眼清洗效率， 增加了井眼与连续管柱之间的摩 擦， 限制了由地面施加的钻压； ③即使有井下传送 工具， 连续管在井内水平延伸也有一定限度， 若管 内的钻井液流速过高， 水力能量损失较大； ④易卡 钻， 底部钻具难以打捞。
几项国际钻完井新技术
几项国内外钻完井新技术一、智能井技术 (1)二、激光钻井技术 (1)三、钻工对未来钻井的设想 (3)四、优化四维地震流体成像 (4)五、用智能井开采海上边际油田 (5)六、应用油藏性描述及3D可视化技术促进海上油田的二次开发 (6)七、高温高压深井钻井前沿专项技术研究 (7)一、智能井技术智能井技术并不是新近才出现的。
早在1997年第一次智能完井即采用了SCRAM 专利系统。
它的特点是可以进行永久的监测，能够控制油藏内流体的流动。
而6年之后，供应商与专业服务公司就在世界范围内安装了超过185个智能井系统。
一些论坛分析认为，对智能井技术的投资已接近10亿美元。
智能井技术要想在经济上可行，就不能仅仅局限于试验基础上单方面的应用，而要在各种各样的油井中作为油田开发一个重要而不可缺少的部分。
可喜的是，虽然发展速度缓慢，但这一切正在得以实现。
智能井技术是油藏实时管理的主要构成部分。
通过安置在油藏平面上的传感器与控制阀，石油工程师们就可以对油藏与油井的动态进行实时监测，分析数据，制定决策，改变完井方式，以及对设备的性能进行优化。
智能井技术的应用智能井技术的应用范围很广，主要用于油藏开采过程的管理，这对于二次采油与三次采油非常重要。
它可以控制一口油井的注入水或注入气在不同产层或不同油藏之间的分布，也可以封堵产自其他产层的水或气，因而可以控制注入水或驱替出的油扫过油藏中未波及的区域。
这对于复杂结构井，如大位移井、长水平井或多分支井以及各向异性的油藏来说非常重要。
作为一种有力的工具，智能井技术不仅可以处理油田开发中经常出现的问题，也可以处理很多井下突发事件，并通过对这些突发事件的处理创造价值，从而给资产增值。
智能井技术在油田开发中的优点主要在于：优化油藏性能，从而提高油藏采收率，增加油井产量；减少作业中投入的劳动力，从而减少安全事故，更有效地进行油藏管理。
目前，已采用智能井技术的油井接近200口。
这同那些正计划采用与正在采用该技术的多口油井开发项目共同表明了，该技术可以实现预期的目的。
可燃冰钻探取心工具现场试验成功
３ １ ，收获率 ｌ ０ 。第二阶段取心在 ．米 ０％
２ ＧＡ一７号 井 进 行 ，取 海 水 以 下 泥 层 ， ５
该 海 域 泥线 深 度 ３ ． ，取 心 泥 线 深 度 ３ ６米 ３ ． 米 ， 压 １ ， 得岩 心 长 度 ０６ ； ８６ 下 米 取 ．米 工具 出井 后 进 行 不 同 阶 段 现 场 测 试 ， 保
机 构 的 实 施 、割 心 机 构 的 关 闭 及 保 压 效
果等关键 技术的 实际作业情 况 。试验 分 两个阶段 ，在 ２ＧＡ 一６井进行 ２ ５ 筒次取
心作 业 ，从 ３ ５ ３９ ３ 间取 心 ４ ３ ， ７ ７ ． 米 ．米
光光 子。这种单 光子波长 （ 或颜色 ）转 换的实现 有望帮助开 发出拥有 量子通信 、量
可 燃 冰 钻 取 心 工 具 现 场 试 验 成 功
丹麦技术大学 日前研发出一款具 有 自我功能修复能力的新型计算机 ，据称测试 成熟后将被美 国航天局 用于火星生命探测项 目中。 据丹麦媒体 １ ３日报道 ，丹麦技 术大学扬 ・ 马德森领导的研 究小组受到人体 自我 修复能力的启发 ，研制出具 有这种无需人工干预便可 自行修复功能的计算机 ，并取
据介绍 ，这种计算机 目前在美 国航天局 已进入测试阶段 ，ｌ 月份 即可得 出初步 １
测试 结果 。
为是 未 来最理 想 的替 代能源 。据 估计 ，
海 底 可 燃 冰 分 布 范 围 约 ４ ｏ 万平 方 公 ０ ０ 里 ，约 占海 洋 总 面 积 的 １ ％ ，其 储 量 够 ０ 人 类 使 用 ｌ ０ 年 。但 可 燃 冰 是 一 种 天 然 ００
研究人 员认为 ，改变光子的波长使得探测更为方 便。 目前商品化的近红外单光子 探测器存在 着信号噪声大的问题 ，而近可见光单 光子探测 器则相当成熟且性 能高。在
国内外钻井新技术页课件 (一)
国内外钻井新技术页课件 (一)随着石油工业的不断发展，钻井技术也在不断革新。
国内外专家们不断研究新钻井技术，在2D和3D各个领域推陈出新，为高效钻井提供了技术保障。
本文将介绍国内外钻井新技术的课件，让读者对于钻井新技术有一个初步的了解。
一、国外钻井新技术页课件1. 一些国外大型石油企业出品的钻井新技术的课件相对较为成熟，如美国哈里伯顿公司出品的“低密度皂化剂扩径技术”课件、美国博克集团出品的“下难钻井井下匣防堵装置”课件、法国史伯英普公司出品的“高性能回转钻具”课件等。
2. 美国斯坦福大学的钻井工程课程也对国内外钻井新技术进行了深入浅出的介绍。
其中包括“井下无偏测斜技术”、“滑动钻杆技术”、“双头钻井技术”、“螺旋密闭钻井技术”、“高效地钻井方式”、“钻井流体技术”等。
3. 同时，德国、加拿大等国家的石油学院也出品了许多有关钻井新技术的课件。
比如德国汉诺威大学出品的“干式钻井技术”课件，加拿大阿尔伯塔大学的“高温高压实验室设计”、“钻井过程模拟”等课件。
二、国内钻井新技术页课件1. 中国石油大学（北京）的钻井课程中，有关钻井新技术的课件也十分丰富。
其中包括“测斜仪标定方法”、“对称分量截矢模型”、“一种井壁完整性筛查装置”、“特别工况漩涡减摩技术”、“自动化下承井控制系统”等。
2. 北京石油学院出品的课件也不少。
如“基于井口响应简化雷电定位技术”、“基于方案全局优化的井下斜井钻头评价模型”、“非人员驾驶排土机器人”等。
3. 湖南大学也有多项关于钻井新技术的课件，如“67/8英寸管柱组合性能试验”、“一种基于井口超声信号的钻柱高度实时检测系统”等。
综上所述，钻井新技术的发展离不开国内外专家的不懈努力，他们的探索和实验，为推动钻井技术的进步奠定了坚实的基础。
同时，这些钻井新技术的课件，也为学习钻井技术的人士提供了现实的教学参考和实践经验。
国外钻井完井技术新进展
国外钻井完井技术新进展1 水平井钻井技术1.1 水平井应用的油藏和地区目前，水平井已作为常规钻井技术应用于几乎所有类型的油藏，如枯竭油藏、致密气藏、低渗油藏、边际油藏、高渗油藏等。
除了传统意义的水平钻井之外，近年来，水平井又有了许多新的应用：•水平井作为注入井，提高产量•分支水平井开采多个产层•开采老油田剩余油•多目标开发产层•开采气藏或疏松砂岩油藏•水平井资料用于油藏描述•薄层油藏、注水剖面修正、持续增产1.2 水平井的效益近年来，水平井钻井成本已降至直井的1.5~2倍，甚至有的水平井成本只是直井的1.2倍，而水平井的产量是直井的4~8倍。
1.3 国外水平井钻井技术指标•水平井最大水平段达6118m；•水平井最大垂深6062m；•水平井最大单井进尺10172m；•双侧向水平井总水平段长度达到4550.1m（该井垂深1389.9m）；•多分支水平井总水平段长度达到11342m。
1.4 国外水平井钻井新技术1.4.1国外水平井钻井技术正在向集成系统发展以提高成功率和综合经济效益为目的，结合地质、地球物理、油层物理和各工程技术，对地质评价和油气藏筛选、水平井设计和施工进行综合优化。
兰德马克图形公司开发出一种名为决策空间（DecisionSpace™）的新一代定向井设计软件包，可显著降低油田开发中井眼轨迹的设计周期。
这个集成软件包由三部分组成：资产设计师（Asset- Planner™）、轨迹跟踪设计师（TracPlanner™）和精确定位（PrecisionTarget™）。
利用该软件包，可以迅速地为新老油田开发方案提供多井平台下的油田开发井眼轨迹设计方案，借助先进的井眼轨迹设计技术和工作流程技术缩短井眼轨迹设计周期。
“资产设计师”可以根据储层模型自动生成储层靶区目标。
应用该软件在储层模型内对储层特性进行筛选，从而产生储层油藏目标，使用者可以根据自己的泄油要求优化现场设计。
“轨迹跟踪设计师”可以快速有效地以人机对话的方式建立并显示多种勘探或油田开发方案，在详细的计划实施前，就可以得到可靠的估计。
钻进式井壁取芯技术简介.
勘探测井中心
钻进式井壁取芯器（FCT-2）
油气勘探的决策者、地质工作者均希望能够直观得到井下任一深度的 储层物性特征、储层岩芯及储层中的流体性质，从而直接确定地下的岩性及 含油性，以发现油气层。为此，各个勘探、开发公司不得不在钻井的过程中， 利用钻杆进行取芯，这项技术既浪费了钻井的时间而且风险巨大。测井取芯 作为一种快捷、直接的方法就成为石油勘探开发过程中非常重要的技术。目 前,各油田的测井取芯普遍所采用的是传统的爆破取芯技术 ,该技术由于受地 层岩性、井况等因素的影响，存在以下的局限性： 1、取芯成功率低。致密岩层（如花岗岩），取芯器常常打不进井壁,取 不出岩芯 ;松软岩层 ,由于取芯容器裸露在仪器外部 ,仪器在上提过程中岩芯 常常脱落,很难得到岩芯。 2、岩芯利用价值低。爆破取芯在取芯的过程中受爆破力的影响 ,破坏了 岩芯原来的物性结构，取出的岩芯通常是破碎的岩屑，因此，根据该岩芯分 析的岩性与地层实际岩层性质都存在一定差异。同时，由于取出的岩芯很薄， 通常在3-5mm，取芯容器裸露在仪器外部,仪器在上提过程中岩芯受井筒泥浆 侵入，岩芯中的原有流体很容易被井筒流体替代，在进行岩芯分析时，需要 对岩芯中的流体进行清洗替换，然后再模拟地层原始流体进行分析，其结果 与地层流体实际差异较大。
占井周期短
针对油层有目的地取芯 深度准确 取芯成功率低 岩芯质量差
取芯成功率高
岩芯质量好
钻进式井壁取芯器工作流程
地面仪器和井下仪器通过两个微处理器之间的主从应答 实现通讯。在通讯中，地面仪器下井下仪器发出命令，用以 控制井下仪器自然伽马信号的采集；控制机械部分推靠臂钻 头岩芯推杆的伸出和收回。 井下仪器的电子部分将采集到的伽马信号，和从机械部 分采集到的岩芯的芯长，位移等一系列数据编码后传输到地 面，地面微处理器将接受的数据处理之后显示出来或进行记 录，地面操作人员可以根据井下传输的信息有针对性的控制 井下仪器进行取芯操作，最终达到从裸眼井硬地层井壁上取 得完整的、不变形的25mm-48mm的岩芯。
国外钻井新技术
目前，美国的激光器的种类较多，下面我们以 化学氧碘激光器为例简单介绍激器的工作原理 和工作过程。激光产生的原理和过程是，当碱 性的过氧化氢与氯气混合时产生激发状态的氧 （称为氧独态），反应的副产品是盐水。当氧 独态与液态碘化合时使分子碘离解为原子碘， 同时产生激发状态的碘。受激碘的激化幅射将 电子转移到原子碘并依次释放光子。
2021/6/21
中国石油集团经济技术研究中心
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岩石吸收激光的原理如下：
：
1.岩石的低反射特性导致激光辐射与岩石的有 效耦合；
2.激光能量在岩石中的深穿透导致岩石对激光 能量的体积吸收；
3.岩石的低导热性有利于岩石的加热和升温。
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激光器的工作原理
2021/6/21
中国石油集团经济技术研究中心
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中国石油集团经济技术研究中心
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4. 一氧化碳激光器
一氧化碳激光器以4.9～5.8µm的波长运作。它也能以 CW或RP两种方式运作，可以达到200 kW的平均功率， 脉冲宽度在1～1000之间。波长是激光器的一项重要 参数，因为当激光辐射的波长变短时，激光等离子 体的表面屏蔽作用会降低。
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双梯度钻井方法
双梯度钻井使用直径较小的回流管线从海底把钻 井液和钻屑循环到井口。隔水管内充满海水。 防喷器组的顶部有一与旋转头类似的设备，其 作用是把隔水管中的钻井液从海水中分离出来。 设置在海底的钻井液升举系统通过回流管线把 钻井液和钻屑输送到井口的泥浆系统
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氧碘激光器适合于油气钻井的主要特点是：
伊拉克格拉芙油田Mishrif储层长筒取心技术
伊拉克格拉芙油田Mishrif储层长筒取心技术苏洋【摘要】格拉芙油田Mishrif储层渗透率高,钻井过程中压差卡钻和井漏等井下故障频发,并且地层夹杂泥灰岩和黄铁矿,取心时很难保证取心收获率和取心质量.在分析该油田地层特点和取心技术难点的基础上,制定了适用于Mishrif储层的长筒取心技术措施:设计采用泄压式铝合金内筒和具有防倒扣功能的内筒稳定装置,以提高取心收获率;应用滑轮组吊装系统和岩心伽马扫描技术,以实现岩心的快速高效处理.格拉芙油田3口井的取心作业共计取心309.00 m,平均取心收获率达到92.50.应用结果表明,该长筒取心技术有效解决了格拉芙油田Mishrif储层的取心技术难题,对今后中东地区Mishrif储层的取心作业具有一定的参考借鉴作用.%Due to high permeability,differential pressure sticking and lost circulation are often occurred in the Mishrif Reservoir of the Garraf Oilfield during the course of drilling.In addition,the Mishrif Reser voir contains marl and pyrite,which makes it extremely difficult to ensure desirable core recovery and coring quality.On the basis of analyzing the formation characteristics and coring technical difficulties in the oilfield,a long barrel coring technique appropriate for the Mishrif Reservoir has been developed,nd designed the aluminum alloy inner barrel with pressure relief function,as well as inner barrel stabilizer with protection against back off,which raised the core recovery.Application of the pulley hoisting system and the core gamma scanning technique has resulted in fast and high efficient core processing operations,and performed total coring footage of 309.00 m in three wells of Garraf Oilfield,with average core recovery up to 92.5％.Results of theapplication demonstrated that the coring technique can effectively solve the technical problem of coring in Mishrif Reservoir of Garraf Oilfield,and provide certain reference of coring operations in Mishrif Reservoirs of the Middle East in the future.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2017(045)005【总页数】6页(P30-35)【关键词】长筒取心;取心钻头;泄压式内筒;Mishrif储层;格拉芙油田【作者】苏洋【作者单位】中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院,辽宁盘锦124010【正文语种】中文【中图分类】TE244;TE921+.3格拉芙油田位于伊拉克南部,主要有Mishrif层、Zubair层、ratawi层和Yamama 层等4个油层[1]。
国外钻头新技术
能保持高的机械钻速。此外 ，这种钻头还开有 １ 个 辅助水眼，在注水泥作业时打开，保证水泥以希望
定 向工 具 组 合 和 造 斜 器 在 ０ ４ ｍ ３ ６ ｍ套 管 内 、 深 测
新型套 管开窗铣钻 工具
在对现有井眼进行侧钻作业中 ， 套管铣鞋的金 属切削元件很快就能磨穿套管 ，然后起钻更换常规
钻头钻出一个 足够 长的导眼 ，以使钻新地层之前 ， 旋转导 向钻井总成能够全部下入导眼内。这一次额
小时的时问，增加了作业费用 。 美国贝克石油工具公司和休斯克里斯坦森公司 联合开发了一种名为 Ｐｔ Ａ Ｅ ａ Ｍ Ｋ Ｒ的既可铣套 管又 ｈ 可钻地层的新 型套管开窗铣钻工具 （ Ｉ ，这种 图 ） 铣钻工具使用特 殊的 Ｐ Ｃ切削齿 ，对金属 和地层 Ｄ 都能进行有效切削。
次作业省去了为增斜而进行的 １ 次起下钻 ，节省了 大 量时 问 和费用 。
泥 。随后 ，又下 了 １只 ￣７ ． ｍ 套 管 钻 头 和 尾 １ １５ｍ
司近年来相继开发 出许 多钻 头新技术。重点介绍新型 Ｐ Ｃ小井眼双心钻头、牙轮双心钻头、套管 Ｄ 钻头、新型套管开窗铣钻工具和两翼满眼稳定器。这 些新型井底钻 井工具都 有其独持之处，适应 于套 管开窗作 业、双心钻井作业和套管钻井作业等各种场合 ，可提高钻井效率，值得借鉴。 关键词 钻头 新技术 发展水平 近年来 ，国外许多钻头公 司相继开发 出许多钻 头新技术 ，主要包 括 Ｐ Ｃ钻头 、牙轮钻头 、双心 Ｄ 钻头 、套管开窗工具 、套管钻头和稳定器等 。这些 新技术适应了当今新的钻井系统和不断变化的现场 环境的要求 ，为钻井行业解决许多难题。笔者重点 介绍新型ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ管开窗铣钻工具、套管钻头 、两翼满眼 稳定器 、 牙轮双心钻头和新型 Ｐ Ｃ双心钻头。 Ｄ
胜利油田钻井院取心技术伊朗创纪录
的６ ９ ． ６ ％最大收获率高出 １ ６ 个百分点。
周吉平 赴川 渝看望慰 问为抗 震救灾做 出突出贡献 的 单位 和员工 时强调
（ 梁子 波）
（ 全攀峰）
口、 进尺 ２ ３ ． ３ 万米、 实现产值 ３ ． ７ ５ 亿元。 ５ 月１ ２ 日， 在得到蒙方施工许可后 ， 大庆钻井三 公 司率先 打 响 了 ２ ０ １ ３ 年蒙 古 国项 目的 “ 双 响炮 ” ， 连
续七年实现塔木察格区块第一个进关 、 第一个开钻。 据了解 ， 大庆钻探钻井三公司开 测 井 技 术
２ ０ １ ３ 年６ 月
根， 占总根 数 的 ９ １ ． ３ ％。对 于一 口未 生产 的井来 说 ，
油套管腐蚀、 穿孔 、 断裂的位置与状况。 （ ３ ） Ｍ Ｉ Ｔ 对油管腐蚀检测具 有较高的精度 ， 但 在油 泥多 、 结 蜡严 重 的井段 无法 准确 测 量套 管 内径 变化 ， 受井 况影响较大 。建议在测井前进行 通洗 井， 以确保Ｍ Ｉ Ｔ测量精度。 （ ４ ） Ｍ １ ｆ ｒ 测量时受本身和测量管柱外部环境影 响， 例如外层套管 、 套管外扶正器等 ， 会影响到仪器 的测量精度和效果 ， 建议测井前要做好井况调查。 （ ５ ） Ｍ Ｔ Ｔ 可 以定量计算套 管壁厚， 并 可应用于
进尺 ９ ３ ９ ． ５ ２米 ， 总心 长 ８ ０ １ ． ０ １米 ， 平 均 收 获 率 ８ ５ ． ３ ％， 比伊 朗当地 Ｏ Ｅ Ｏ Ｃ 取 心公 司在雅 达油 田创造
蒙古国市场是大庆钻探“ 走出去” 战略发展主战 场 之一 。２ ０ １ ２ 年， 这个公 司在 蒙古 国市场完井 ９ ２
５ 结 论
（ １ ） Ｍ Ｉ Ｔ 可 以精细的描述井下管柱 内部的腐蚀 损伤情况 ， Ｍ Ｔ Ｔ 能探测到油管 的外壁损伤情况 ， 二 者结合 ， 可以更全面的描述井下管柱的整体情况。 （ ２ ） Ｍ Ｉ Ｔ ／ Ｍ Ｔ Ｆ 能对单层油、 套管 的厚度及腐蚀 程度等进行相对定量描述 ， 并能定量评 价油 、 套管
国内外钻井新技术
连续管钻井技术
2、连续管钻井地面配套设备的重大改进 • 改进型连续管注入头 • 数据采集系统 • 工艺控制系统 • 电缆安装系统 • 特制设备
3、连续管钻机的设计创新
1）Galileo连续管钻机
贝克休斯公司的Galileo 连续管钻机采用模块化设计， 钻机作业可由计算机控制。 该混合钻机可用连续管或钻 杆进行常规侧钻、过油管侧 钻、欠平衡钻井、小井眼勘 探钻井等多种作业
套管钻井技术把钻井和下套管合并成一个作 业过程，钻头和底部钻具组合的起下用钢丝绳在 套管内进行，不再需要常规的起下钻作业。
套管钻井技术的适用情况
套管钻井为在一些复杂和特定条件下钻井提供了一种可选择的 方案，但并不能完全取代常规钻井，套管钻井特别适用于下列情况： １）易坍塌、不稳定及不确定地层； ２）低压易漏失地层； ３）高压地层； ４）边远、海上及交通不便地区钻井； ５）在陆地钻井时，适合3000米以内的软到中软地层；
。 钻井系统并投入商业应用
连续管超高压钻井系统 高压射流切割出的沟槽
高压装备
• 高压马达（68.95MPa） • 高强度连续管
壁厚:5.16mm 外径:50.8mm 破裂强度:136.52MPa
• 高压钻头 • 高压水龙头（103.43MPa)
三、国外创新钻井技术
（一）自动化（闭环）钻井技术 （二）套管钻井技术 （三）连续管钻井技术 （四）实体膨胀管技术 （五）三维可视化钻井技术
• 兰德马克公司三维实时可视化钻井软件 • BP可视化中心的三维可视化钻井设计软件 • BP可视化中心的三维可视化“侧钻优化工具”
三、国外创新钻井技术
（一）自动化（闭环）钻井技术 （二）套管钻井技术 （三）连续管钻井技术 （四）实体膨胀管技术 （五）三维可视化钻井技术 （六）反循环钻井技术
国外水平井新技术
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闭环钻井钻具组合示意图 1-导向翼；2-近钻头倾角、启动模块；3-转换器、脉冲发生器，油泵；4-转 换器和下行模块；5-内存模块；6-振动模块；7-电池模块；8-主模块/定向模 块；9-非旋转导向模块；10-脉冲发生器/转换器短节；11-稳定器；12-多传 播电阻率/伽马测井短节；13-非磁钻杆
中国石油大港油田集团有限公司
CNPC DAGANG PETROLEUM
国外 水平 井钻 井完 井技 术新进展
徐 学 军
中国石油大港油田集团有限公司
CNPC DAGANG PETROLEUM
1、随钻测量/随钻测井（MWD/LWD）新技术
20世纪70年代出现的随钻测量仪，能够实时测量井斜、方位、井下扭矩和钻压， 随着80年代以来水平井和大位移井的兴起，MWD/LWD技术也取得了很大进展，随 钻测量由最初的随钻定向测量发展到现在的随钻测井。出现了随钻电测井、随钻 声测井以及随钻核磁共振测井等。 随钻测量/随钻测井(MWD/LWD)技术发展迅速，已研制了适用于各种井眼尺寸 的MWD/LWD工具。其测量参数已逐步增加到近20种钻井和地层参数，目前， 传感器离钻头尚有1～2米的距离。新的仪器化钻头。
中国石油大港油田集团有限公司
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6、可调导向马达
Inclination control in rotary mode
Less time spent in oriented mode Enables extremely long horizontal / tangent sections, longer bit runs Fewer trips for BHA changes
国外控制压力钻井新技术及其应用
国外控制压力钻井新技术及其应用摘要：随着已发现油气资源的日渐衰竭，对更深更复杂地层的勘探开发活动越来越多，而在钻探这些深层复杂地层时，常常出现许多如井涌、井漏、有害气体泄漏、卡钻、起下钻时间过长等钻井复杂问题，根据国内外石油专业人员估计，通过常规钻井方法，不能开发的油气资源达70%左右，因此先进的钻井新工艺新技术是推动油气勘探开发工作快速发展的重要手段之一。
对此如果在钻进过程中对井下压力实施有效控制则可以较好地解决这些复杂情况。
控制压力钻井(MPD)技术就是可以缓解上述复杂情况的有效方法。
本文通过调研分析总结，主要介绍了控制泥浆帽压力钻井技术（CMC），双梯度钻井技术（DGD）和钻井液微流量控制钻井技术（MFC）三种控压钻井技术。
并且分析了其技术原理，相应的钻井装备以及各自的技术优越性，给我国压力管理钻井技术提供了较好的理论支持。
关键词：控压钻井，控制泥浆帽压力钻井技术，双梯度钻井技术，钻井液微流量控制钻井技术，优点Foreign Managed Pressure Drilling New Technology and Its ApplicationYuan Jian bo1(1.China University of Petroleum (Beijing), Changping Beijing 102249)Abstract:With increasing oil and gas resources have been found failure, deeper and more complex formation on the exploration and development activities are more and more complex in the drilling of these deep strata, it is often the emergence of many such wells Chung, circulation, hazardous gas leakage, sticking, drill too long since the complex issues such as drilling, according to professional estimates of oil at home and abroad, by conventional drilling method, not the development of oil and gas resources 70% and therefore the new technology of advanced drilling technology is to promote the rapid development of oil and gas exploration and development one important means. If this process of drilling of the well pressure to implement effective control can better address these complexities. Controlled pressure drilling (MPD) technology can ease the complexity of the situation is an effective method. This paper analyzed and summarized research, mainly introduced to control the pressure mud cap drilling technology (CMC), dual-gradient drilling (DGD) and the fluid flow control micro-drilling technology (MFC) of three controlled pressure drilling technology. And analysis of the technology principle, the appropriate drilling equipment, and their technical superiority, stress management to China's drilling technology provides a better theoretical support.Keywords:Managed Pressure Drilling , Controlled Mud Cap ,Dual Gradient Drilling, Micro Flow Control System,Advantage1 引言随着全球经济进入后危机时代，石油工业也开始率先恢复，对石油的产量的需求继续增长，然而目前现有老油田的油气资源日渐衰竭，对更深更复杂地层的勘探开发活动越来越多，而在钻探这些深层复杂地层时，常常会出现许多如井涌、井漏、卡钻、起下钻时间过长等钻井复杂问题。
国外ReelWell钻井新技术及其应用
泵入井内, 并从内部钻杆返回 , 从而实现了钻井液的闭环循环。 该技术在井底压力精确控制、 钻 井液微流量控制 、钻压控制、 欠平衡钻井、大位移井钻井、 井眼清洗 、尾管钻井、 海洋深水钻井、 实现单一直径的井身 、提高钻井安全性与作业效率以及有压力挑战性的地层钻进方面具有较大的 潜力和优势 。详细地分析了 ReeW l e ll钻井法的系统组成、 工作原理、 特点及其应用情况 , 并建议 我国要结合实际情况 , 尽快研发适合我国油田开发的相关钻井新技术 。 关键词 R eeW l ell钻井法 双壁钻杆 钻井效率 名 井底压力
罐及其他的辅助装备。 [ 6] RDM 中钻井液的循环原理 ( 见图 2): 钻井 液从壁双钻杆环形空间进入井筒 , 清洗井眼并携带 岩屑从内钻杆返回地面 , 从而实现了钻井液的闭环 循环 , 这为钻井井底压力的方便、快捷、有效和精 确控制提供了较好的条件和基础。同时 , 由于滑动 活塞封隔了下部钻井液与上部环形空间 , 通过地面 的液压系统给滑动活塞施加压力将整个钻柱向井下 推进 , 这样滑动活塞就用于施加钻压和封隔井底压 力。从而在整个 RDM 的各个子系统的配合下, 可 以实现对井底压力的精确控制, 也为 RDM 在其他 钻井技术中的应用奠定了坚实的基础。 结合上面对 RDM 系统组成的分析 , 该技术实 现的基本工艺原理为
[ 5]
( 结合图 1 和图 2): ∀ 衬
管下入井中, 并悬挂在表面 ; # 下部 BHA 和双壁 钻杆通过衬管下入井中并连接到衬管底部; ∃ 上部 BHA 连接到衬管的顶部; %当钻 头到达井底时就 开始进行钻进; & 上部 BHA 以上环形空间中的流 体不是循环流体的一部分, 但它可以从地面进行增
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石
国外钻井新技术新方法培训讲义PPT
1、不断改进钻头
增强可导向性
提高耐温耐压能力 比如金属密封牙轮钻头
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1、不断改进钻头
个性化设计 个性化设计是钻头技术一个重要的发展趋势。例如，针对页岩地层 推出一些个性化钻头。
除屑快，机械钻 速高
方向控制能力强
钻头稳定性好， 造斜能力强
斯伦贝谢公司的为页岩层水平段 设计的Spear PDC钻头
国外钻井新技术、新方法
杨金华
中国石油集团经济技术研究院 2014年10月
1
汇报内容
一、钻头及破岩方法 二、钻井液 三、井下管材 四、井型 五、Reelwell钻井方法 六、安全环保 七、钻井技术总的发展趋势 八、几点认识
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一、钻头及破岩方法
钻头虽小，意义重大，直接关系到钻井速度、钻井周期和钻井成 本，甚至影响钻井安全。在提速提效方面，改进钻头可以收到事 半功倍的效果，对于深井、超深井尤其如此。当井深超过4500米 时，钻头成本很高，平均每次起下钻前前后后要花一两天时间， 如少用1只钻头，则可节省数十万元人民币，效益非常可观。
常规套管
连续管及连续管作业机
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2、连续套管
主要特点 （1）双壁管：外管壁较薄，内管壁稍厚。 （2）呈W形，同一个滚筒上可以盘绕更多的管子，可减少运 输车次。一个直径3.96米、宽度2.44米的滚筒可以盘绕75/8英 寸的折叠式连续套管1219米。 （3）无常规丝扣接头，可以大幅度提高下套管效率，减少下 套管期间发生井下复杂情况的可能性。
井型的发展方向： 储层接触面积最大化、最优化 多样化、个性化 一井多目标 技 简化井身结构 术 降低开发成本
进 步
多目标井
小井眼
多分支井
大位移井
分支井
国内外钻井新技术26页
二、微钻井技术
美国能源部下属的拉斯阿拉莫斯国家实 验室正在进行微钻井技术的研究，旨在 寻找一种能够大幅度降低油气勘探开发 成本地有效方法。
钻井技术最近的进展、更可靠的、更微 小的电子传感器的研究开发以及微井眼 在勘探和开发中潜在应用的不断扩大， 为开发微钻井技术奠定了基础。
目前研制的微钻井 技术设备全部安装在 一台双排轮的拖车上， 由一台标准的货运汽 车牵引，其主要设备 有动力装置、连续管、 遥测装置等，其钻具 由马达、导向钻具组 成（见图），适于钻 Ø44.5m的井眼。
负压脉冲钻井的技术途径是，钻井液从 高速流道射出时具有很大的动能，只要通 过一个特制的阀（见图）将射流瞬时中断， 就可将这种动能转换成负压脉冲。
负压脉冲系统采用的是瞬时止流阀，该 阀在射流中断的上游产生的是正压力脉冲， 而在下游产生的则是压脉冲钻井就是 通过冲击钻压和降低了的围压的同时结合 而实现的。
三、负压脉冲钻井技术
由美国能源部立项和资助、Tempress技术公司负责 研制开发的负压脉冲钻井系统可以在井底产生强烈 的、周期性的负压脉冲。
该系统结构紧凑，使用时可以安装在常规钻柱上， 用钻井液水力能量驱动，并可与井下马达配合使用。
该负压脉冲钻井系统能够提高常规牙轮钻头、PDC钻 头或金刚石钻头的钻进速度；在水平井钻进中使用， 负压脉冲所产生的水力推进力还能将钻头拉向岩石， 克服常规钻井中水平钻进难以向钻头施加较大机械 推进力的困难，提高水平段的机械钻速，并为使用 连续管进行大位移水平钻进提供条件。
微井眼与普通井眼套 管程序对比
从套管程序的对比来看，微井眼的套管重量减 少了88%，套管成本仅是传统井的14%；
其它成本如动员、运输、井场准备、钻具、 泥浆系统费用等也都可以下降。
海外石油钻井取芯作业操作规程
取芯作业操作规程1人员准备1.1带班队长、司钻、副司钻、井架工、钻工、场地工。
2工具准备2.1吊带、取芯工具、链钳、出芯工具、榔头、吊车等3注意事项3.1做好井口防护工作，防止井下落物；3.2大钳紧扣，注意人员站位；3.3取放转盘补芯选择正确站姿，防止砸伤脚部；3.4佩戴正确的PPE等防护用品;3.5吊装时需专人指挥，操作平稳。
4取芯工具的选择和检查4.1根据地层以及井身结构的情况，正确选择合适的取芯工具及钻头,入井前拍照取像;4.2新取芯工具,应全面检查,涂油和紧扣；测量内外径和丈量长度，检查内外筒无咬扁,无裂纹,无严重环槽,丝扣完好;4.3检查水眼是否畅通,球座内不能有钢球;4.4悬挂轴承转动灵活,其本身的轴向间距应小于4毫米;4.5安全接头的磨擦环、螺纹完好，“O”型密封圈无损伤;4.6旋转总成转动灵活;4.7卡箍岩芯爪敷焊的炭化钨颗粒均匀，弹簧片岩芯爪弹性良好。
弹性适中,自由状态时,内径应比取芯钻头进芯孔径小1.5-3mm;4.8稳定器外径不得大于取芯钻头的最大外径，但又不得小于取芯钻头外径4mm。
5取芯工具组装5.1取芯工具组装时，不装钢球,待下钻完毕，循环钻井液冲洗筒后，从钻杆水眼内投入一个规定尺寸的钢球，球落座后开始取芯钻进;5.2取芯工具在场地上组装时，上紧选用的岩芯爪组合件和差值短节，带上护丝，用提升短节将工具吊上钻台，外筒上好钻头，按下钻铤的方法下入井;5.3用内筒卡盘卡住内筒，并座在外筒端面上，卸掉提升短节，继上述方法，将所需下井的外筒依次连接。
用链钳上紧内筒组件；5.4依次上紧外筒各道扣，取芯筒上扣扭矩达到工具说明书要求。
将地面组装好的安全接头和旋转总成与内筒内螺纹连接好后，卸掉内筒卡盘下放内筒，最后将安全接头与外筒内螺纹上紧。
岩芯爪座面与钻头内台肩的纵向间隙为8－13mm，否则，必须卸开旋转总成调整间隙。
6下钻6.1下钻前应处理好井内泥浆，使钻井液性能稳定，井眼畅通，无沉砂、无垮塌；6.2检查好地面机械设备及钻具，保证在取芯过程中地面设备与钻具不发生问题而造成取芯中断；6.3尽可能的在前期全面钻进中使用随钻打捞杯，以确保井底干净无断齿等金属物；6.4下钻途中平稳操作，严禁猛刹、猛放和顿钻，遇阻如上下活动不能通过，应开泵循环泥浆，不允许强行划眼通过，避免损坏取芯钻头和掉块卡住内外筒，如无法通过则起钻通井；6.5下钻途中可根据具体情况分段循环泥浆，下至距离井底10m左右开泵循环下放，防井底沉砂。
xdq导向取心钻具的研究与应用
摘 要：导向取心钻孔技术是近几年才发展起来的高新技术。
目前在世界范围内，只有挪威Devico 公司掌握该技术。
导向取心钻进是一种绳索取心钻进，它解决了传统地质勘探绳索取心不能定向造斜的固有缺陷。
本文简要介绍了XDQ 型导向取心钻具的工作原理、技术指标以及生产应用情况。
关键词：地质勘探；定向造斜；绳索取心；导向钻进DOI:10.3772/j.issn.1009-5659.2015.20.0221 导向取心钻进技术现状1.1 国外研究现状在国外，只有挪威Devico 公司拥有导向取心钻孔技术，该公司对外只提供技术服务，不销售产品。
目前，Devico 公司已在世界各地建立六个服务子公司，每年完成各类导向取心钻孔几十个。
除了应用于固体矿产勘查领域，导向取心钻孔技术还可应用于石油勘探、海底地质调查、工程地质勘察以及超前地质预报等领域。
Devico 公司的技术已经成为挪威海底隧道以及中国香港、纽约等大城市地下隧道调查项目的行业标准。
1.2 国内研究现状国内对于地质勘查导向取心孔技术的研究还比较少。
近几年，石油部门和一些地勘单位均做过类似研究，并提交了成果，比如，河南石油钻井公司在安棚油田使用定向取心工具实施岩心划痕，研究油藏地层裂缝的倾角、倾向、走向以及裂缝产；中国地质调查局探矿工程研究所研制的KD 型存储式定向取心工具可以确定地下岩土层和结构面的产状，了解地下岩石的各种物理特征、地应力场，以及预报钻孔的弯曲趋势；大庆“松科1井”应用DX101型岩心定向取心工具确定地下岩层层面和断裂面的产状；以及辽河油田钻井取心研究所研制的定向取心工具在山西煤层气井中应用。
然而，这些研究成果均是在垂直孔条件进行勘查施工，主要功能是岩心刻痕，确定岩层产状和物理特征。
2012年，中国地质科学院勘探技术研究所通过立项地质调查评价项目“地质勘查导向取心钻孔技术示范”，开展导向取心钻孔技术及配套器具的研究。
目前导向取心钻具已经完成样机组装和室内测试，并完成首轮野外生产试验。
科学钻探新技术—随“取心”测井技术
科学钻探新技术—随“取心”测井技术D．Goldberg;李明厚;闵家华【期刊名称】《测井与射孔》【年(卷),期】2004(007)002【摘要】近期开发的随“取心”测井(logging-while—coring)系统是在Oregon 海岸Hydrate Ridge204区块进行海洋钻井工程时实施和试验的。
系统主要由两套现有设备改进而成：斯仑贝谢公司的随钻电阻率测井仪和德克萨斯大学研制的电缆式可回收取心筒与锁具。
这种组合结构可以保证在单个井筒中准确地确定测井取心深度和方位，而且无需起下管柱，节省了作业时间，具有其独特的优越性．2002年7月在Hydrate Ridge南部水深788．5m处进行了试验，以平均32．9％的收获率从1249B井45m长的井段中取出8筒岩心，其中1筒岩心的收获率为67．8％。
井下仪详尽记录了钻开的74．9m层段的高质量测井与成像数据。
测井数据经过处理之后可以与邻近的1249A井的常规测井数据进行对比．在204区块的成功试验表明可以同时完成取心与随钻测井工艺。
2003年，海洋钻井工程将在坚硬的高电阻率地层中应用随“取心”测井技术。
预计在这些区域采用随“取心”测井技术会变得越来越普遍，否则在这些钻井条件困难的地区，会因为钻井时间的限制而取消取心作业。
【总页数】3页(P21-23)【作者】D．Goldberg;李明厚;闵家华【作者单位】不详;胜利测井公司;胜利石油管理局【正文语种】中文【中图分类】TE271【相关文献】1.汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4 S 孔取心钻进技术 [J], 朱旭明;张晓西;翟育峰;赵远刚;项洋;喻西2.汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4孔取心钻进技术 [J], 庄生明;吴金生;张伟;王稳石3.汶川地震断裂带科学钻探项目中取心钻进方法应用的演变 [J], 张伟;樊腊生;吴金生4.我国大陆科学钻探工程实施概况及其取心钻进技术体系 [J], 朱永宜;王稳石;张恒春;闫家;曹龙龙;许洁;孟庆鸿;谈晓丽5.汶川科学钻探PDC取心钻头有限元分析 [J], 唐胜利;孙利海;杨亮;张伟;吴金生;张晓宏;任福建因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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石 油 机 械
2000 年
表 1 列出了国外胶体取心技术所用胶体材料及 材料特性 。
表 1 胶体材料特性
胶体材料 构 成 颜 色 在水里溶性 荧 光
胶体 3 号 聚丙烯乙二醇
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石 油 机 械
2000 年
1min 后释放 。如此重复 5 遍 , 没有漏失发生才能 使用 。
度 , 必须计算钢和铝合金之间不同的热膨胀系数 。
先进的取心装置
1. 卡心指示器 岩心被卡一般很难发现 , 结果会造成很低的岩 心收获率 。当出现岩心被卡现象时 , 卡心指示器 (CJ I) 能及时提醒操作者 。岩心被卡时 , 内筒载荷 增加 , 引起立管压力上升 , 此时操作者应立即采取 措施 , 在岩心被磨损之前将取心工具提离井底 。卡 心指示器是一种发现卡心和避免岩心损失的既便宜 又可靠的取心辅助设备 。 2. 井底分流装置 国外设计的井底分流装置结构如图 2 所示 。这 种装置用取心总成代替标准的压力释放塞 , 可以转 移通过内筒的钻井液流量 , 其作用是 : (1) 为堵孔钢球提供一个合适的位置 ; (2) 减少标准压力释放塞投球和坐球的时间 ; (3) 当标准球不投放时 , 取心前允许清洗内筒。 井底分流装置可以与马达取心工具一起使用 , 并接在投球接头位置 , 允许通过 MWD 测量工具 。 3. 长距离调整装置 每当取心工具在现状
钻井取心是获得地层资料的最直接手段 。技术 人员通过钻井取心获得地层岩样 , 分析地层的渗透 率 、孔隙度以及其它岩石物性参数 , 进而制订合理 的勘探开发方案 。
根据取心目的和作业方式 , 钻井取心可分胶体 取心 (国内称密闭取心) 、常规取心 、随钻取心 、 低污染取心 、马达取心 、保形取心 、高压和液体保 持取心以及小井眼取心等 , 另外还有最新发展的防 卡取心技术 。针对不同井眼尺寸和地层特点设计了 配套的取心设备 。下面就国外比较成熟的取心技术 及配套设备作简要介绍 。
胶体是在下钻之前被装进取心工具里的 , 并且 与钻井液隔离 。在取心过程中胶体被岩心顶替 , 胶 体从岩心和内筒之间的环空向下流动 , 多余的胶体 通过取心钻头喉腔处外溢 , 与钻井液相混 。整个过 程胶体保护着岩心 , 防止钻井液滤液侵入 。
胶体材料是一种不溶解的高分子聚丙烯化合 物 , 它具有很好的润滑性 、耐温性 、高粘度和非失 水性 。其中取心胶体 3 、4 、200 号和润滑 400 号分 别是聚合物和植物油基混合的具有粘性的胶体 。由 于胶体在井下包裹岩心 , 能有效地提高岩心收获率 和岩心的质量 。在岩心开始进筒和以后的过程中 , 包括岩心收取 、地面处理 、运送到实验室和短期储 存 , 胶体一直保护着岩心 。
第 28 卷 第 9 期 ! 国外石油机械 #
石 油 机 械
2000 5年3
国外钻井取心新技术 (一)
许俊良 Ξ 宋淑玲 成 伟
(胜利石油管理局钻井工艺研究院)
摘要 目前国外比较成熟的钻井取心技术主要有胶体取心 、CoreGard 低污染取心 、防卡取 心 、保形取心 、马达取心 、小井眼取心 、液力提升全封闭取心以及 HP/ HT 高压/ 高温取心等 。针 对不同井眼尺寸和地层特点设计了配套的取心设备 , 其中较先进的装置主要有卡心指示器 、井底 分流装置和长距离调整装置 。卡心指示器可在岩心被卡时提醒操作者 ; 井底分流装置可代替压力 释放阀 , 转移通过内筒的钻井液流量 ; 长距离调整装置用于在地面调整井下组合长筒取心工具的 间隙 。
图 1 高压取心工具 1 —压力释放检查阀 ; 2 —铝合金内筒
内筒周围每隔 016m 须使用 2 个压力释放检查 阀 。为确保使用的有效性 , 所用阀在使用前必须通 过压力试验 。试验涉及铝合金内筒的装配段与检查 阀 , 方法是逐渐增加外边的压力至 14112MPa , 稳 压 10min , 然 后 释 放 , 再 增 压 至 14112MPa , 稳 压
塌岩石或膨胀泥岩里取心 , 取心效率可提高 30 % ～50 %。
4. 保形取心技术 贝克休斯公司为各种地层岩心保形提供有效的 内筒和衬筒 。保形取心使用有保护作用的内筒和衬 筒 , 这种保护衬筒在需要时可在井场作伽马测试 , 在回收或处理时保护岩心的完整性 。保形取心工具 有以下优点 : (1) 提高岩心质量和岩心收获率 ; (2) 减少岩心卡心 ; (3) 节省钻进时间 。 保护筒可选用铝合金筒 、玻璃钢筒和塑料筒 , 玻璃钢和铝合金衬筒可代替保形取心的标准内筒 。 为保护岩心在处理和运输期间的完整性 , 可以 铝合金内筒代替钢内筒 。尤其是在高温高压地区更 是有用 , 多节 (每节长 9114m) 铝合金内筒可连接 起来进行长筒取心 , 如接成 18 、27 和 55m , 然后 将充满岩心的衬筒切割 、加盖密封 , 使用多用途的 井场处理设备运到化验室 。 玻璃钢内筒 (每节长 9114m) 也可连接起来进 行长筒作业 , 尤其对于未固结地层和易碎地层取 心 。当井底温度高于 121 ℃时 , 不宜使用玻璃钢内 筒 , 因高温会影响玻璃钢的强度 。 在松软 、易碎易散和未固结地层 , 铝合金 、玻 璃钢或塑料筒可以放在标准钢内筒里面作衬筒 , 确 保岩心的收获率 。 5. 马达取心技术 对于较难取心的地层 , 传统取心工具不能获得 理想的结果 , 在这种情况下 , 可采用井底马达取心 技术 。难取心的地层和井段包括高破碎地层 、硬岩
白 无 弱桔色 (无机的) 假塑性的
胶体 4 号 聚丙烯乙二醇
白 无 弱桔色 (无机的) 假塑性的
胶体 200 号 聚 乙 烯
黑 不 无 ———
流变特性
密度 (g/ cm3) 最高循环温度
适用地层
在 618～17s - 1的剪 切速率下粘度
为 2412～819Pa·s 1121
10414 ℃ 硬～中硬地层
比胶体 3 号 的粘度低
1114 10414 ℃ 低温中硬地层
室温下为固体
——— 14819 ℃ 高温中硬地层
润滑 400 号 植 物 油
黄 无 弱兰～白 假塑性的
比胶体 3 号 的粘度低
1103 23212 ℃ 高温软 、松地层
2. CoreGard 低污染取心技术 CoreGard 低污染取心技术是指在岩心形成时减
Ξ 许俊良 , 高级工程师 , 生于 1956 年 , 1984 年毕业于胜利油田职工大学钻井专业 , 1994 年毕业于山东省电视大学英语专业 , 现从事钻 井取心工具的研制与应用工作 。本刊通讯员 。地址 : (257017) 山东省东营市 。电话 : (0546) 8552934 或 8772430 。
结的岩心极其可靠 , 它还适用于破碎或易于卡心的 地层 。液压提升设备可与铝合金和玻璃钢内筒配合 使用 , 也 可 与 常 规 的 和 螺 纹 加 强 的 取 心 筒 配 合 使用 。
8. HP/ HT 高压/ 高温取心技术 从高压井眼里安全而成功地获得岩心 , 需要将 岩心筒长度限制在 9114m 内 , 这是由于被圈闭着的 气会引起事故 。 在内岩心筒卸扣期间 , 悬挂着的岩心筒可能会 终止卸扣而突然冒气 , 引起伤害 。把岩心提到地 面 , 内岩心筒里的圈闭高压气体可能爆炸 。如果在 两个低渗透性的页岩夹层间圈闭的是高压沙岩 , 这 种情况发生的机会较多 。解决这一高压的简易办法 是在内岩心筒上钻孔 , 但是 , 如果作用在岩心顶部 的液体压力增加 (如提升内岩心筒时) , 这种方法 取心成功的把握并不大 。 鉴于此 , 贝克休斯公司设计了一种 “永久孔” 技术 , 借助某种方式控制这些高压流体 , 即使在高 压井里进行长筒取心也能成功 。在铝合金内岩心筒 钻孔使用了压力释放检查阀 (见图 1) 。这种检查 阀由小球和球座组成 , 在取心钻进期间允许内岩心 筒里的静水压力流出孔 , 防止循环钻井液进入内岩 心筒 , 而在起钻时允许高压空隙流体安全流出 。
少钻井液滤液对岩心的侵入 , 这种取心方法有 3 个 技术关键 。
(1) 低侵入钻井液 使用类似碳酸钙来提供固 体架 , 在岩心上迅速形成泥饼 , 这种泥饼在岩心的 外表面产生保护膜 , 来防止滤液侵入岩心的空隙 。
(2) 低侵入取心钻头 特殊设计的低侵入取心 钻头的结构特点是顶部设有排屑槽 , 在钻头喉部没 有保径切削齿 , 顶部为抛物线冠部轮廓 , 大 PDC 切削片 , 顶部排屑槽流向通过切削齿 , 远离形成的 岩心柱 。低污染取心钻头的抛物线轮廓和大切削片 减少了切削面积 , 提高了机械钻速 。没有喉部保径 齿干扰 , 泥饼作为岩心进入内筒 , 这些特点允许泥 饼保留而不影响进心 , 而且具有抗回旋性能 。
国外取心技术
1. 胶体取心技术 胶体取心可以保护岩心和提高储层资料的真实 性 , 其应用范围较广 。这种取心方法有利于复杂的 岩性分析和储层评价 , 可采用标准取心设备取心 。 在取心开始前 , 胶体与钻井液是不相混合的 , 一旦形成岩心 , 胶体就被进入内筒里的岩心顶替出
来 , 岩心裹在胶体内被保护起来 , 以防止钻井液侵 蚀 。在整个取心过程中 , 岩心一直被高粘度 、非侵 入的保护介质保护着 。国外设计的胶体取心设备 , 不仅取心钻进时减少钻井液浸污 , 而且在地面回收 处理和运输期间也可防止岩心污染 。经过岩心减压 装置处理增加了岩心的完整性 , 获得带有湿度和含 水饱和度的更有价值的岩样 。
第 28 卷 第 9 期
许俊良等 : 国外钻井取心新技术 (一)
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石地层 、水平井段 、侧向井段以及钻柱旋转可能引 起套管和钻杆损坏的弯曲井眼 。井底马达取心技术 在这些难取心的地方应用范围很广 , 新发展的大功 率马达带动取心工具一次可取 90m 长的岩心 。
马达取心技术的优点是 : (1) 为取心钻头提供平稳的扭矩 ; (2) 减小钻压 ; (3) 减少钻头引起的地层破碎 ; (4) 提高机械钻速 , 增加钻头扭矩 。 取心前在马达和取心筒间必须连接专门的投球 接头 。同时将一种新研制的井底分流装置放在取心 筒的总成里 , 特殊的马达取心可以使用空气或泡沫 代替循环液 。 6. 小井眼取心技术 对于 10418～12017mm 的小眼井 , 通常采用特 殊工具取心 。贝克公司的 350P 标准小井眼取心工 具 , 具有与 250P 系列常规取心工具相类似的双筒 和悬挂接头总成结构 , 但没有安全接头 。正常钻进 使用钻井液马达 。这种规格为 8819mm ×4415mm × 9114m 的 工 具 适 用 于 旋 转 钻 柱 钻 进 或 者 柔 性 管 钻进 。 贝克公司的另一种小井眼取心工具为 9513mm ×5018mm 的 Modalar 取心装置 (MCS) , 它与井下 整体马达一起使用 , 可提高机械钻速 , 减小扭矩 。 7. 液力提升全封闭取心技术 油田的许多产层是未固结的 、破碎的类似水泥 型的或者与稠油混在一起的难取心地层 。这种地层 由于岩心强度较弱 , 使用常规的岩心爪难以抓住岩 心 , 未固结的岩心堆积使标准岩心爪失败 。除此之 外 , 标准岩心爪可能破坏岩心 , 造成卡心 。 采用液力提升全封闭取心技术 , 可消除固结性 差地层的取心收获率低的问题 。这种技术的配套设 备的优点是 : (1) 由于岩心爪完全隐藏在光滑的钢衬筒之 外 , 所以岩心毫无阻力地进入衬筒 ; (2) 全封闭岩心爪利用液力提升钢衬筒 , 可活 动的蛤盖完全封闭内筒 ; (3) 备用的岩心爪是弹性岩心爪 , 它对成柱性 岩心起到抓住岩心而割断岩心的作用 。 平滑的岩心进入内筒 , 避免了岩心的破坏和钻 头喉部的卡心 , 全封闭岩心爪完全封闭岩心筒和抓 住成柱性差的岩心 。实践证明 , 这种设备对于未固