液动冲击钻井技术发展与应用现状_付加胜

完井技术国内外发展现状分析

完井技术国内外发展现状分析 第1章前言 1.1 现代完井技术发展现状 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油气层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。完井设计水平的高低和完井施工质量的优劣,对油气井生产能否达到预期指标和油田开发的经济效益有决定性的影响。 近十多年来,国内外完井均有了较快发展,并已发展成为独立的学科。除常规井完井技术日益完善外,其他特殊井完井也得到了很大发展,如水平井完井、复杂地质条件下的完井、小井眼完井、分支井完井、深井超深井完井、现代智能完井、膨胀管完井等。国内在完井技术方面虽然取得了一些进步,但是与国外相比,完井技术还有很大差距,特别是在不同储层选择合适的完井方式、水平井完井、欠平衡井完井、小井眼完井、分支井完井,从而影响了油气井的产量及经济效益。 1.2 本文的主要研究内容 1．查阅现代完井技术方面的文献，对各种完井技术现状进行综合性分析： (1)射孔完井技术； (2)割缝衬管完井技术； (3)砾石充填完井技术； (4)膨胀管完井技术； (5)封隔器完井技术； (6)智能完井技术。 2. 调研国内外最新完井技术现状，重点分析国内外现代完井技术现状、最新进展、应用成果以及发展趋势等,并对国内完井技术方案实施的可行性和完井技术的研究方向作初步预测和探讨。

第2章常规完井技术 完井方式的选择主要是针对单井而言。虽单井属于同一油藏类型，但是所处构造位置不同，所选定的完井方式也不尽相同，如油藏有气顶、底水，若采用裸眼完成，技术套管则应将气顶封隔住，再钻开油层，而不钻开底水层。若采用射孔完成，则应避射气顶和底水。又如油藏有边水，套管射孔完成时，油田开发要充分利用边水驱动作用，避射开油水过渡带。下面主要介绍常用的几种常规完井方式[1]。 2.1 裸眼完井技术 裸眼完井方式分先期裸眼完井方式、复合型完井方式和后期裸眼完井方式三种。 先期裸眼完井方式（如图2-1）是钻头钻至油层顶界附近后，下套管柱水泥固井。水泥浆上返至预定设计高度后，再从套管中下入直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井身完井。 复合型完井方式（如图2-2）是指适合于裸眼完井的厚油层，但上部有气顶或顶界邻近又有水层时，可以将技术套管下过油气界面，使其封隔油层的上部，然后裸眼完井，必要时再射开其中的含油段。 后期裸眼完井方式（如图2-3）是不更换钻头，直接钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层顶界附近，注水泥固井。固井时，为防止水泥浆损害套管鞋以下的油层，通常在油层段垫砂或者换入低失水、高粘度的钻井液，以防水泥浆下沉。 图2-1 先期裸眼完井示意图 1—表层套管 2—生产套管 3—水泥环 4—裸眼井壁 5—油层

旋转导向钻井技术新进展

旋转导向钻井技术新进展 旋转导向系统(RSS)是在钻柱旋转钻进时，随钻实时完成导向功能的一种导向式钻井系统，是20世纪90年代以来定向钻井技术的重大变革。RSS钻进时具有摩阻与扭阻小、钻速高、成本低、建井周期短、井眼轨迹平滑、易调控并可延长水平段长度等特点，被认为是现代导向钻井技术的发展方向。 在RSS出现以前，多采用由泥浆马达驱动的滑动导向钻井系统实施导向钻井。该系统的特点是在钻井过程中钻柱不旋转，而是沿井壁轴向滑动，并通过滑动导向工具改变井眼的井斜角和方位角，从而控制井眼轨迹。旋转导向系统与滑动导向钻井系统相比，具有钻速快、井眼质量高、降低压差卡钻风险、可清洁井眼等优点。 旋转导向系统按其导向方式可分为推靠钻头式(Push the Bit)和指向钻头式(Point the Bit)两种系统。下面将通过对市场上最新型RSS系统的介绍，展示旋转导向钻井技术的进展。 1. AutoTrak X-treme系统 AutoTrak X-treme系统是由井下钻井马达驱动的旋转导向系统。其最大的优势是将普通转盘式RSS最高250rpm的转速提高到400rpm。该系统由旋转闭环导向系统Auto Trac和高效钻井马达X-treme组合而成。其特殊设计的模块化结构可以允许BHA持续高速旋转，而X-treme马达的设计也解决了导向数据通过马达传输的问题，真正实现了精确、实时的近钻头导向。 2. Revolution RSS Revolution旋转导向系统是一种“指向”式的旋转导向系统，导向的主要组件为不可旋转的套筒稳定器、近钻头旋转稳定器和旋转传动轴(drive shaft)。地面导航设施接收到泥浆脉冲传输的LWD信号后确定偏移方向和偏移角度，使传动轴产生偏移。传动轴在套筒稳定器中运转，将扭矩和载荷传递至钻头，“指引”钻头向既定方向前进。近钻头旋转稳定器起到支点的作用。 3. 3D旋转导向系统——Pathfinder RSS Pathfinder 3D旋转导向系统实现了在冲蚀井眼中的定向钻进。一般的旋转导向工具依靠与井壁的直接接触来施加导向力，或者通过这种接触来维持导向部件的稳定。Pathfinder RSS 采用特殊设计的导向垫块最多可以伸长1in，使121/4in的井眼工具在13in的井眼中仍能与井壁接触。 4. PowerDrive系统 PowerDrive旋转导向系统是通过高速旋转同时导向来进行钻进的，然而高速旋转下的定位比较困难。斯伦贝谢公司的PowerDrive采用了在RSS内部安装不旋转组件的方法解决该问题，因其外部钻杆始终处于旋转状态而大大提高了钻速。“让每个接触井壁的部分都在转动”的思想是斯伦贝谢旋转导向系统的核心，也是优于其它RSS系统的根

国内外海洋工程技术的现状及发展趋势

国内外海洋工程技术的现状及发展趋势 海洋工程技术是造船界关注的技术领域之一,世界上现代化的一流船厂都把高新技术船舶与大型海洋工程结构物作为其纲领性产品。海洋工程技术涉及的领域很广，包括海洋发电技术、海洋钻探技术、海水淡化技术、海洋油矿开采技术、海岸风力发电技术、海层探测技术、海洋物质分离技术、海水提炼技术、海洋建筑设计等。海洋发电技术包括：海水发电、海洋风力发电、潮汐发电、温差发电等。海洋钻探技术包括：海洋油井开发、海洋矿石开采等、海水淡化技术包括：太阳能净水、工业净水等。海洋物质分离技术包括：海水金属分离、轻水物质提炼等。能源开发、资源开采等领域海洋工程技术数目众多，未来人类利用和保护海洋是个新新话题。 随着近年来海洋开发“热”的升温，特别是专属经济区资源勘探和开发的实施，海洋工程技术得到了迅猛发展。 ——在潜水器技术方面。目前世界上建造的载人潜水器超过160艘，无人潜水器超过1000艘。日本继1989年建成深海6500 米载人潜水器“SHINKAI6500”以后，于1993年又建成了世界上第一艘潜深10000米的无人潜水器，用于深海矿产资源和海洋生物资源的调查研究。经过“七五”和“八五”的工作，我国的潜水器技术有了很大的发展。在无人潜水器方面，某些项目已经达到国际水平；在载人潜水器方面，潜深600米的“7 1 03”深潜救生艇是我国第一艘载人潜水器，还有300米工作水深的“QSZ—II型双功能单人常压潜水装具系统”、潜深150米的鱼鹰I号和双功能的鱼鹰II。综合国内从事潜水器开发的各院校、研究院和研究所的力量，我国已具有开发深海载人潜水器的技术能力。

——在海底管线埋设、检测和维修技术方面。我国海底电缆的铺设已有几十年的历史，第一条国际通讯电缆于1976年完成，1993年成功研制出MG一1型海缆埋设犁，并于同年成功完成中日光缆的埋设任务。上世纪80年代开始，英国SMD(Soil Machine Dynamics Ltd．)公司和Land& Marine Eng．公司建造了不少拖曳式埋设系统。而美国的海洋系统工程公司为AT&T研制的SCA- B号埋设机是一种ROV型(水中航行型)的埋设机。可在1850米深用喷水的方式埋设电缆至地下0．6米，可以取出埋深在1．2米以内的电缆，埋设电缆直径为300毫米。履带爬行自走式、带有不同功能挖掘机构的埋设机是海底管道及电缆的埋设技术的发展趋势。在这种履带车载体上通过更换不同的挖沟机械，装备各种探测设备后，既能在沙泥底中进行埋设作业，也能在软岩底中进行埋设作业；既能铺设又能跟踪、挖掘、检修、复埋；既能在水下，也能在浅滩或滩涂工作。目前，这种自走式埋设机已有20多台。 作为开发海洋资源的一种活动，海洋空间利用已有相当长的历史，最早利用海面空间是两千多年前的海上交通运输。然而直到20世纪60年代，由于海洋工程等技术的逐步提高，以及城市化、工业化的迅速发展，导致陆上用地日趋紧张，使人们更加重视海洋空间的利用。海洋空间资源的开发利用可分为几个方面。第一、生活和生产空间；第二、海洋交通运输；第三、储藏和倾废空间；第四、海底军事基地。 解决海洋空间利用的工程技术问题也是近年来海洋工程界研究的热点。 国外研究现状 (1)超大型浮式海洋结构的研究。 在这方面，目前进行最广泛和深入的是日本和美国。日本于1999年8月4 日在神奈川县横须贺港海面上建成—个海上浮动机场。这个浮动机场于1995年开始研制，它由6块长380米、

阐述高效破岩前沿钻井技术

阐述高效破岩前沿钻井技术 摘要：本文着重介绍当前一些主要的高效破岩钻井技术，分析结果表明：高压水射流破岩技术、旋冲钻井破岩技术等传统破岩技术在一定时间仍将是高效破岩钻井技术的主体，而激光钻井破岩技术、电子束破岩技术等新型高效破岩钻井技术处于探索阶段，但会逐渐成为钻井破岩技术的发展方向。 关键词：高效破岩破岩效率钻井 破岩技术是油气钻井技术的核心内容，破岩效率的好坏直接决定着钻井速度和成本，更决定着钻井工程的经济效益。而现有的旋转钻井方式在提高机械钻速的能力方面是有限的，因此研究高效破岩钻井技术势在必行。 随着现代科学技术的发展，高效破岩技术出现了一些新的发展趋势。本文综述了高效破岩前沿钻井技术的发展，介绍了几种广泛应用的高效破岩技术以及它们的特点，并展望了高效破岩钻井技术的未来与发展趋势。 一、旋转钻井高效破岩方法 1.欠平衡钻井破岩技术 欠平衡钻井技术是采用井筒负压的钻井技术，是降压差提高机械钻速最有效的方法。欠平衡钻井过程中由于钻头端面上液柱压力减小，正在被钻的岩石更易破碎；另外，低密度的循环液体有助于减少“压持效应”，使钻头继续切削新的岩石而不是重复碾压已破碎的岩石，减少了岩屑的重复破碎现象，能够有效地破碎岩石。欠平衡钻井的这一技术优势在钻水平井和大尺寸、长井段井眼时表现得尤为突出。 2.旋冲钻井破岩技术 旋冲钻井技术是在旋转钻井基础上发展起来的钻井新技术，其方法是在转盘钻进的基础上再加上１个冲击器；其原理是在旋转钻井的同时，接在钻头上端的冲击器在高压气体或钻井液的推动下，促使冲锤上下往复运动冲击钻头，在冲击动载和静压旋转联合作用下，岩石裂隙扩展，形成大体积的岩石破碎。应用旋冲钻井技术可以减少钻挺使用和钻柱的弯曲、磨损与疲劳破坏及井下事故，提高井身质量。冲击点密度大增加，冲击破岩产生体积破碎，两相邻点的冲击波可相互重叠，破碎区相连，从而大大提高了岩石破碎效率，消耗功率较低，产生的较大岩屑有利于地质录井。在不增加任何设备的情况下，提高了钻深能力。实现旋冲钻井的主要手段是冲击钻具，在不需要改变任何设备的前提下实现石油钻井。在石油钻井领域研究应用最多的还是气动（又称空气锤）和液动冲击器２种。 2.1液动旋冲钻井技术 液动冲击器只需串联于井下钻具组合中即可实现液动旋冲钻井。1900-1905年，俄国工程师Ｂ·沃尔斯基-第１位液动冲击钻具理论研究者，设计了几种石油钻井液动冲击器。目前，国外许多公司在液动冲击器方面的研究都处于先进水平，其中有美国Smithtooll公司、Undergauge公司、AWDS公司、Sperry钻井服务公司和德国克劳斯塔尔工业大学、日本TONEＥ公司、挪威国家石油公司等，其研究主要以各类阀式冲击器为主。 2.2气动旋冲钻井技术（空气锤钻井）加拿大一项使用气动旋冲钻井技术的现场记录表明，用166个纯钻时，钻深可达1738ｍ。目前，美国英格索兰公司在空气锤钻井技术领域处于领先地位，能生产多达40余种气动冲击器，钻孔范围90~1980mm；同时其研制了多种类型冲击钻头和比较成熟的配套设备，能适

浅谈石油钻井技术现状及发展趋势

浅谈石油钻井技术现状及发展趋势 发表时间：2016-11-08T16:40:45.743Z 来源：《基层建设》2015年11期作者：于洋 [导读] 摘要：石油在我国国民经济的发展中占据着重要的能源地位，对于促进我国的国家经济的发展有着极为重要的影响。石油钻井技术能够有效改善对于石油开发上面发挥着重要的作用。 中国石油集团长城钻探工程有限公司辽河分部东部HSE监督中心 摘要：石油在我国国民经济的发展中占据着重要的能源地位，对于促进我国的国家经济的发展有着极为重要的影响。石油钻井技术能够有效改善对于石油开发上面发挥着重要的作用。经济的不断发展对于石油能源的需求量已经在不断增加。笔者主要讨论石油钻井技术的现状以及发展趋势，以期能够促进石油的技术的发展以及未来国家经济的发展。 关键词：石油钻井技术；发展趋势；能源地位；国家经济发展 0.前言 我国的经济发展在改革开放之后非常迅速，自然对于石油等能源的需求量也不断增加。石油相关的技术发展对于石油的开发非常重要，其中最为主要的就是石油钻井技术，该技术从研发和实践发展至今已经获得了重大的成就，但是这跟很多的发达国家之间存在着巨大的差距[1-2]。笔者主要分析石油钻井技术的现状以及发展的趋势，具体表述如下。 1.石油钻井技术发展现状 1.1钻井成本方面 石油钻井的经济效益和钻井的成本之间存在着紧密的联系。在钻井的相关设备方面，我国已经从基本上实现相关设备的机械化和国产化。一般情况下，一套较为完整的石油钻井设备包含有八个部分，其中分别是循环系统和提升系统以及动力系统等。每个系统都能够由若干个设备组成，共同影响着整个设备的运转。这些设备主要涉及到钻井的成本问题，而钻井成本直接影响石油钻井的经济效益，进而对于石油钻井技术的发展有一定的影响。 1.2石油产量方面 石油钻井的井下测量以及信息的传输技术和控制技术等都对于提高石油产量有着非常重要的影响。我国目前在有关井下测量等方面的相关技术发展也获得了较为重大的发展。石油产量的发展能够有效影响石油钻井产生的经济效益，从而不断影响石油钻井技术的研发和深入发展。 1.3钻井技术方面 在石油钻井中对于深井或者是超深井的钻井技术提出了一定程度上的要求。目前，我国在这对深井以及超深井的钻井技术等方面已经取得了一定的进步。石油工业已经在我国获得了较为长足性的发展，并且陆续出现了很多钻采条件非常恶劣的高温和高压的深井以及超深井等情况，还会可能遇到酸性介质的环境。这种腐蚀的介质有点时候可能会单独存在，有的时候可能会混合存在，对于套管的使用性能等也能够提出更高程度上的要求，例如有关链接强度以及抗挤等。 2.发展趋势 2.1自动化 科学技术呈现着日新月异的发展趋势，石油钻井技术以后必定会取得一定的突破。石油钻井的研发不仅需要在资金和技术上具备一定的实力，还可能会存在一些风险。在未来的发展过程中，石油钻井技术即将走向大型化和自动化的状态。目前，国外在石油钻井的相关机械方向已经取得了较为成功的成果，我国在相关方面的机械化发展也逐渐走向自动化和大型化的发展状态。为了能够更好地进行石油开采并且更好地开采深部和深海地区的相关油气资源等，我国的石油钻井设备也会在未来的发展过程中走向自动化和大型化。另外，在未来的发展过程中，石油钻机如果整体朝向交流变频调速电驱动石油钻机的方向发展下去，就能够在很大程度上提高石油开采的主要效率。交流变频电驱动石油钻机在实际的作业过程中具备足够的优势。交流变频电驱动石油钻井能够在很大程度上保护石油工作人员的相对安全性，还能够提升整体石油开采过程中的相对的安全系数。另外，交流变频电驱动石油钻机能够有效保持短时增距的倍数达到一定的标准范围内，还能够大大提升石油钻机的能力以及相关处理一些意外事故的能力。交流变频电驱动石油钻机还能够有效地适应一些现场的施工环境等，具备一定的自动化的相关性有点。因为交流变频电驱动石油钻机自身具有恒功率宽调速的相关特征，因而能够在很大程度上有效简化石油钻机的机械构造。除此之外，交流变频电驱动石油钻机不但能够有效承载一定的负荷，还能够较为成功地对于一些设备进行相关的启动和速度的调节和控制。交流变频电驱动石油钻机在进行相关的下钻作业的过程中能够根据当时的实际情况对于电网所自身拥有的能力进行实时的反馈，进而提高相关的制动装置的一般使用效率。 2.2信息技术 现代信息技术已经在我国深入到各行各业中，石油钻井工程也不例外。在未来的发展过程中，现代信息技术将在石油钻井中的应用范围逐渐扩大。现代的信息技术能够为石油钻井进行安全作业提供较好的条件。尤其是针对一些视频监控技术来说，3G技术的应用能够有效结合语音以及多媒体的相关作业来提高一些数据传输的速度以及保障数据相关传输的安全性。3G的无限视频监控系统能够有效利用3G相关的通信技术的优势，进而建立起一个小型的远程性的无限监控系统。这种小型的系统具备简单易行的优点。3G无限视频监控能够有效采取相关的设备进行视频监控，只需要预先安装好相关的客户端，就能够在辐射的范围之内进行控制。 2.3智能化 石油钻井技术智能化是其未来发展过程中的另外一个重要趋势和发展方向。智能化的石油钻井技术的运用不但能够有效减少一些人工的操作风险，还能够提升相关资源的利用率。所以，在未来的石油钻井的发展过程中，石油钻井的相关工作人员只需要穿着整洁的工作服，坐在工作间里面监控相关的仪表屏幕以及一些按钮操作，就能够成功实现对整个石油钻机的控制。石油钻井的智能化发展在很大程度上能够有效时限对于钻井工作情况的实时检测，进而提高石油钻井的相关工作质量。石油钻井智能化技术的持续普及以及运用能够大大提升石油开采的整体水平以及开采的质量，还能够减少一些实际钻井过程中潜在的对于生命安全的威胁。 3.结语 石油钻井技术的有效发展能够对于我国石油资源的开发和应用等具备一定的积极影响。随着经济的不断发展，石油开采的领域不断扩大，石油开采的难度也会随之增加，这要求相关的工作人员能够有效运用技术型机械，促进石油开采效率的不断攀升[3-4]。笔者主要分析

现代石油钻井技术发展现状分析

现代石油钻井技术发展现状分析 随着我国经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，人们对于石油能源的需求也在逐渐增加。为满足日益增长的需求，我国石油公司在增加产能的同时，也在加强石油开采技术的创新，其中就包括石油钻井技术的改进。本文以现代石油钻井技术的发展现状为研究对象，简要介绍当前广泛使用的石油钻井技术，分析未来石油钻井技术的发展趋势，为我国石油钻井技术的创新提供借鉴。 标签：现代；石油钻井技术；发展现状 现代文明的发展离不开科学技术的进步，人们的生活需要消耗大量的石油能源，为满足人们日益增加的石油能源需求，石油公司在钻井技术创新方面并未停止脚步，其结果就是石油产量的节节攀升。 1 现代石油钻井技术 石油钻井技术需要根据石油开采过程中的实际情况进行选择，其中包括井下动态数据采集和处理技术、水平井及大位移井钻井技術、多分支井及重入井钻井技术、前平衡压力钻井技术、连续油管和小井眼钻井技术等，不同的钻井技术之间存在明显差异。 2 井下动态数据采集和处理技术 数据的采集和处理是石油钻井技术的核心，目前石油钻井广泛采用旋转钻井的手段，由于钻头的使用导致地下结构遭到一定程度的破坏，并且，地下结构的变化直接作用于钻头，增加钻头的磨损量，使钻井成本大大增加。为此，在石油钻井过程中，利用集成了多种功能的传感器对钻头进行实时检测，检测对象包括钻头转速、温度、磨损量等，通过对传感器的数据进行实时监控，可以对钻头状态进行诊断，从而了解井下环境的变化，为采取正确的控制手段提供依据。 3 水平井及大位移井钻井技术 作为一种普遍使用的石油钻井技术，水平井及大位移井钻井技术相比较直井钻井技术不仅成本低，并且在提高石油产量方面效果明显。大位移井钻井技术的斜井段距离较长，为解决钻井过程中钻柱之间摩擦力较大的问题，创新性的使用了稳定器和偏心器两个装置，不仅如此，该技术的使用同时解决了钻井过程中钻削的导出问题。在海洋石油开采过程中，大位移钻井技术的使用较为常见，是现代石油钻井技术中最具发展潜力的技术之一。 4 多分支井及重入井钻井技术 顾名思义，多分支井有多个井口，除主井口外，其它井口均属于主井口的分支，除此之外，在分支井的基础上依然可以进行第二次分支。分支井的类型较多，

浅谈钻井技术现状及发展趋势

浅谈钻井技术现状及发展趋势 【摘要】随着油田的深入开发，钻井技术有了质的发展，钻井工艺技术研究、破岩机理研究、固控技术研究、钻井仪表技术研究、保护油气层钻井完井液技术研究以及三次采油钻井技术等都取得了科研成果，施工技术逐渐多样化，目前已在水平井、径向水平井、小井眼钻井、套管开窗侧钻井、欠平衡压力钻井等方面获得了突破。一些先进的钻井技术走出国门，走向世界，如：计算机控制下套管技术、套管试压技术、随钻测斜技术、密闭取心技术、固控装备、钻井仪表、钻井液监测技术、MTC固井技术及化学堵漏技术等，本文就国内钻井技术的现状及发展趋势进行分析。 【关键词】钻井技术；发展趋势；油田开发 引言 通过钻井技术及管理人员的不懈努力，钻井硬件设施已经比较完善，很多钻井公司配备了先进的钻井工艺实验室、固控设备实验室、钻井仪表实验室、油田化学实验室、高分子材料试验车间、全尺寸科学实验井等，这些硬件设施满足了各种钻井工程技术开发与应用的需要。钻井技术也有了长足发展，具备了世界先进水平，钻井技术的进步为油田科技事业的发展做出了积极的贡献，并取得了良好的经济效益和社会效益，如TZC系列钻井参数仪作为技术产品曾多次参与

国内重点探井及涉外钻井工程技术服务，并受到外方的认可。多年来，由于不断进行技术攻关研究与新技术的推广应用，水平井钻井技术迅速提高。水平钻进技术是在定向井技术基础上发展起来的一项钻进新技术，其特点是能扩大油气层裸露面积、显著提高油气采收率及单井油气产量。对于薄油层高压低渗油藏以及井间剩余油等特殊油气藏，水平井技术更具有明显的优势。 1、钻井技术发展现状 从世界能源消耗趋势看，还是以油气为主，在未来能源消耗趋势中，天然气的消耗增加较快，但是在我国仍然以石油、煤炭作为主要能源。尽管如此，我国的油气缺口仍然很大，供需矛盾很突出，60%石油需要进口，从钻井的历史看，我国古代钻井创造了辉煌历史，近代钻井由领先沦为落后，现代钻井奋起直追，逐步缩小差距，21世纪钻井技术有希望第二次走向辉煌。随着钻进区域的不断扩大及钻井难度的不断增加，各种新的钻井技术不断出现，目前，水平井钻井技术逐渐成为提高油气勘探开发最有效的手段之一。各种先进的钻井技术在油田开发中显示出了其优越性，新技术、新工艺日益得到重视和推广应用。例如：旋转钻井技术，是目前世界上主要的钻井技术，旋转钻井方式有以下几种：转盘（或顶驱）驱动旋转钻井方式、井下动力与钻柱复合驱动旋转钻井方式（双驱）、井下动力钻具旋转钻井方式、特殊工艺旋

石油钻井中旋冲钻井技术的应用研究

石油钻井中旋冲钻井技术的应用研究 发表时间：2019-12-06T13:41:15.763Z 来源：《科技新时代》2019年10期作者：贾晶 [导读] 保障生产效益的重要技术为了更好地提升旋冲钻井技术的应用水平，本文结合经验谈一下自己的看法，希望给业内人士带来启发。西部钻探吐哈钻井公司新疆吐鲁番市 838000 摘要：在石油生产中，钻井速度直接关系着企业的生产效益。近年来，基于旋转钻井的旋冲钻井技术得到了普遍应用，在石油开采过程中发挥出不容忽视的作用。本文围绕这一相关议题进行了探讨，概述了旋冲钻井技术的原理和特点，论述了旋冲钻井技术在石油钻井中的应用，最后阐述了石油旋冲钻井技术的发展前景，供相关人士参考。 关键词：钻井、旋冲、钻井技术、技术应用 1引言 新时期内，石油企业的生产效益离不开生产技术的不断升级。钻井工艺中，旋冲钻井技术在应用中表现优异，成为提高钻井速度，保障生产效益的重要技术为了更好地提升旋冲钻井技术的应用水平，本文结合经验谈一下自己的看法，希望给业内人士带来启发。 2旋冲钻井技术的原理及特点 旋冲钻井是一种联合钻井方法，其技术基础是旋转钻井技术，通过在这一技术基础上增加冲击装置，从而实现更高的冲击动力，提高钻井效率。由于该钻井技术因冲击器的存在而在短时间内产生极大的作用力，因而很容易接近或超过地下岩石的承受强度极限，岩石由塑性转变为脆性，更易破坏碎裂。在实际钻井作业中，旋冲钻井技术尤其适用于硬度高的岩层和地下深部岩层。 旋冲钻井技术具有传统钻井技术不容忽视的优势特征：首先，旋冲钻井技术对钻井速率的提升有显著作用，这一点主要得益于冲击器为旋转装置提供了强大的冲击力；其次，旋冲钻井技术能够解决复杂情况的地质环境，可以避免钻井过程中井身不正的情况，大大提升对钻井方向的控制，提高钻井质量；第三，旋冲钻井技术操作简便，对设备的损坏度小，因而能够大大降低钻井作业中的安全事故发生率，而且对钻头磨损较小，有效延长设备寿命，能够节约钻井成本；第四，旋冲钻井技术对水平井以及大位移等高难度井况有较强的适应性，为高难度钻井作业提供有效的技术支持。 3旋冲钻井技术在实际中的应用 旋冲钻井技术中最常见的冲击装置是射流式冲击器，这是旋冲钻井技术的核心部件。通过高压液体流动产生的冲击力形成强大的动能，该技术具有冲击频率高，冲击功率小，钻进效率高的优势特征，在石油钻井生产中发挥出重要的作用。 4旋冲钻井技术的发展前景 未来，旋冲钻井技术的发展方向重要集中以下方面： 首先，旋冲设备不断升级。旋冲器、旋冲螺杆的型号将越来越丰富，旋冲钻井技术配套工具也将有相应发展，在设备的制造、加工、验收、组装以及测试等环节将越来越规范，并形成一套可靠的试验依据。针对不同的岩性地层环境，旋冲钻井设备有更多专业的选择，更好地适应石油钻井作业的实际情况。钻井设备的性能质量将进一步提升，主要围绕平均机械钻速、单趟钻进尺度、设备使用寿命等方面进行技术投入研发，不断刷新旋冲设备单方面或多方面性能的历史记录，为石油钻井效率的提升提供越来越强的设备支持。 其次，在旋冲钻井设备和技术的应用过程中，钻井工艺施工参数日益优化，根据不同的井况，工艺施工参数也越来越精确，满足现场实际生产状况。理论知识和石油生产联系日益紧密，石油企业及研究院所的钻井技术研究成果能够快速落地，理论知识和实践生产能够高效融合，钻井工艺技术越来越快地服务于石油生产现场，帮助石油企业加快实现提速、降本、增效的生产目标。 第三，单一冲击的旋冲钻井工艺技术将逐渐被复合冲击旋冲钻井工艺技术所取代。随着井下工况的日益复杂化，传统提速冲击的单一方式将不再满足井下实际生产作业的需求，如果不升级钻井工艺将难以实现钻井成本的控制目标。因此，越来越多的复合型冲击钻井工具及旋冲钻井技术将出现，不仅能够克服传统单一旋冲钻井技术的技术弊端，大大提高钻井效率，而且通过复合型钻井技术能够大幅度降低钻井成本，利于企业节约生产成本。 第四，旋冲钻井技术与信息化和数据化技术将有越来越紧密的融合。随着旋冲钻井技术的发展，积累的数据越来越多，实践经验越来越丰富，采用信息化和数据化技术，构建旋冲钻井技术设备数据库，为石油企业生产方案和决策的制定提供科学有效的信息支持。 第五，钻速的提升由单一方面的考虑转变为全方面的系统化考虑。旋冲钻井技术的发展不是独立割裂的，而是将其纳入到石油钻井的

定向井(水平井)钻井技术概述

第一章定向井（水平井）钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）T ．A．英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期，美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的，但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成，井深达10，654米； 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于1997年在英国北海的Rytch Farm 油田钻成的M11井，水平位移高达1，0114米。 垂深水平位移比最高的是Statoil 公司钻成的的33/9—C2达到了1:3.14； 丛式井口数最多，海上平台：96口；人工岛：170口； 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—15井和磨三井，其中磨三井总井深1685米，垂直井深表遗憾350米，水平位移444.2米，最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术；80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF128井，井深达到7000米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井，水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组，该丛式井组长384米，宽115米，该丛式井平台共有钻定向井42口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井（多底井）

石油钻井用液动冲击器研究现状及发展趋势

216 1?目前石油钻井用液动冲击器的研究现状1.1?YZX-127型高冲击功液动冲击器 由我国国土资源部勘探技术研究所研制的YZX-127型液动冲击器是一种双作用的阀式冲击器。它使用了机械师储能变流装置是一种新型的装置设备，能够让回程冲击降低并且在均匀流量的情况下让液动冲击器的能量利用率得到显著提高。这样就可以让单次冲击功率得到提高。它的结构性能参数是：钻井直径为136-158mm，工作压力2.7~7.0MPa，质量为120kg，冲击频率是8-15Hz。 这个型号的冲击器目前已经进行了室内试验和调试并制作出了样机进行展示推广，并且近期在7-8级花岗岩样钻进试验中已经获得了成功，还对x136硬质合金球齿钻头进行了试验，同样获得了最高钻速6m/h的好成绩。 1.2?XC型液力冲击器 大庆油田钻井研究所自行研究设计的XC型液动冲击器目前正处在研制阶段中，已经对XC-178和XC-82这两种型号的冲击器进行了样机的加工和优化设计，而XC-82型液动冲击器更是对室内测试工作已经到了完成阶段。这两种液动冲击器都是双作用类型的阀式冲击器，和国内同类型的冲击器有着类似的工作原理，它的主要特性是结构简单只由8个零件构成整个主体；并且有很可靠的密封性，有较长的使用寿命，因为采用活塞密封环对于摩擦的阻力也大大降低；能够有较大的单次冲击动力。 1.3?YSC-178型液动射流式冲击器 由长春科技大学独立研发的YSC-178型液动射流式冲击器的工作原理是通过对活塞冲锤的上下运动进行控制，具有运动部件较少、结构较为简单的特点。它除了活塞冲锤之外，并没有其余运动的零件，所以具有很长的使用寿命。这种冲击器不会被围压和井深影响，能够大范围的在深井石油钻井工作中被推广。目前长春科技大学已经研发出6套样机，并不断在此基础上进行试验测试，都获得了较好的成绩，已经出口了美国两套钻具。 2?研究方向及发展趋势 在深井油气钻井中使用液动冲击器存在如下几个困难：第一，深井工作中冲击器没办法保持稳定的工作状态；第二，连续工作会让冲击器的使用寿命严重 缩短；第三，对液动冲击器的单次冲击能进行提高，是目前技术的瓶颈。从当前国内外的液动冲击器类型来看，阀式冲击器应该把主要研发方向放在深井工作的稳定性和提高使用寿命这两个关键点上。又因为阀式冲击器有比较复杂的工作性能参数调节方式，不容易进行现场作业，所以未来也要在提高现场作业便捷性进行研发。而射流式冲击器要对如果降低冲击器的工作压降进行深度钻研，这样才能让射流原件的工作寿命得到有效提高。 石油钻井用的液动冲击器主要研究方向和发展趋势如下：第一，将冲击器的直径扩大化并发展成系列化品牌，这样就能对石油钻井硬岩钻井难的问题进行改善和解决；第二，要让冲击器能够适应3000m 以下的深度作业环境，这样才能满足找寻深部隐伏矿床工作的需求；第三，让钻井工艺变得多种多样，把牙轮钻头、硬质合金固定球齿钻头、冲击器与PDC钻头进行完美融合，这样就可以让冲击器对不同钻井设备和不同地层状况都能够适应；第四，让冲击器从小的单次冲击功转化成大的单次冲击功，就能符合大体积碎岩的需求，进而对硬岩钻井效率进行有效提升；第五，在钻进深度不断加大、钻井直径不断拓宽的情况下，一定要让冲击器的冲击能量也获得大步提升，与此同时钻井泵的压力和排量也要获得对应增加，这样才能满足冲击器的排屑需求和工作要求，并且从传统的人工类比方式向计算机辅助设计方式进行转变。 3?结束语 文章对液动冲击器的性能参数和工作机理进行了详细探析，并且对各类型的冲击器都进现状都进行了汇总描述，对其发展趋势给出了一定建议，以期能够给实际对液动冲击器的研究提供一定参考依据。 参考文献? [1]付加胜，李根生，田守增，等.液动冲击钻井技术发展与应用现状[J].魅力中国，2013?（5）?：307-307. [2]刘甫.液动冲击旋转钻井技术在石油钻井中的应用解析[J].中国化工贸易，2014?（9）. 作者简介 王佳（1984-），男，学历：本科，职称：工程师，研究方向：钻井工程。 石油钻井用液动冲击器研究现状及发展趋势 王佳?董洪铎 中国石油集团渤海钻探第一钻井公司 天津 300280 摘要：目前使用的传统牙轮钻头一般配套使用PDC的喷射井钻和钻头等设备，所以在遇到硬地层时钻的硬度不够导致钻井效率不高让周期变得较长。文章对目前液动冲击器的技术进行探析，总结其现状和特点，并对后续发展方向提出了一点建议。 关键词：石油钻井?液动冲击器?趋势

国内外石油钻井装备的发展现状分析

国内外石油钻井装备的发展现状分析 摘要：通过对当前国外石油钻机新技术的介绍和国内石油钻机装备的现状及问题的分析，提出了石油钻井装备的发展趋势，并重点介绍了矢量控制全数字变频超深井钻机ZJ70DB。 关键词：石油钻井钻机钻井技术 当前的经济形势使我国油气工业面临着巨大的压力，加之跨国石油公司进入我国市场所形成的压力，使得我们必须大力推进技术进步。在这种背景下，我国钻井行业要想和国外钻井承包商及其技术服务公司争夺国内钻井市场，并挤入国际钻井市场，除了保持钻井技术持续高速发展之外，还必须有技术先进的钻机。 一、国外石油钻机新技术 为了适应浅海、海滩、沙漠和丘陵等不同地带油气藏的勘探开发，国外研究改进、开发创新了多种新型石油钻机，涌现了许多新结构、新技术，美、德、法、意、加和罗马尼亚等国先后开发了各种类型的石油钻机。 1.挪威AKER MH公司可编程自动钻井系统（CADS），该公司的第一套可编程管子处理系统己在挪威海上钻井平台上使用 操作该系统时，司钻可以预先依次将起下钻操作步骤程序化，不需要分别操作绞车、顶驱、管子处理装置和卡瓦。钻台上除司钻操作室内的司钻外，不需要其它操作者。该系统总称为可配置自动钻井系统（CADS），根据承包商和操作者的要求，该公司可将各种操作程序化。系统除有一套可编程管子处理系统外，还包括一套先进的防碰系统，用来防止操作间的相互干扰。在司钻操作室内，触摸屏代替了按钮和开关，同时配备有手动操作的备用系统，所有操作都是经过优化的，大大减少了起下钻时间，每小时可以起下55柱立根。 2.Varco公司钻机在线监视与诊断系统 Varco公司的E-Drill是第一套可用于远程监视和诊断世界各地钻机上的Varco监测系统，钻机操作人员可以在1h以内和Varco的技术人员取得联系，各种参数可以直接从置于Varco公司监测系统内的智能系统取得，用于最大限度提高顶驱、排管系统和Varco集成控制和信息系统（V-ICIS）的性能。通过该监测系统，操作人员可以访问由解决方案、事件记录、运行检查、通话记录组成的档案数据库，各钻机数据资源可共享。当遇到故障时，可与Varco公司的E-Drill 技术人员和钻机人员联系，分析故障原因并提出解决方案。 3.RIGSERV钻机集成控制系统 RIGSERV钻机集成控制系统是安装在钻台上司钻控制室内完整和最先进的

我国定向井钻井技术发展现状浅析

我国定向井钻井技术发展现状浅析 摘要：当今的世界石油工业中，定向井钻井技术是一项新型实用技术，在钻井技术领域有着广阔的应用前景，定向井已成为主要发展趋势之一。本文就我国定向井钻井技术的发展进行了分析探讨，并重点对定向井轨道设计与控制技术和定向井专用工具进行了介绍，对促进定向井钻井技术的发展具有一定的参考作用。 关键词：定向井；钻井技术；发展；探讨 定向钻井就是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。定向钻井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一，它是由特殊井下工具、测量仪器和工艺技术有效控制井眼轨迹，使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标的钻井工艺技术，目前在油田开发中广泛使用。采用定向钻井技术可以使地面和地下条件受到限制的油气资源得到经济、有效的开发，能够大幅度提高油气产量和降低钻井成本，有利于保护自然环境，具有显著的经济效益和社会效益。 一、我国定向井钻井技术的发展 我国定向钻井技术始于50年代。1956年，玉门油田钻成第一口定向井，1962年起，四川油田进行了多种型式的涡轮钻定向钻进试验。70年代以来，我国海洋定向钻井迅速发展，在渤海湾海面打丛式井，在一座钻井平台上施工多达12口定向井。1977～1982年，全国共完成定向井316口，平均井深2478.9m。自1986年，通过攻关及推广，各油田“七五”期间钻各类定向井4317口，掌握了定向井、丛式井优化设计技术及计算机软件包，包括丛式井开发油田平台数和平台位置的优化设计技术，三维绕障井和三维多目标井设计技术。“八五”期间，重点攻关“石油水平井钻井成套技术研究”，到1997年钻成长、中、短半径三类水平井共153口，掌握了水平井井眼轨迹优化设计方法，建立了水平井下部钻拄大挠度受力分析模型，以及水平井井眼轨迹预测模型，定向钻井技术总体上达到了90年代国际先进水平。之后几年通过研究与引进，我国石油勘探部门基本上拥有了国外专用于定向井的先进工具、仪器，如无线随钻测量仪、有线随钻测量仪、单点陀螺测斜仪等。现今，我国又掌握了如定向井轨道设计与控制技术、套管防卡技术、地层测试技术等技术，并拥有了新的钻井设备和专用工具，如非磁钻铤、迪那钻具、螺杆钻具等。 二、定向井轨道设计与控制技术 定向井轨道设计内容 根据地质要求，选择轨道类型。①确定增斜率和降斜率.选择造斜点.②求得全井最大井斜角。③计算各井段的井斜角、垂深、水平位移、井斜方位角和井深. ④作垂直投影图和水平投影图.必要时绘出控制安全圆柱。常规定向井轨道有三

钻井新技术及发展方向分析

钻井新技术及发展方向分析 1 钻井技术新进展 1.1石油钻机 钻机是实现钻井目的最直接的装备,也直接关系到钻井技术进步。近年来,国外石油钻机能力不断增强,自动化配套进一步完善,使钻机具备更健康、安全、环保的功能,并朝着不断满足石油工程需要的方向发展。主要进展有: (1) 采用模块化结构设计,套装式井架,减少钻机的占地面积,提高钻机移运性能,降低搬家安装费用。 (2) 高性能的“机、电、液”一体化技术促进石油钻机的功能进一步完善。 (3) 采用套管和钻杆自动传送、自动排放、铁钻工和自动送钻等自动化工具,提高钻机的智能化水平,为提高劳动生产率创造条件。 1.2随钻测量技术 1.2.1随钻测量与随钻测井技术 21 世纪以来, 随钻测量(MWD) 和随钻测井(LWD) 技术处于强势发展之中,系列不断完善,其测量参数已逐步增加到近20种钻井工程和地层参数,仪器距离钻头越来越近。与前几年的技术相比,目前,近钻头传感器离钻头只有0.5～2 m 的距离,可靠性高,稳定性强,可更好地评价油、气、水层,实时提供决策信息,有助于避免井下复杂情况的发生,引导井眼沿着最佳轨迹穿过油气层。由于该技术的市场价值大,世界范

围内有几十家公司参与市场竞争,其中斯伦贝谢、哈里伯顿和贝克休斯3 家公司处于领先地位。 1.2.2电磁波传输式随钻测量技术 为适应气体钻井、泡沫钻井和控压钻井等新技术快速发展的需要,电磁波传输MWD(elect romagnetic MWD tool s ,EM MWD) 技术研究与应用已有很大进展,测量深度已经达到41420 km。 1.2.3随钻井底环空压力测量技术 为适应欠平衡钻井监测井筒与储层之间负压差的需要,哈里伯顿、斯伦贝谢和威德福等公司研制出了随钻井底环空压力测量仪（annular pressure measurement while drilling，APWD) ,在钻井过程中可以实时测量井底环空压力,通过MWD 或EMMWD 实时将数据传送到地面,指导欠平衡钻井作业。 1.2.4 随钻陀螺测试技术 美国科学钻井公司将航天精确陀螺定向仪封装在MWD 仪器中研制出随钻陀螺测试仪( gyro measurement-while-drilling ,gMWD) ,截至2007 年底,gMWD 已经在美国的多分支井中成功应用数百口井,特别是在需要精确定向或对接井中起到了关键作用。 1.2.5 井下随钻诊断系统 美国研究人员开发出了井下随钻诊系统(diagnostics-whiledrilling，DWD)包括井下温度、压力、钻头钻压、钻头扭矩、井斜方位和地层参数等各种参数测量仪器,高速实时数据传输系统及其相关的仪器,地面

石油钻井技术的现状与发展

石油钻井技术的现状与发展 摘要：石油钻井技术的全面发展是当前技术运用中的一个重要环节，要从多方 面深入分析造成各种机械性能失效的重要原因。完善管理措施，加强设备维护与 管理措施，走上科学化、规范化、现代化的发展模式，推动石油开采技术的全面 进步。 关键词：石油钻井；现状；技术；发展研究 石油开采技术的不断上升，尤其是钻井技术的全面进步，给石油开采带来了 更大的前景，在整个技术运用中，可以结合当前石油开采的现状进行分析，采取 高效、先进的开采技术，将能收到更好的效果。本文将围绕当前石油钻井现状， 结合石油钻井设备的运行状况深入分析，全面探讨石油钻井技术的整体发展，更 好的推动石油钻井技术的全面升级。 1石油钻井工程技术简介 1.1水平井钻井技术 水平井钻井技术是在上世纪八十年代迅速发展起来的一种钻井技术，同目前 各类钻井技术相比较，水平井钻井技术具有很多优势，发展到现在，其逐渐成为 比较核心钻井技术。随着一些大型油田的开采已经接近尾声，现需要寻找新的油 气资源，然而目前发现油田相对比较分散，针对这一情况，采用水平井钻井技术 恰好能够满足钻井工程的需求。作为一种定向钻井技术，水平井钻井技术的钻井 倾斜角度需要大于86度，且最大为90度左右。并且利用水平井钻井技术更适用 于特别薄的油气层钻井，利用该技术可以明显的提高薄油层的裸露程度，能够很 大程度上的提高油气的产量。此外，针对纵向薄油层，水平钻井具有明显的贯穿 效果，由于这方面技术的突破，可以保证一些薄油层能够被开采利用。 1.2欠平衡钻井技术 欠平衡钻井技术是在19世纪末被人们提出来的，其理论发展已经相当的完善。但是欠平衡钻井技术具有较高的要求，需要对油气资源地层压力比较了解，压力 控制比较精确，这样才可以发挥欠平衡钻井技术的优势，使得钻井速度加快，钻 井成本降低。不过利用欠平衡钻井技术进行钻井施工时，还是具有很大的风险， 由于需要相对精确的压力控制，所以钻井的难度也是相当的大，尤其是在水平钻 井以及超深钻井方面，近几十年来，我国在欠平衡钻井技术上投入很大，因此快 速地促进了欠平衡钻井技术的发展。 1.3大位移钻井技术 作为一种新型钻井技术，大位移钻井技术结合了深井钻井技术与水平井钻井 技术的优点。因此大位移钻井技术所具备的技术含量比较高，具有比较复杂，比 较特殊的性质。大位移井指的是水平位移与垂直深度的比值不小于2.0，并且水 平位移大于3000米，αmax大于63度。大位移井能够扩大控油面积，提高石油 开采效率，此外大位移钻井技术还具有以下三个优点：第一，能够节省钻井平台，较少钻井井数；第二，可以用于开发主油田附近的小油田；第三，对于海底油田 可以采取陆地开采的方法，避免搭建人工岛或者海上钻井平台，有利于保护环境。 1.4分支钻井技术 分支井指的是在一口主井的底部再钻出两口或者两口以上的分支井眼，也称 二级分支井眼，以进入地底油气藏，甚至还可以再从二级分支井眼的底部钻出多 个分支井眼（三级分支井眼）。其中主井眼可以是直井、定向斜井以及水平井； 分支井眼可以是水平井、定向斜井以及波浪式分支井眼。同普通定向井、水平井