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贵州温泉钻井公司

  • 所属分类:贵州温泉钻井

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  • 发布日期:2018/11/20
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现代钻井技术主要进展

    20世纪80年代中,第1次在钻定向井中使用MWD,它与近钻头测斜器(MNB)配合使用,可以随钻测得井斜角和方位角,求出井眼实时偏差矢量,实现几何导向。20世纪80年代末随钻测井仪(LWD)问世,三参数组合随钻测井仪(地层电阻率、体积密度和中子孔隙度)和四参数组合随钻测井仪(地层电阻率、体积密度、中子孔隙度和自然伽马)已成为标准的LWD,可进行实时地面传输和井下仪器芯片内储2种记录。20世纪90年代以来MWD和LWD的发展日趋结合,形成了新的随钻地层评价测试技术(FEMWD)。

    贵州钻井地质导向技术(GST)是在MWD、LWD和SWD技术基础上发展起来的一种前沿技术,是使用随钻定向测量数据和随钻地质评价测井数据以人机对话方式来控制井眼轨迹的钻井技术。它是以井下实际地质特征来确定和控制井眼轨迹的钻井,而不是按预先设计的井眼轨迹进行钻井。使用该技术即使井眼避开地层和地层流体的界面,仍可精确地控制井下钻具命中最佳地质目标,并始终位于产层。地质导向技术更利于在薄油层和大倾角油层中钻水平井。

    1.1 井下钻井动态数据实时采集、处理与应用技术

    旋转钻井中,钻柱为高柔性结构并在钻进时存在转向、扭转和横向振动。振动可能会使钻头短暂离开井底使钻头空转,也会造成钻头非正常磨损,严重时可能发生扭转振动,钻头和钻柱反转(涡动)、钻具脱扣及钻柱粘、滑扣等复杂情况或事故。20世纪90年代以来,由于传感检测技术和微电子技术的进步,已开发出钻井动态传感检测元件和高速数据监测及处理应用系统(DDS),实现了钻井动态数据在井下采集和诊断,然后将诊断结果传输到地面,以有效地对井下钻具的运动状态进行控制。

    1.2 井下闭环钻井技术

    闭环钻井技术是在20世纪90年代信息化、智能化钻井向自动化钻井迈进中发展起来的集成化钻井技术。根据1987年R.L.Monti的定义,要实现闭环钻井作业的全过程,必须完成以下六项工作:1)地面测量,主要包括钻井液录井和钻井参数地面测量。2)井下随钻测量,即采用MWD及LWD测量井下几何参数和地层参数。3)数据采集和地面计算。4)数据整体综合解释,主要包括把测量数据解释成有用参数以指导作业,并用“人工智能”把世界范围内专家经验应用于井场。5)地面操作控制自动化。6)井下操作自动控制,主要是利用“智能”型井下工具和可控的井底钻具组合进行控制。整个钻井作业过程分别由井下和地面两大操作系统完成。从环路系统来看,可以将闭环钻井系统分为井下闭环和地面闭环两大系统。

    1.2.1 井下开环钻井阶段。井下只有一般的井下测量工具,未使用MWD和LWD等随钻测量工具。井眼轨迹控制只能利用常规技术和更换井下钻具组合来进行。井眼轨迹质量差,钻井效率低,安全性差。如果使用一般钻机钻井,则称为地面开环、井下开环钻井。

    1.2.2 井下半闭环钻井阶段。井下使用地面可控制的造斜工具(如可变径稳定器、可调弯接头、可变弯角井下动力钻具、可伸缩偏心垫块),并采用较先进的井下测量工具(如MWD、LWD等)。测量数据向地面传输,经过计算机处理和地面模拟,通过传输通道向井下传输操作指令,随后对井下操作控制。

    与井下开环系统相比,测量精度高,实时性强,信息量大,操作指令主要依靠计算机处理得到,人为的经验减少。由于在井下使用可控制造斜工具,使起下钻操作大幅度减少,钻井效率显著提高。国外许多水平井、定向井都是利用井下半闭环钻井技术完成的。若使用自动化钻机进行井下半闭环钻井,则称为地面闭环,井下半闭环;若使用一般钻机钻井,则为地面开环、井下半闭环钻井。

    1.2.3 井下闭环钻井阶段。指井身轨迹控制完全离开人的干预,井下信息测量、传输、处理及控制指令的产生和执行完全自动进行。有先进的随钻测量(MWD、LWD、SWD、GST等)和功能较强的井下可调工具,同时,必须有性能良好的微电脑。井下闭环钻井可分为两类:1)中心电脑放在地面,通常是测量信息通过传输通道传至地面,由中心处理机处理后,控制指令传给顶部驱动钻机,由顶驱钻机来改变井下工具的工具面,这时不需要井下可控工具。2)中心电脑放在井下,随钻测量信息传给井下电脑,由井下电脑发出指令来控制井下可控工具。测量信息同时传给地面计算机进行模拟研究,用来监测井下作业效果。

    1.2.4 全闭环钻井阶段。这是钻井技术发展的最后阶段。即井下采用智能化钻井系统,地面监控和操作采用规范的自动化系统。

    2 现代石油钻井技术发展趋势

    贵州钻井纵观当今世界的钻井技术,趋势整体应该是“更深、更快、更经济、更安全、更环保、更聪明。”“深”是指现有的基础越来越深的地层开发海底石油和天然气;“更快”指的是提高钻井速度和效率,“更经济”意味着降低钻井成本;“安全”意味着改善安全措施,关注安全操作,确保人身安全,“绿色”是指专注于挖掘的过程对周围环境的影响和保护储层;“聪明”意味着通过不断创新,使用自动化钻井的钻井技术和新方法来提高石油和天然气勘探和开发的结果。钻井工程本身具有很高的输入,输出高、高科技、高风险的特点,带来了前所未有的挑战,创新的钻探技术的发展。自1980年代以来,“高科技”特征更加明显。我们只能继续改善现有的钻井技术,为了满足中国快速增长的石油和天然气工业的需要。自动化智能钻井技术等现代钻井的最高水平,石油钻探是国际社会一直追求的目标。它集成了地质导向钻井、旋转可操纵的钻井、地震钻井时,日志随钻,钻智能交通技术和集成,形成一个闭环钻井系统。


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