钻井技术（精选12篇）
钻井技术 篇1
随着科技的高速发展, 人类对于资源的利用已经越来越大, 特别是油气的贮备量已经濒临快要衰竭的边缘, 越来越多的开采工作进行, 各种问题也随着而来, 不仅提高了开采的难度, 同时也提高了开采的成本, 特别是在钻井问题的复杂性已经逐渐引起了人们的重视。为了解决及避免这些问题, 对于钻井技术的研究和开发越来越引起了研究人员的关注。而控制压力钻井技术是目前在国内外研究的一种最新钻井方法。通过这种技术, 开采工作可以准确的控制整个经验的压力层面, 这种技术的主要目的就会为了确定井底的压力窗口, 进而控制液压剖面, 这样就可以控制在钻井过程中的压力变化。这种钻井技术可以减少使用套管的数量、保证下钻安全、减少吸附效应等优点。另一种钻井技术为为流量控制钻井技术, 这种技术是在控制压力钻井技术的基础上进行完善优化的一种新技术, 具有的能力和功能具有特有的优点。微流量控制钻井技术就可以更好的到达钻井液的密度窗口, 保证钻井工作的安全, 同时尽可能的接近钻井的孔隙压力。在我国需要对这样的技术尽快的吸收, 并根据我国的实际情况来实现更安全、更高效的钻井。下面将主要分析两种钻井技术, 通过对比加深对其优势的认识。
1 原理
相对于传统的钻井技术, 控制压力钻井技术是一种微平衡钻井技术, 可以实现在窄钻井液密度窗口中安全的进入, 并且可以很好的组织液体向井内流入, 防止事故的发生。这种技术在设计的使用的钻井方式要低于常规的钻井技术, 当循环停止的治后, 压力小时, 井底的压力降低, 就破坏了钻井的平衡, 在这个时候就需要使用回压来弥补循环摩擦, 从而达到保证平衡的要求。控制压力钻井技术主要是通过控制流体密度、水利摩阻、流体流变性等, 保证井筒的压力可以准确的维持在地层压力与破裂压力之间, 维持平衡或者是近平衡的状态来钻井。
微流量控制钻井技术主要是通过对微进出口流量进行监控, 从而达到监控总流量的微小变化的目的。这种方法也可以准确的确定空隙压力与破裂压力。如果检测到微小的流入或者是侵入, 就会利用特殊方法来调整, 保证井底的压力平衡。微流量控制钻井技术可以快速的控制任何微小的流量变化, 以达到控制压力的目的。这种钻井技术的特点是在技术操作系统中, 包括对流失和侵入的分析与探测。在循环系统中, 具有可以检测微溢流的装置, 可以及早的发现问题。在循环流体流过装置中的节流阀时, 通过调节流量可以阻止流体侵入, 即使是比较微小的侵入量, 也可以被及时检测到, 并立即控制, 当侵入量低于检测控制范围时, 系统将会自动将侵入量循环入井眼内, 完成自动控制循环。对于微流量控制钻井技术在任何时候都可以安装到传统的钻井系统上, 安装操作比较简单容易。在多数情况下, 回压要尽量小, 以保证安全运行。对于技术操作的环境, 为力量控制钻井技术适应的范围也是非常大的, 敏感性地层、高温高压、探井、深井等, 对于目前遇到的钻井难度基本上都可以解决。
2 设备
控制压力钻井技术的原理与传统的钻井技术不同, 所以在井口的连接线也是不同的, 相对于传统的钻井技术, 控制压力钻井技术的设备要多出一套节流管, 同时还要一个特别的回压泵。这里使用的节流管中的节流阀要求的精度特别高, 而流量计也是可以准确检测出多种相态的数据及溢流的。总体来说, 在地面的布置大体上是相同的, 不同的是这两种方法都是通过回压泵和节流管来达到压力平衡的。
微流量控制钻井技术的控制系统主要分为3个组成部分, 分别为传感器、中央数据采集与控制系统及钻井液管汇。传感器包括文温度传感器、压力传感器、容积式流量计及质量流量计等, 主要是测量在钻井过程中收集到的各种液参数, 同时将采集到的压力、流量、流速、温度等以信号的形式通过转换器传送给中央数据采集与控制系统, 以便进行下一步的指令发送。钻井液管汇是整个钻井液管道循环的主体, 它的上面有2个节流器及各种传感器, 节流器根据钻井工作的实际需要来调节钻井泵上传输的参数。
3 结语
通过以上的分析讨论, 我们可以将本次的研究结果总结为如下几点:
3.1 控制压力钻井技术与微流量控制钻井技术在原理上大致是相同的。
3.2 控制压力钻井技术可以准确的控制井底的压力, 实现安全的钻进窄钻井液密度窗口中, 对于设备的要求也是比较精准的。
3.3 微流量控制钻井技术是在控制压力钻井技术的技术上研究出来的, 所以具有控制压力钻井技术的优点, 并且还具有自己的特点, 可以更高、更准确的检测到安全事故的发生。
3.4 目前在国外, 已经将微流量控制钻井技术应用到实际的生产开采中, 这说明这种技术是具有可行性的, 在我国, 由于目前国内的工艺及设备方面的问题, 尤其是设备方面还不能满足实际工作中对于微循环压力的控制要求, 所以现在对于微流量控制钻井技术还没有实际操作的可行性。这就需要我们与国外的研究及技术人员进行更多的技术沟通, 尽快将这种技术在国内投入生产, 不但可以完成高效的开采, 同时也可以降低安全事故的发生。
摘要：油气资源的逐渐枯竭, 已经成为了全球性的问题, 如何解决这个问题, 是目前相关研究人员主要的研究方向。在以往的钻井技术中, 由于在钻井过程中, 对于井筒压力的控制上存在着很多问题, 所以在近几年国内外很多研究人员, 研究出微流量控制钻井技术。这项技术在对钻井液管路上设计了节流器及传感器, 可以对众多的压力、循环密度、流量和流速等参数进行检测, 同时还可以实行控制, 起到反馈的作用, 微流量控制技术能够保证对井筒压力实行精准控制的目的。本文主要研究控制压力钻井技术与微流量控制钻井技术的对比。
关键词：压力钻井,微流量钻井,控制
参考文献
[1]胡志坤, 柳贡慧, 李军等, 利用微流量控制系统实现控制压力管理钻井技术[J].特种油气藏.2009.16 (2) , 81--84.
[2]曾凌翔, 李黔, 梁海波等, 控制压力钻井技术与微流量控制钻井技术的对比[J].天然气工业.2011.31 (2) , 82--86.
钻井技术 篇2
“钻头不到，油气不冒”的论断似乎无可辩驳。钻头到了，油气就会冒出来？事实给出的答案是“不一定”：如果地下有油气，而进入井筒的通道在施工过程中被堵住，油气就无法冒出来。跻身钻井技术“家族”的新宠——欠平衡钻井，通过井筒环空中循环介质的井底压力、地层孔隙压力本应保持的平衡被人为打破，避免油气进入井筒的通道堵塞，使“只要地下有油气，就能冒出来”的愿望成为现实。中国石油近年来应用这一新技术，取得了较多重要新发现，提高了钻井速度，从而保障了储量增长与产量提高的平衡，促进了油气供求的平衡。欠平衡钻井技术的魅力，令中国石油进一步推广应用的号角更加嘹亮：今年“新钻探井中应用欠平衡钻井技术的比例力争达到20%”。6月29日至30日，中国石油在成都召开“欠平衡钻井工作推进会议”，再次擂响推广应用的战鼓。邛西气田可谓中国石油探索欠平衡钻井技术征途中的灿烂鲜花。古韵事“文君当垆、相如涤器”的发生地——四川邛崃市，天然气勘探“三起三落”。1992年、1994年各钻1口探井，见到良好油气显示，但没获产能。成为中国石油对外合作勘探区块后，外商投资数百万美元实施“加砂压裂储层改造”作业，也无功而返。四川油气田钻探邛西3井时，率先在国内试验全过程欠平衡钻井新技术钻进储层，喜获成功，测试日产气量达45.6万立方米，从而发现邛西气田，并证明“川西前陆盆地大型含气区”有较好的勘探开发前景。认识欠平衡钻井技术不难。通常的钻井作业应用的是平衡钻井技术，即井筒环空中循环介质的井底压力与地层孔隙压力保持基本平衡。而欠平衡钻井技术却是人为地使前者低于后者，“允许地层流体有控制地进入井筒，并将其循环到地面进行有效处理”。实现欠平衡钻井不易。中国石油在探索、推广欠平衡钻井技术的过程中，既实施液相、气相等欠平衡钻井和全过程欠平衡钻井，也尝试用欠平衡钻井技术钻水平井，其中气相欠平衡钻井包括应用空气、氮气、天然气、柴油机尾气进行钻井作业。2000-2006年间，中国石油应用欠平衡钻井技术钻井300多口，有较多的崭获。大港油田发现了千米桥潜山亿吨级的凝析油气田，岐深1井取得重要新发现。大庆油田的徐深1井获高产油气流，取得了松辽盆地北部深层天然气勘探的重大突破。辽河油田发现了古潜山油藏。吉林油田长深1获测试日产气量46万立方米，展示了松辽盆地南部深层天然气勘探的广阔前景。满东2井利用气体钻井技术钻开储层，没见到预期的结果。从“发现没有，也是发现”的角度看，悲中有喜：深化了地质认识，校正了油气勘探部署的“版图”，人力、物力、财力“移居地”的生产建设力量会更强。中国石油的实践证明，应用欠平衡钻井技术，既能及时地检验地质认识，又能大幅提高钻井速度、单井产量。闻名中国石油的“磨溪速度”，欠平衡钻井新技术发挥了重要作用，磨溪气田的产能迅速翻番。四川油气田用145天钻成6530米的超深井、27天完成2000多米水平井段的钻进，欠平衡钻井技术功不可没。去年，四川油气田应用气体钻井技术的进尺超过2万米，今年要超过6万米。各油田借学习“磨溪经验”的东风，推广应用欠平衡钻井技术，既提高了钻井速度，也增大了单井产量。窿9井应用气体钻井提速，机械钻速提高
8.7倍。苏里格气田采用天然气钻井技术钻小井眼，提高速度5—10倍。红台2-15井、平落19井应用欠平衡钻井技术，测试日产量相当于常规钻井技术完成的邻井的5倍。井筒液体压力高于地层压力，引发恶性井漏，延长钻井周期，漏失大量泥浆，消耗大量堵漏材料，经济损失较大，严重影响勘探开发进程。应用欠平
衡钻井技术，使井筒液体压力低于地层压力，为避开类似难题提供了新方法。矿2井处理恶性井漏110多天，应用欠平衡钻井技术，9天钻过漏层。天井1井多次发生恶性井漏，移井位重新钻井后，采用空气泡沫钻井等技术，顺利钻过漏层；草007-2井表层钻井时8次井漏，堵漏耗时10多天，后来采用气体钻井技术顺利穿过易漏地层。欠平衡钻井技术在实践中发展，在探索中前进，形成了新的产业链：科研单位开展专题研究，完善施工作业标准，推进技术进步；四川空气钻井、新疆欠平衡、大港欠平衡等施工作业队伍茁壮成长，技术指导专业化、技术服务规模化，作业能力大幅提高；研制出“不压井起下钻装置”、“旋转控制头”等具有自主知识产权的工艺装备和工具，既为大规模应用欠平衡钻井技术提供了必要的设备，也创造了新的经济增长点。追溯钻井技术的发展历程，不断解放思想的脉络清晰可见。正是由于解放思想，使“钻井过程中，地层的流体不进入井筒”的观念转变为“可以进入井筒，但处于可控状态”，从而诞生了欠平衡钻井技术。油气勘探开发难度不断加大，作为油气勘探开发的“龙头”，钻井技术不能停步，推广应用欠平衡钻井技术需要不断地解放思想，使油气进入井内的通道堵塞程度更低、钻井速度更快、钻井成本更合理、钻井作业更加安全环保。石油英才网认为时代赋予推广应用欠平衡钻井技术以重要意义，新的攻关课题已摆在面前。置身于“中国石油”大旗之下，徜徉在推广应用欠平衡钻井技术号角和战鼓中，人们改变了“欠平衡钻井技术是高风险、高投入”的认识，联手推广应用已成为甲、乙方的共同愿望，油气田、科间的交流合作更为紧密，安全、环保措施进一步规范、完善，把欠平衡钻井技术打造成中国石油转变经济增长方式的“拳头”技术的信心更足、干劲更大。
钻井技术 篇3
关键词：地热钻井；碎裂钻井；原理；优缺点；前景
一、碎裂钻井技术的产生
钻井工程的传统方法包括硬质合金钻进、金刚石钻进、 牙轮钻进等常规等机械碎岩钻井方法。
（1）硬质合金钻进：指把不同几何形状和一定尺寸的硬质合金按着钻进的要求固定在钻头体上，并在一定的钻进规程下破碎岩石的钻进方法。
（2）金刚石钻进：金刚石钻头的组成由金刚石、胎体、钻头体三个部分组成，在现行钻井工程中具有较高的效率，但是钻头的损坏率较高，使用寿命较短。
（3）牙轮钻进：多用于大型露天情况，其主要的缺点是劳动强度大、自动化水平低。
在地热钻井工程中，这些机械钻井方式普遍都具有以下 2 个缺点：
（1）进尺慢：常规钻井方法在钻进油气钻井中表现较好，因为，油气钻井面对的底层多为松散、 沉积地层。然而地热开采过程中要面对的岩层则多是花岗岩、 铁燧岩等坚硬岩层， 常规的钻井方法在面对这样强度的岩层时，进尺速度会受到很大的影响，速度降低十分明显。
（2）费用高。首先，常规钻井方法的钻头的损耗率通常很高，而地热开采的条件相较于油气开采条件要苛刻的多，无论是在钻井深度方面还是在开采是环境的温度和压力方面，这样高温高压的操作条件更是加剧了钻头的损耗，使得地热开采过程中钻头的更换十分频繁，大大增加了地热开采的成本。另外，由于进尺速度慢，使得开采的周期大大延长，无疑加大了投资成本。而且随着钻井深度的加大，成本会随之加大，尤其是对于井深超过 4000 m 地热资源的钻井， 常规钻井方式的钻井周期长、 成本高的缺点就显得尤为明显， 这对地热资源的开发利用非常不利。
基于以上传统钻井技术的明显的缺点，人们迫切需要改变这一现象，需要一种非传统的新型钻井技术来代替这些传统钻井技术，由此碎裂钻井技术应运而生，碎裂钻井技术是利用物理场能量来破碎岩石的钻井的新方法，其在研究上已经取得很大的进展，目前可以进入可实施阶段。可以预见，碎裂钻井技术加入地热资源的开发，对于地热资源的利用将有巨大的影响，相信未来地热资源的开发成本会随之的推广越来越低。
二、碎裂钻井技术的原理
碎裂钻井技术与常规钻钻井技术有很大的区别。（1）首先在能量传输方面，常规钻井利用的是机械作用，是利用钻机的驱动力使转盘、 钻柱等高速旋转将能量传递到井底；而碎裂钻井则是利用化学制品如燃料、氧气，使之接触产生高温火焰并迅速将热能传输到井底。（2）岩石的破碎方式，与二者的能量传输方式对应，常规钻井技术是利用机械力使岩石破碎——例如牙轮或切削钻头对井底岩层的破碎作用；而碎裂钻井技术则是通过巨大的温差和不均匀的膨胀作用力使井底岩层破碎——由于燃烧产生巨大的高温，使得岩体表面的温度大大高于岩层内部的温度，产生巨大的温度差，同时由于岩石的膨胀系数有所差异使得岩石在高温作用下受到不均匀的膨胀作用力，基于这两点，从而使得井底岩层被破碎。（3）岩屑的清理方式不同，常规钻井技术利用的是钻井泥浆和压缩空气对岩屑进行清理；而碎裂钻井利用的是燃烧作用和压缩空气对岩屑进行清理。（4）在井控和井底稳定性的维持方面，常规钻井技术需要利用防喷器和泥浆的自重、静水压以及通过各种化学试剂进行维持；而碎裂钻井技术则只通过防喷器进行井控。
总而言之，碎裂钻井技术是利用高温火焰灼烧岩体局部表面，使岩层表面受到高温火焰的灼烧，从而使之受到温度差和不均匀的热膨胀而碎裂成薄片并脱离母岩，如此便大大降低了钻井的强度，同时有利于进尺速度的提高。相关数据表明，采用碎裂钻井技术进行钻井，其速度是常规钻井方式的5倍以上，最大可达常规方法的十倍。以下将详细介绍其区别于其它钻井设备的最重要的结构——燃烧器，同时将就碎裂钻井技术的钻进机理进行论述。
（一）燃烧器的结构及特点
碎裂钻井系统包括（1）管道：共有三条管道，分别负责输送冷却水、氧气和燃料。（2）燃烧室：氧气和燃料通过各自的管道被输送到燃烧室，在此接触燃烧。（3）喷嘴：燃烧室中产生的火焰通过其底端的喷嘴喷发，对岩层表面进行灼烧。（4）冷却水出口，在燃烧器的中的井下燃烧器就像是一个喷气发动机， 在其内部产生的高侧面设有冷却水出口。
通过燃烧器产生高温火焰灼烧岩层表面使得表面与深层岩石产生一定的温度差从而使岩石发生碎裂；同时，由于不同岩石膨胀系数不同，在高温效果下膨胀效果不一样，从而使使得岩石发生碎裂。由于燃烧器在工作过程中距离岩层是有一段距离的，因而避免了与岩层接触而造成的磨损，增加了该设备的使用寿命，大大降低了成本。但是，由于火焰流单一，造成热能的集中，容易产生事故，针对该种现象，研究者对其进行了改进，增加了喷嘴的数量，使得火焰流增加，灼烧的点分散。
（二）碎岩机理
根据普雷斯等人对碎岩机理的研究，可知碎岩基本条件有两个一是温度梯度，二是应力。要达到这两个条件，要做到，加热面积足够小，加热速度足够块。
作用机理：当对井底岩石表层的局部进行迅速的高温加热将导致应力集中，并作用于靠近井底岩层表面的微小裂隙处， 使裂隙沿着平行井底岩层表面的方向发展， 形成附着于岩层表面的薄片并逐渐隆起， 到达一定程度后应力会突然释放， 导致薄片迅速地弹出岩层表面。若是已知岩石特性，可根据相关应力-温度公式估算出岩石碎裂所需要的温度。
在普雷斯等人研究的基础之上，特斯特、韦伯等人提出了解释碎岩机理的公式。
特斯特等人提出平行于岩石表面的压应力（σxx 和 σyy ）随温度的改变而改变， 二者关系如下式所示：
σxx= σyy= βr EΔT/（1 - v） （1）
式中：βr — — —岩石的线性膨胀系数；E— — —岩石的线性模量；ΔT— — —温度变化量；v— — —泊松比。
从上式可以看出，压应力与温度变化成正比例的关系，但是岩石碎裂的关键条件并未给出。而韦伯等人则给出了岩石碎裂的多种条件——微小裂隙的分布、 作用于裂隙处的应力大小、 应力作用面的面积等。同时提出了累积失效概率分布公式。
（2）
式中：σ— — —岩石中的压应力；σ0 — — —岩石抗压强
度；m— — —均匀因数；V— — —应力作用下的样品体积。
上式对于岩石碎裂的条件进行了描述，但是压应力和均匀系数均需通过实验测得。因而特斯特等人又针对此种问题进行研究解决了以下问题。
（1）确定了式（2）中压应力：通过岩石表面温度曲线确定压应力的分布，再通过式（1）求得压应力。
（2）得到相关参数的通式：
（3）
（4）
其中，式（3）为热通量公式，式（4）岩石碎裂时温度公式。在纵横比 C L 确定的情况下可以根据岩石特性求得相关参数。一般来说，纵横比 C L 的值是可以假设，大约在8--15之间，根据不同的岩石可以确定纵横比的大致范围。据特斯特等人的计算，岩石碎裂时的温度大约在400 ～550 ℃之间。
三、碎裂钻井技术的优缺点
（一）优点
（1）进尺速度快。（2）设备磨损少。由于燃烧器在工作过程中距离岩层是有一段距离的，因而避免了与岩层接触而造成的磨损；同时钻杆柱没有旋转， 因而相对来说磨损有所降低。
（3）能够灵活地改变孔径大小。（4）控制井斜。碎裂钻井的钻杆柱不需要旋转，而且井下燃烧器承受的压力小，所以大大减少了井斜现象的发生。
（二）缺点
（1）受地形限制，适用范围相对较小。（2）管道相对较多（包括氧气管道、燃料管道、冷却水管道），使得燃烧器结构较为复杂。（3）相较于常规犯法，碎裂钻井技术发生火灾的可能性更大。
四、结语
通过以上分析，我们了解了目前地热资源开采一些现状，即传统钻井技术周期长、成本高，当前地热开发项目亟需引入新的技术来改变目前的局面以提高地热资源的利用率，提高开发工程的经济效益。关于碎裂钻井技术的缺点，目前研究者们也在努力寻求解决方案，相信未来，我们的工作人员会突破这些局限，将碎裂钻井技术进一步完善。
参考文献
[1]白占学，郑秀华，于进洋.碎裂钻井技术及其在地热钻井中的应用前景分析[J].探矿工程，2013，40（2）：81-84.
[2]张云鹏，马志伟，武旭.牙轮钻机钻孔能耗分析.金属矿山，2014，（2）：127-130.
关于中小钻井队钻井技术的探讨 篇4
1 国内钻井关键技术现状
1.1 定向钻井完井技术
随着我国社会经济的进一步发展和油田开采数量的不断增加, 定向钻井技术的重要性越开越受到人们的重视。目前定向钻井技术已在国内外石油开采行业得到了广泛的应用, 并在石油行业中占据了较高的地位。它类型多样, 有低斜度定向井、中斜度定向井、大斜度定向井, 使用方便灵活。但在使用灌溉技术的过程中又不可避免的存在许多问题, 包括定向仪问题、
轨迹控制问题、气体钻井井斜问题、井眼清洁问题等各个方面。随着我国越来越多的海洋、陆地的大型油田的开发, 定向钻井技术更得到了长足的发展和提高, 该项技术的重要性十分显著, 在实际油田开采中应通过科学合理的措施加以克服和解决这些问题, 以推动我国定向钻井技术、油田事业的发展, 促进我国经济的繁荣。
1.2 空气钻井完井技术
空气钻井技术作为近年来快速发展起来的一种钻井新工艺, 在大幅度提高钻井效率、提高钻井施工队伍经济效益的同时, 也存在着井斜控制难度大、地层出水、地层坍塌、井下爆炸等诸多问题。本文主要针对这些现状提出一系列改进措施, 以期在实际操作中尽量避免。
空气钻井技术能够避免产油层受到钻井液的污染, 有助于提高油井生产能力, 并杜绝由于钻井液的大量漏失而造成的不必要的浪费。对于高渗、裂缝性地层以及对入侵液体高度敏感的地层, 空气钻井技术是降低钻井液、滤液及固相侵入, 防止损害储层的一种有效方法。然而, 作为一门新的应用技术, 在我国, 空气钻井技术存在着井斜控制难度大、地层出水、地层坍塌、井下爆炸等诸多问题。
1.3 控压钻井完井技术
控制压力钻井 (MPD) 是为解决复杂地层钻井中出现的复杂问题, 提高钻井效率, 降低钻井成本的而发展的一种先进钻井技术, 已在国外得到广泛应用。而我国由于许多油田存在较多老井, 为避免不必要的损失和对油藏的损害导致开采剩余油层不得不用欠平衡钻井技术 (UBD) , 据调查, 我国许多大型企业的油田都需要欠平衡钻井技术来解决严重的漏失问题。同时, 由于在新疆油田、中国西部地区有的油井钻井密度较大, 难以控制泵冲次, 极易导致漏井, 井涌等问题。这种情况更需要采用MPD技术来精确控制井眼的压力。由于海上钻井平台日费用很高, 出现井漏或钻井中产生气体的井用常规的压力控制很难连续、安全地钻井。我国UBD和欠平衡完井的技术和装备正在逐渐完善, 应该相信, 从UBD发展起来的MPD、CMC技术在我国也一定会有广阔的应用前景。
2 国内钻井技术发展建议
与国外先进技术相比, 国内钻井关键技术仍存在许多差距, 主要表现为:
(1) 钻井装备技术仍有差距;
(2) 钻井随钻测量与控制高新技术差距明显;
(3) 复杂地质条件深井超深井安全高效钻井手段少、技术水平低;
(4) 提高油气井产量、剩余油采收率方面的钻井技术储备不足, 差距较大;
(5) 套管/尾管钻井和连续管/膨胀管钻井等特殊钻井工艺还有差距。
为解决钻井关键技术瓶颈, 满足国内日趋复杂和低渗透油气勘探开发生产需要, 缩短与国外技术差距, 建议加强钻井高端仪器装备和关键技术研发。未来应重点围绕提高油气井产量和油气采收率的钻完井、井下信息测传与控制、复杂地质条件下安全高效钻完井、深水钻井完井等4个领域的关键技术与装备开展攻关。进一步发展新型高效破岩工具、低成本的地质导向、自动垂直钻井、多参数LWD、多分支井、径向钻井、MRC钻井和精细控压钻井等高新技术, 深化气体钻井和水平井, 攻克旋转导向钻井、井下数据大容量快速测传、随钻导航、随钻地震和N D S钻井等技术, 推进钻井技术步入自动化钻井阶段;研发连续管钻井、膨胀管钻完井、微小井眼钻井和智能完井等一批核心技术和特色技术。提高低渗特低渗透油气藏、稠油和老油田剩余油开发效果, 明显减少深井超深井复杂事故, 大幅度提高钻井速度,
降低“吨油”钻井成本, 实现效益最大化。
3 钻井技术的发展趋势
进入21世纪, 我国钻井技术得到快速发展, 常规钻井技术得到进一步强化, 特色钻井技术优势明显, 钻井装备与工具发展迅速;深井钻井、欠平衡和气体钻井、水平井等方面取得了技术突破, 整体技术水平得到很大的提升, 与国外差距不断缩小。自20世纪90年代初开始, 世界钻井技术进入快速发展期, 随着钻井技术新时期的到来, 钻井技术已经成为打开和建立油气通道, 已经成为提高油气井产量、提高采收率等增储上产的新途径和主要手段。成纵观世界钻井技术发展, 总体来讲呈现出以下发展趋势:
(1) 钻机设备呈现新特点, 表现为专业化钻机得到快速发展;规模向两极化方向发展;钻机控制实现自动化、智能化;大力发展新型石油钻机, 采用人性化设计。
(2) 实现技术创新, 不断研发高新技术, 实现优快钻井, 达到降低钻井成本, 及时发现和保护油气层。
(3) 提高仪器精准度, 井下随钻测量和控制仪器与工具朝信息传输多通道、大容量、精确快速、智能化和自动化方向进一步发展;
(4) 探索新型钻井方式, 例如新型杆管钻井呈现多样化、技术逐步配套完善、应用快速增长态势。
(5) 注重钻井实效, 用钻井方式提高单井产量、油气采收率和开发效益已成为钻井发展的主导趋势。
4 结论
综上所述, 钻井技术的重要性决定了它的价值将不断提高, 未来可能向着高压高温、深井、超深井和复杂井等方向发展, 去解决更多生产实践中的问题, 更有望向着三维可控与可视化钻井技术方向大力发展, 实现钻井生产实时监测系统的广泛应用, 运用结构化和模块化对应用软件进行设计、编程、调试及维护, 使应用软件具有良好的维护性、容性和友好界面。在测井、固井、完井等作业中更有利于实现误操作现象, 亦可由相应的仪器来采集各作业的油气钻井数据, 实现钻井技术的更有效控制和改善。
摘要：本文开篇简明提出了国内中小钻钻井面临的严峻形势, 介绍了我国定向钻井、空气钻井和控压钻井这三项钻井关键技术取得的一些进展, 阐明了技术运用中出现的问题, 表明了与国外差距的主要原因。基于这些问题, 给出了一些统筹发展建议, 并在此基础上, 探索和总结世界钻井发展的新特点和发展趋势。
关键词：钻井技术,统筹建议,发展趋势
参考文献
[1]沈忠厚, 黄洪春, 高德利.世界钻井技术新进展及发展趋势分析[J].中国石油大学学报 (自然科学版) .2009 (04) [1]沈忠厚, 黄洪春, 高德利.世界钻井技术新进展及发展趋势分析[J].中国石油大学学报 (自然科学版) .2009 (04)
[2]周英操, 崔猛, 查永进.控压钻井技术探讨与展望[J].石油钻探技术, 2008 (04) [2]周英操, 崔猛, 查永进.控压钻井技术探讨与展望[J].石油钻探技术, 2008 (04)
现代钻井技术试题 篇5
《现代钻井技术》大作业
注意事项：
1、以书面形式手写（纸张大小为A4纸，封面按照统一格式）完成大作业。
2、作业上交截止时间为：2009年10月17日。
3、打印、抄袭、雷同作业一律按零分论处。
一、解释下列基本概念5分/每题
1、特殊工艺井
除用常规钻井工艺钻的直井之外的井统称为特殊工艺井。
2、大位移井
国际上普遍采用的定义是指井的水平位移与垂深之比等于2或大于2的井称为大位移井。
3、欠平衡压力钻井
欠平衡压力钻井是指在钻井过程中钻井液柱作用在井底的压力（包括钻井液柱的静液压力，循环压降和井口回压）低于地层孔隙压力。
4、地质导向钻井
它可在钻井作业的同时,能实时测量地层参数和井眼轨迹,并能绘制各种测井曲线的一种钻井技术。这种随钻测井(LWD)地质导向钻井技术是国际钻井的前沿技术。其原理是,由随钻测井仪,测出油气层的渗透率或电阻率后,将信息发至地面的闭环钻井调控台,经电脑优选参数自动下达指令给井下随钻测斜监控仪,以便按照指令增斜、减斜或调控方位。还可跟踪油层电阻率、渗透率,并指导轨迹控制,能在薄层内水平钻进。这一操作原理,又称为地质导向(geological steering)。这种钻井对保护油气层,提高钻井成功率、降低作业风险,提高钻井效率和降低钻井成本均具有显著的效果。
二、回答下列问题10分/每题
1、欠平衡压力钻井的优越性？
1.减轻地层伤害，解放油气层，提高油气井产能。对于低渗油气藏，压力衰竭的油气藏，这一优势更为突出。
2、有利于识别评价油气藏。钻进过程中井内钻井液柱的压力低于地层孔隙压力，允许地层流体进入井内，这有利于识别和准确评价油气藏。
3、减少完井后地层改造的费用。
4、明显提高机械钻速。欠平衡压力钻井比超平衡压力钻井井底岩石容易破碎，而且井底易清洗，机械钻速大幅度提高，同时减轻了钻头磨损，提高钻头的使用寿命。
5、减少或避免压差卡钻和井漏事故的发生。
6、节约钻井时间，降低钻井费用。
2、钻井过程中地层伤害的主要方式？
(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道；(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙；(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道；(4)产生水锁效应，增加油气流动阻力。
3、大位移井的特点？
（1）、水平位移大，能较大范围地控制含油面积，开发相同面积的油田可以大量减少陆地及海上钻井的平台数量；（2）、钻穿油层的井段长，可以使油藏的泄油面积增大，可以大幅度提高单井产量。
4、发展特殊工艺井钻井技术的意义？
采用特殊工艺一般是结合该井的具体情况如地层岩性，地应力，地层压力等，以便配置合适的钻具，井身结构，钻进参数，从而实现快速钻井，节约成本的目的。
三、论述题 20分/每题
1、结合本油田油气藏的特点，谈谈如何用钻井的手段提高采收率。
一.项目背景
全球能源逐渐显现紧张态势，并且各行业要求可持续发展呼声日高。所以总公司对油层保护工作力度逐渐在加大，要求最大程度地利用有限资源。
屏蔽暂堵保护油气层钻井液技术主要用来解决裸眼井段多压力层系地层保护油气层技术难题，其原理是利用钻井液液柱压力与油气层孔隙压力之间的压差和钻井液中的固相，在油气层被钻开的极短时间内在近井筒井壁附近形成渗透率接近零的屏蔽暂堵带，此屏蔽暂堵带能有效地阻止钻井液、水泥浆中的固相和滤液继续侵入油气层，对油气层造成污染，形成的屏蔽暂堵带能够通过射孔解堵。
二.两溶性暂堵剂的研发依据
油层保护工作的最终目的尽可能使产层保持原始状态以获得最大的产能，那么如何实现这个目的呢，那就是尽量减少泥浆中的固、液态物质进入产层，即使不可避免的进入产层，也要做到液态物质尽量不影响产层，固态物质能够在日后的处理工艺中被处理掉。两溶性暂堵剂本着以下两点原则进行油层保护工作的。
1.直接对产层进行可恢复性封堵，减少其它固相颗粒进入地层。
2.提高泥饼的致密度，降低液相物质进入地层
三.产品作用机理及特点
1.用特殊工艺使对地层进行封堵的微粒子的直径可塑可变以适应不同直径的孔喉。
2.在地层刚被打开形成瞬时失水的瞬间，产品中的油溶性微粒优先吸附在地层表面，在压差作用下对地层孔喉进行封堵，阻止固体颗粒进入地层。
3.瞬时失水结束，泥饼形成阶段中，产品中水溶性部分与粘土颗粒作用，使泥饼更加致密，降低泥浆失水，减少液相对地层的污染。
4.因为产品微粒形状可塑，粒径可变，所以适应性非常广，尤其适用于底孔隙度、低渗透率的地层。
四.对作用机理的分别说明
(一)产品为粒径可变的膏状体系
固体堵剂的暂堵颗粒尺寸是固定的,其适应不同孔隙直径的地层有其局限性。
而两溶性暂堵剂通过特殊工艺把堵机颗粒分散成不同直径的可塑性颗粒, 其直径覆盖范围大且粒径可变,能更好的适应不同地层,而目前实现此目的的较为可行的工艺就是膏状体系。
(二)两种方式的暂堵过程
FLOCK对地层的封堵分两种情况, 其一 就是当堵剂颗粒尺寸大于地层孔隙是的封堵过程;其二是堵剂颗粒小于地层孔隙的情况。这两种情况下的封堵过程是不同的。
1.当堵剂颗粒大于地层孔隙时
a.覆盖.b.变形挤入.c.形成铆钉式封堵.由于堵剂颗粒大于孔隙直径，所以堵剂首先覆盖在孔隙上，又因为堵剂颗粒是可塑性的，于是在泥浆压差作用下部分挤入地层，在压力平衡和泥饼形成后，形成类似铆钉式的封堵。这种方式适用于低孔隙、低渗透的地层。
2.当堵剂颗粒小于地层孔隙时
a.填充.b.挤压合并．
b.形成填充式封堵.由于堵剂颗粒小于孔隙直径，堵剂直接填充在孔隙中，同样因为堵剂的可塑可变性，堵剂之间发生粘连，加之泥浆压力的作用，形成填充式封堵。这种方式适用于高孔隙度、高渗透率的地层。
(三)增加泥饼的致密性
FLOCK具有独特的双溶结构, 形成泥饼的粘土颗粒是亲水性的, 而FLOCK的水溶部分也正好具有亲水结构,这种亲水基团携带可塑的亲油部分吸附在粘土颗粒表面,由于亲油部分是可塑的, 所以提高了泥饼的致密度,表现在高温高压滤失量的降低上。
五.FLOCK的技术指标
为了准确体现该产品的上述特性，特制定了如下技术指标，标准号为Q/12DGY3491-2004。
项目指标
外观 深褐色或黑色膏状物
油溶率，% ≥85
水溶率，% ≥50
高温高压滤失量，mL（120℃）≤30
荧光级别 ≤
4六.现场实验及使用情况
自2004年以来该技术首先在枣83×
1、歧北
21、港东12 ×1等13口井上作了试验，根据实验数据统计，产层表皮系数平均为-2.38，最低为-4.02，充分显示了该产品对产层优异的保护作用。从2005年到现在，在勘探、开发及评价等上百口井上应用，使用结果显示该项技术保护油层效果可靠稳定，现场易于操作，不影响泥浆其它性能，解决了以往现场施工作业中存在的泥浆发泡、提粘、糊振动筛等问题，取得了成功。
七．关于成本问题
与传统产品先比，该产品在具有不可比拟的油层保护特性的同时，不增加材料成本。另外由于加量比传统产品少的多，降低了工人劳动强度，稳定了泥浆性能，减少了由于副作用而带来的复杂情况的发生。
2、科学化钻井的总体目标是什么？如何达到？
总体目标：
1.向信息化、智能化方向发展
2.向多学科紧密结合、提高油井产量和油田采收率方向发展
3.向有效开采特殊油气藏方向发展
如何达到：
1.能引进的采取引进一消化一创新的技术路线来跟踪前沿，不能引进的国内自主开发；
2.在水平井钻井技术、多分支钻井技术和欠平衡压力钻井技术三大新钻井技术方面，我国目前还有许多基础工作要做，建议有计划地组织攻关；
栗1井基岩钻井技术 篇6
关键词:栗1井 基岩 工程设计 难点 措施 施工 建议
1 栗1井施工技术难点
1.1 基岩井段因地层原因而使钻井钻速十分缓慢
栗1井基岩不仅层段长,而且埋藏深,位于2100-3500m,岩性大多属于灰(白)色荧光大理岩及部分深灰色片岩,由于岩石坚硬致密、可钻性差、研磨性强,所以造成基岩井段机械钻速非常低。
1.2 基岩井段钻具磨损严重
基岩段因地层致密,研磨性极强,机械钻速缓慢,而使钻具磨损特别严重。尽管采用具有滑动轴承、金属密封、特别保径、掌背强化结构特点的钻头和高速马达钻头,一定程度上提高了基岩段钻头寿命和机械钻速,但钻头的磨损仍然严重,不但外径平均磨损2～4mm,而且内、外排齿磨损也很严重,牙齿高度一般磨损2～4mm;同时钻柱因振动而造成的“蹩跳钻”,对钻头轴承磨损及牙齿磨损、掉牙齿、断齿影响也特别大,使得所用钻头不得不硬性规定纯钻时间一般不得超过60h、浅层钻进不得超过150m、深层钻进不得超过80m,从而减少了钻头的正常使用寿命。
1.3 基岩段钻进易出现钻具粘扣及断损
究其原因主要是以下几个方面造成:①钻具在基岩地层钻井时所受的复杂应力、交变应力和振动远大于其它岩性的地层;②钻具在长期工作中承受拉伸、压缩、弯曲、扭切等复杂应力;③钻具在弯曲的井眼中转动,一方面以自身的轴线为中心进行旋转,使钻具靠井壁的一边受拉力,离井壁的一边受压力,每旋转一圈,拉压应力交变一次,如此形成频繁的交变应力,促使钻具早期破坏;另一方面由于有强烈的钻具共振,因此不能排除由于井眼弯曲引起的弯曲应力对钻具造成的疲劳破坏;④钻进时的跳钻、蹩钻,既使钻具产生纵向振动,又使钻具产生横向振动,对受压部分的钻具破坏极为严重,所以在坚硬的基岩地层钻进容易发生钻铤事故。
2 采取的针对性技术措施
2.1 优选钻头类型
通过分析邻近基岩井返出的岩屑和所用钻头的实际使用情况(包括机械钻速、牙齿的磨损和折断、外径的磨损、及轴承的磨损等),栗1井筛选出具有金属密封、修边齿、巴掌强化、高抗研磨性等特殊功能的江汉HJT537GK、HJT617GH系列钻头,螺杆钻具选用MD537X钻头,且现场应用也取得良好的效果。
2.2 优选钻具组合和优化钻进参数并推荐使用减震器
以往基岩井基岩层都比较薄,基岩段大都采用三扶刚性满眼钻具或光钻铤钻具钻进,此2种钻具虽然强化了下部钻具的刚度,但由于钻挺加量一般比较多,远超中和点,所以常发生刺、断钻具和粘卡事故。为此,栗1井钻进长基岩段简化了钻具结构,采取双扶正器或单扶正器钻具(螺杆钻具除外)。合理的钻具组合和钻井参数能有效降低钻柱的振动幅度,可以达到防断打快的目的,所以对钻头加压和转盘转速应加以规定,以确保钻柱通过调整钻压来实现不断变换的中和点始终位于加重钻杆上,防止钻柱发生断、刺、粘扣事故,现场主要采用低速重载的钻井参数,即钻压18～22t、钻速50～60 rpm。另外,通过基岩层钻井和研究发现,带扶正器的钻具使用减震器可有效降低钻柱的振动强度,而且双减震器比单减震器防震效果更好,同时得出减振器的最佳安放位置应该在距钻头9.8～47m 处。
2.3 使用含有耐磨带的钻杆和镶有特殊硬质合金材料的扶正器
基岩钻井对钻具磨损比较严重,使用常规扶正器时,一幅新扶正器入井不长时间外径磨损便可达3～5mm,更有甚者磨损量高达7～8mm,造成钻具快速失效,这样既不利于井身轨迹控制,又造成频繁起钻更换钻具组合(或换新扶正器),同时为下步使用正常尺寸的扶正器带来大段扩眼的复杂情况,而且会因操作不慎造成小井眼卡钻风险。所以,为减少钻具磨损,避免钻具提前报废,现场采用敷焊耐磨带的高强度钻杆和使用特殊硬质合金材料的扶正器。
2.4 优选钻井液体系
基岩钻井所用钻井液一般为低密度低固相聚合物磺化钻井液体系,密度一般为1.07—1.13g/cm3、粘度45—60s。大段基岩在钻进过程中要根据实际地层情况及时调整钻井液性能;同时还要根据处理剂的消耗不断持续的补充;而且有时还要根据实际需要添加其它处理剂,如发生漏失时加入单封、复合堵漏剂等。
3 施工过程
3.1 基岩段施工
进入基岩地层后,依据待钻井眼轨迹设计,首先下入双扶微增钻具钻进,钻进至2406m时井斜7°、方位14°。鉴于井底方位偏大16°而且需要增斜,所以接下来下入1°螺杆钻具,该钻具钻进至2494m,把井斜提至22.8°,方位调到254.15°。之后继续下入双扶微增钻具,该钻具除2686m取心6m外一直钻进至2705m,把井斜提至25.9°,方位右漂到5°。鉴于井斜增加较慢,之后下入了双扶强增钻具,在钻压20t、转盘转速60rpm的工况下该钻具钻至2865m,把井斜提至31.7°,方位稳在5°。接下来重新下入双扶微增钻具,钻至3139m时井斜增至32.8°,方位右漂到10.5°。接下来下入的双扶微增钻具钻至3278m时曾发生漏失,通过加入单封、复合堵漏剂仍不能完全堵漏,最后只好采用边漏边钻的方法下入光钻铤钻具钻进。整个基岩段钻井液采用聚合物磺化钻井液体系、属于低密度聚合物混油防塌钻井液配方,密度1.05—1.12g/cm3、粘度47—57s。
3.2 侧钻施工
该井实际侧钻从2103m开始,选用1.25°单弯进行,侧至2178m完全出新眼,此时井斜12.7°、方位24.15°。接着下入单扶稳斜钻具钻进,钻进至2388m时井斜10°、方位23°。依据待钻井眼轨迹设计,接下来需要下入0.75°螺杆钻具增斜,该钻具钻进至2515m,把井斜提至17°,方位调到11.15°。之后下入另一种双扶微增钻具,该钻具钻过A靶(斜深2687m)一直钻至2752m,把井斜提至24°,方位右漂到22°。鉴于井斜增加较慢、方位右漂太快,所以二次下入0.75°螺杆钻具进行增斜和左扭方位,钻至2823m时把井斜提至32.1°,方位左扭至6°。接着又下入上面的双扶微增钻具,该钻具钻至3055m,井斜增至34.85°、方位大致稳在10°。紧接着再次下入单扶稳斜钻具,该钻具钻至3281m,此时井斜降至24°、方位右漂到23.85°,已接近B靶。余下(3281～3467m)井段采用光钻铤钻具、光钻杆钻具钻完。
4 结论及建议
4.1 用加重钻杆代替部分钻铤,可防止钻柱发生断、刺事故。
4.2为避免强烈的振动,降低振动频率以减小振动幅度,尽量采用低速重载的钻井参数。
4.3应使用耐磨性钻杆和镶有特殊硬质合金材料的扶正器,以减少钻具磨损,避免钻具提前报废。
4.4在能使用扶正器的情况下尽量使用扶正器,提高钻柱抗屈曲的能力。
4.5使用加重钻杆和无磁承压钻杆,并在钻井液中加入足量润滑剂,可降低摩阻、减少井下事故的发生。
浅述含砂钻井液冲击钻井技术 篇7
随着钻井技术的不断发展, 如今的机械钻速已与过去不可同日而语。但面临一些特殊地层, 其单米钻进速度仍相对较低。于是针对这些特殊地层产生了一些特殊的钻井技术, 如:空气钻井技术、冲击钻井技术等相对先进的钻井技术, 部分解决了机械钻速慢的问题。但是, 出于工艺上的需要, 其所配的辅助设备多, 操作流程复杂, 占地面积大, 安全隐患较多, 使用成本居高不下, 这在一定程度上严重影响了这些技术的使用和发展。
科学技术的发展源于对生产、生活中所遇到问题的解决。针对钻井提速的要求和安全生产、降本增效的需要, 综合现有钻井技术, 在现正使用的钻井技术进行改进, 无疑是发展新型钻井技术的一条出路。
2 冲击钻井技术之简述
冲击钻井技术就是通过使用暴力冲击手段, 对岩层进行破坏钻进的一种钻井技术。对岩层冲击破坏可以通过两种方式进行, 一是通过高频振动的冲击钻头快速破坏岩层结构以达到掘进效果;二是通过在钻井液中添加冲击颗粒, 以高泵压推动冲击颗粒对岩层进行破坏以达到掘进效果。
在实际工作中, 冲击钻井技术使用的并不多。究其原因, 主要是其所需辅助设备繁多, 工艺复杂, 成本高昂, 并不适用于经常搬迁、成本一降再降的钻井市场。虽然在工艺试验中此类钻井技术足以验证其理论成果, 但脱离现场情况的现状, 令冲击钻井技术并不能很好地付诸于实际钻井工作。
3 含砂钻井液冲击钻井技术之概述
以转盘和水动力螺杆双驱动PDC钻头的钻井技术已经非常成熟, 高泵压状态下的钻井液在经过螺杆时形成的高压喷射水流, 可对地层形成一种冲击力。如果能在钻井液中加入一定比例的颗粒物, 就能很好地利用钻井液的冲击力, 加大对岩层表面的冲击破坏力, 再辅以转盘和螺杆的双驱动力, 可增加对岩层的切削, 实现对冲击破碎与平面切削相结合的双重破坏力, 进一步提高钻井速度。
含砂钻井液冲击钻井技术之本就是在原有钻井液基础之上, 通过在钻井液系统中添加相当比例的颗粒物, 颗粒物比例不低于25%, 颗粒物以磨圆较好、硬度较高的石英砂或压裂砂为宜。当颗粒通过储砂罐进入到混浆罐后, 经过搅拌器的充分搅拌, 由泥浆泵直接泵入到管柱之中。经由水动力螺杆和钻头水眼的高压喷射, 以达到对岩层每分钟数百万次的冲击, 经过冲击的岩层再经过P D C钻头的切削, 其单米钻时将会得到大大提高。
4 含砂钻井液冲击钻井技术之工艺要求
较之常规钻井技术, 由于需要对冲击颗粒进行储备, 需要按需添置储砂罐。为减少地面设备, 储砂罐可与固井灰罐通用。钻井液与砂料的混合完全可以在二号罐中完成, 不需配备专用混浆罐。这既减少了设备的占用, 又节约了场地。但对混浆泵的要求较高, 须适用混浆钻井液, 在不降低泵冲的前提下, 拥有足够动力推动定量混浆流动。
由于混浆对钻具内壁的磨蚀较大, 为减少钻具穿刺等情况发生, 须使用钢级较高的钻井管柱。在高压、高磨蚀状态下的管柱, 普通管柱的耐受力和耐受时间相对较差, 易造成频繁起下钻之结果。
对于钻井液出口的除砂装置, 须使用网眼直径大于砂料直径的筛布, 在筛除掉井底岩屑后, 砂料可再次进入循环系统进行使用。泥浆技术人员只需定期测量钻井液中的含砂百分率, 及时补充砂料, 无需重新添加。
当完成钻井任务后, 砂料可从钻井液中筛除、收集, 以便下口井继续使用。这既可以降低成本, 也可以达到清洁生产的标准。
5 含砂钻井液冲击钻井技术之前景
含砂钻井液与双驱动PDC钻头结合的冲击钻井技术, 可大大提高钻井速度, 理论上能将机械钻速提高10-15%。在保证成本可控的条件下, 降低建井周期, 增加钻井效益。此技术的使用相对简单、安全、可靠, 钻井液转换快捷, 理论验证方便, 能够快速投入到实钻工作中。得到推广使用后, 将是钻井技术的一次突破, 以解现有钻井速度无法有效突破之处境。
6 含砂钻井液冲击钻井技术所面临的问题
(1) 由于要在钻井液系统中添加砂料, 这在一定程度上将会对钻井液系统的配方和稳定性有一定的影响。需在实验室内进行加砂后的钻井液系统进行验证, 以便获得砂料与钻井液的实用混合比例, 既不影响钻井液的功能, 又能达到对地层的最佳冲击效果。
(2) 含砂钻井液对循环系统和管柱的损伤较大, 需使用性能较好的泥浆泵和等级较高的钻具。并在前期摸索泥浆泵和管柱对含砂钻井液的耐受力。以便获取相关数据, 制定使用手册, 减少井下事故的发生。
(3) 砂料的循环使用及破损后的砂料的分离。经过多次冲击后的砂料会有一定数量的破碎, 起不到冲击作用, 需要被分离出来。被分离出来的砂屑会混到钻井液系统中, 部分影响到钻井液的性能, 因此需要对钻井液配方进行即时的调整。
7 结语
钻井技术 篇8
经济技术的不断发展, 促进了钻进技术的更新, 无论其勘探环节、开发环节还是采油环节等都得到了一系列的更新应用。由于其套管钻井技术的先进性, 其实现了我国油田工程的广泛普及, 实现了其现场试验环节、工期控制环节、成本环节的稳定运行, 稳定了我国的油田开采的经济环境。
1 套管钻井工艺技术的特点分析
套管钻井工艺的开展, 需要进行套管设备的应用, 通过对其顶部的驱动装置的有效应用, 保证其设备的选装, 有助于其工作模式的深化发展。由于其套管的传动旋转, 实现了其套管端部工具组钻头的旋转, 满足了实际钻进工作的需要。为了保证开采环节的优化, 我们要进行钻头环节的深化应用, 进行其扩孔钻头的应用, 以有助于钻井环节的控制。
在该技术的应用过程中, 钻头实现了相关部位的固定, 其固定于一个专门的位置, 通过其工具组的锁定应用, 实现钻头与相关设备的连接。在工作过程中, 钻头的更换, 需要进行锁定装置的应用, 通过对其绞车设备的应用, 进行套管模式的深化, 促进其新钻头的有效应用。在此环节中, 我们要进行绞车设备及其套管设备的应用, 以方便于钻头更换环节的优化。保证钻头的钻井环节的优化, 该过程中发展, 也是下套管模式的发展, 在钻头工作完毕后, 就可以进行固定作业的开展。
在套管钻井的应用过程中, 其制造的井眼相对于普通的钻井井眼的直径要小一些。其扩眼钻头的自身尺度是影响其井眼尺度的重要因素。为了促进其固井工作的开展, 我们要进行其井眼及其套管间隙环节的优化, 进行套管钻井工艺的健全。实现对常规钻杆的避免, 进行套管的有效取代, 保证其钻井作业的稳定运行。该模式的应用, 方便钻进工作的开展, 保障其质量效率的提升, 确保其钻杆采购环节、检验环节及其运输等环节的优化, 实行了对人力财力物力的有效解决, 确保其下钻时间的降低。在钻井过程中, 其实现了对传统的下钻环节的优化, 进行专用绞车的应用, 保证其下钻头环节的质量效率的提升。实现了传统的钻杆起下钻局限性突破, 方便了钻井工作的迅速开展。通过对该模式的深化, 优化了工作时间, 避免了一系列的钻井事故的产生。其套管钻井井眼环节的优化, 也有利于降低地层膨胀的发生率, 满足了钻井工作的需要, 降低了井壁坍塌等的现象。我们也要进行井筒的套管环节的优化, 满足井控控制的需要, 保障其卡钻现象的避免。
2 套管钻井技术的应用范围分析
随着经济的发展, 我国的套管钻井技术不断得到更新, 有利于我国的钻井工作的开展, 其应用范围也在不断扩大, 实现了对相关油区的应用, 比如油层埋藏深度较稳定的油区, 通过对其套管钻井模式的深化应用, 确保其固井完井模式的深化, 满足其射孔采油环节的优化, 促进其测井工艺系统的健全, 实现对储层深度的有效测量, 进行储层发育情况的有效评价。在实际工作中, 为了保证钻井环节的稳定运行, 我们必须要实现对油层发育情况的深化了解, 实现其埋藏深度的稳定, 保证其实际工作的需要。这需要我们进行套管的钻井的深度设计环节的优化, 通过对其相关油区区域的选择, 满足钻井作业单需要。比如对发育比较稳定、地层倾角比较小的油区的选择, 确保其井斜结构的避开。井斜结构的存在不利于其完钻井深及其垂深环节的优化, 导致实际工作差异的提升。影响井斜的因素也是比较多的, 比如其地层的裂缝程度, 断层程度等都或多或少的对井斜存在影响。为此我们要进行设计套管钻井区域地层倾角的设计, 实现对套管钻井井斜的有效控制, 以方便实际钻井工作的开展。
我们也要进行就位钻机基座环节的优化, 保证其设备的有效应用, 满足钻井工作的需要, 保障其设备管理体系的健全, 确保套管钻井准备工作的开展。在此过程中, 我们要进行梯形扣套管的应用, 进行套管钻进安全系数的提升。在梯形扣套管的应用过程中, 我们也要进行卸扣钻头优选环节的优化, 以方便该环节的正常开展, 保证该钻头的扭矩力的降低, 这就需要我们根据实际工作情况, 进行PDC钻头及其牙轮钻头的选择。在选择钻头的同时, 还要求选好水眼。水眼过小, 总泵压高, 对套管内壁冲蚀严重, 长时间高压容易损坏套管;水眼过大, 钻头处冲击力低, 将影响钻井速度。
3 套管钻井技术的施工环节分析
为了保证其套管钻进施工系统的健全, 我们要进行井斜控制环节的深入分析, 以有利于其井斜控制环节的优化, 实现钻井眼的垂直深度的规范, 满足油层的埋藏深度及其钻进深度的吻合的需要, 促进其井斜环节的有效控制。在此过程中, 我们要进行其钻进环节的控制, 以方便套管钻进工作的开展, 实现其加压环节的优化, 避免其井斜现象的出现, 确保其钻压环节的控制。以方便套管钻井工程的推动。在此过程中, 我们要进行PDC钻头的选择, 实现对其转盘转速的有效控制, 控制在一定的频率内, 保障其低转速钻进工作的开展, 以有助于实现套管柱的稳定性, 保证其井斜环节的控制。套管钻井完井后, 套管柱直接留在井内, 因此对套管保护很重要。要使用套管丝扣胶。套管依靠丝扣密封, 在套管钻井过程中, 要使用套管专用胶, 保证丝扣部位密封可靠, 联接牢固。套管防腐问题。套管钻进时, 由于旋转, 外壁受到磨损, 其外防腐层容易脱落。内壁受到钻井液的冲刷, 内防腐层也受到冲蚀。一是要求用于钻井的套管, 做好内外涂层防腐;钻井中采用低转速小钻压钻进, 有利于减少套管外壁的磨损, 采用增大钻头水眼尺寸, 降低管内泵压, 减少钻井液对套管内壁的冲蚀。
我们通过对钻井参数环节的应用, 保证其钻压的有效控制, 避免出现套管弯曲的现象, 从而促进套管扭矩频率的降低, 避免钻进过程中的相关套管事故的发展。实现对其转速控制环节的优化, 有助于低转速钻井环节的优化, 有效降低套管柱和井壁之间的摩擦系数。我们需要进行总泵压的控制, 避免钻井液的对于套管柱的侵蚀, 从而降低冲蚀磨损, 以方便实际套管钻井施工工作的开展, 满足工作的质量效率的提升的需要。钻头上部、套管柱底部安装回压凡尔, 有利于固井施工后能实施敞压侯凝。完钻后要处理好钻井液的粘切性能, 并充分循环洗井, 为提高固井质量做好准备。固井施工采用压塞碰压固井, 碰压后试压, 并尽可能敞压侯凝。如果敞不住压, 可实施蹩压侯凝, 所蹩压力为最大替压三分之一左右, 并分别在3小时后放掉50%, 8小时后放尽。套管钻井在大庆地区目前适用于700米以内, 且地层稳定区域。
为了保证工程的稳定开展, 我们要进行井斜环节的优化, 以方便套管钻井井深环节的控制, 实现其套管钻井深度的控制, 这就需要我们进行钻压环节、钻头类型环节及其施工技术环节的优化, 保证其套管的综合效益的提升。固井工艺有待进一步与套管钻井工艺进行有机结合, 着重解决固井质量问题。套内测井技术, 油、气、水判别技术有待进一步发展, 以满足套管钻井技术进一步发展。套管钻井范围进一步扩大的需求。
4 结束语
钻井技术 篇9
由于传统钻井作业污染高、经济效益差, 极不适应目前节能减排、低碳环保的需要也不利于石油企业经济效益的提高。尽管网电钻井技术前期成本投入可能相对较高, 但其具有的优势完全能弥补投资成本的增加, 且网电钻井技术完全能满足当前钻井作业的需要。本文分析了网电钻井技术的优势与其在钻井作业中的应用。
1 网电钻井技术的优势
在钻井行业中, 柴油不仅是钻井的动力来源, 也向井队供给电能。供电设备是主发电机和备用发电机, 在发电过程中会消耗大量柴油。为了防止主发电机当机影响井队用电, 需要定期对备用发电机进行启动试验, 确保其能正常供电。在实验过程中, 同样会造成柴油损耗, 且发电机启动更加耗能。而在冬季, 如果当地温度较低, 柴油机会存在难启动的问题, 影响井队正常使用。柴油机购置成本较高, 其容易出现故障, 对其维修需要支出一定的资金成本和人力成本。此外, 柴油机不宜搬运, 占用地方大。国家电网经过这几年的发展, 基本能覆盖到可能需要电力的区域。与之前相比, 现有电网供电能力更高, 能满足绝大部分生产、生活需要。线路基本实现了轻负荷、短线路、双电源的要求, 也更加安全、可靠。因此网电钻井技术具有诸多优势:a) 随着油价不断上涨, 柴油发电所需费用也越来越高。相对于柴油机组供电, 钻井生产使用网电可减少近2/3费用支出;b) 网电钻井技术能减少井队对柴油机的依赖, 尽可能减少钻井成本, 实现经济效益的提高;c) 应用网电钻井技术, 可减少柴油机的购置、维修、机油、滤芯、配件、保养等费用支出, 避免柴油机过度消耗和折旧, 延长柴油发电机的使用期限;d) 网电更加稳定、可靠, 能显著提升钻井设备性能;e) 应用网电钻井技术不会污染环境, 不会产生噪声、废气;f) 利用网电钻井技术不会增加操作人员操作难度。
2 实例分析不同类型网电钻井技术的应用
2.1 交流变频网电钻井技术的应用
ZJ70DB钻机应用交流变频网电钻井技术, 该钻机是由额定电压为600 V的电驱动控制VFD (变频器) 系统控制。采用10 k V的工业用电网进行进线, 为了满足VFD实用要求, 工业用电先经KYN28A-12型中置柜, 然后送给2台10 k V/600 V、1 600 k VA带自动有载调压的干式环氧浇注变压器进行降压处理。变压器输出后, 需经2台低压开关柜形成600 V的电网, 再由低压出线柜向VFD供电。为了避免VFD产生的谐波影响电源供电, 满足国家电网对谐波限制及功率因素的标准要求, 该钻机采用数字有源谐波滤波器对谐波进行无功总线补偿和抑制, 无功补偿功率因素超过0.9, 输入电流总谐波含量低于5%[1]。
采用交流变频网电钻井技术后, 整个网电钻井系统经合理的结构设计和布局后完全可设计在一座控制房内。该控制房由系统对外进出线窗口、高压室、低压室组成, 可遥测、遥控网电控制系统, 与石油钻机电驱动VFD系统实现网络通讯, 且操作方便。
综上所述, 应用交流变频网电钻井技术的关键是进行无功总线补偿和谐波抑制。此外, 还需要开关柜的支撑。
2.2 直流变频网电钻井技术的应用
ZJ70D钻机应用直流变频网电钻井技术, 该钻机由配备1台或2台变压器的电控系统控制。供电系统由SCR房的发电机和2台1 600 k VA、电压等级10 k V/600 V的干式有载调压变压器组成。进线柜连接着供电系统与电控系统。
应用直流变频网电钻井技术的难点在于功率因素低、负载变化快、幅度较大、谐波污染严重、系统电压波动频繁、无功功率大等, 所以通常在采用网电供电时, 会同时进行谐波治理、无功总线补偿, 提高用电质量, 避免无功电费支出。
相关数据表明, 在不进行谐波抑制和无功补偿的情况下, 应用直流变频网电钻井技术的功率因素仅为0.45, 产生大量无功电量, 供电质量较低。在进行谐波抑制和无功补偿的情况下, 功率因素可达到0.95以上, 减少了无功电量的产生, 可满足国家电网用电要求。综上所述, 应用直流变频网电钻井技术的关键是进行谐波治理和有源无功总线补偿。此外, 还需要网电开关柜的支撑。
2.3 网电钻井技术与机械钻机技术的复合应用
2.3.1 网电钻井技术
ZJ70LDB钻机复合应用网电钻井技术与机械钻机技术。采用10 k V工业用电网进行进线。供电系统由1台KYN28A-12型中置柜, 2台规格分别是10 k V/400 V、1 600 k VA和10 k V/690 V、2 750 k VA的带自动有载调压的干式环氧浇注变压器组成。经低压开关柜, 400 V变压器向原钻机VFD+MCC系统供电, 690 V变压器向690 V交流异步电动机供电。由于异步电动机谐波量较小, 不必进行谐波抑制, 不过由于采用了交流恒转速异步电动机, 需进行无功补偿[2]。
2.3.2 机械驱动技术
机械驱动技术的核心是2档变速箱、调速型液力耦合器、交流异步电动机。去除ZJ70LDB钻机原有的1号、2号柴油机耦合器组, 在底撬上安装一个电机驱动动力机组作为代替。为了应对不时之需, 3号柴油机耦合器机组并未去除。主要采用软启动来控制2台1 000 k W三相异步电动机。
2.3.3 现场安装调试情况
在设备到场后, 首先拆卸ZJ70LDB钻机原有的1号、2号柴油机耦合器, 由于电机驱动动力机组安装简单、工作量较小, 可在柴油机耦合器拆除后直接安装。安装完成后, 应进行空载调试与测试。改造后ZJ70LDB钻机的操作变化并不大, 耦合器充油阀充油调速还是由柴油机油门的脚踏开关或调压开关进行控制, 司钻操作人员非常容易上手, 不需要进行重新培训或学习[3]。
2.3.4 机电钻机网电使用情况
ZJ70LDB钻机改造后, 电机与柴油机并车运行正常。但容易出现2个电机驱动动力机组负载分配不均、变速箱脱档问题。经简单调试后能基本回复正常。
综上所述, 复合应用网电钻井技术与机械钻机技术能实现电机之间、电机与柴油机的并车运行, 具有运行可靠、容量大、功率因素高、调速方便、负载分配均匀、体积小、效率高等优势, 非常适合钻井工况需要。不过, 机电技术复合应用需要较高投资。
3 结语
在钻井作业中, 为提高经济效益和环境效益, 网电钻井技术的应用将越来越广泛, 网电也将逐步取代柴油作为钻井主要动力。尤其是近几年, 网电钻井技术日益成熟, 国家电网覆盖范围逐步扩大, 为网电钻井技术在国内各大油田的普及提供了技术条件和供电条件。应用网电钻井技术不仅能减少柴油机使用及维护的费用支出, 降低石油能源消耗, 提高经济效益, 还能减少噪声污染、空气污染、废弃物污染, 避免对环境进一步污染。总之, 作为一种节能减排的生产方式, 网电钻井技术的应用将越来越广泛。
摘要：中国的钻井作业长时间以柴油作为动力来源, 使用柴油不仅会导致钻井成本居高不下, 还会造成环境污染。实践证明, 合理运用网电钻井技术, 能减少柴油机使用及维护费用、减少废气与污染物的排放, 具有较高经济效益和环境效益。论述了网电钻井技术的优势, 分析了其在钻井作业中的应用。
关键词：钻井作业,网电钻井技术,优势,运用
参考文献
[1]赵永亮.网电钻井技术研究与应用[J].石油石化节能与减排, 2012 (5) :16-20.
[2]盛拥军, 徐建辉, 丁晓鹏.ZJ30型钻机网电改造[J].甘肃科技, 2008, 13 (7) :16-71.
钻井技术 篇10
1 完善石油开采技术的重要性
石油资源是世界上最主要的资源之一。随着社会经济的发展, 石油的供应已成为满足社会经济发展的基本条件。我国油气资源虽然比较丰富, 但在我国经济发展上仍不能满足其需要。其存在的问题主要包括三个方面:一是我国石油资源储存量不多;二是我国油气资源不均匀分布;三是由于石油开采过程中难度较大这些因素造成了我国石油能源供应量不足[l]。所以要满足我国对能源的需求, 就必须开采更多、更好的石油资源, 那么完善石油开采技术已成为工作的重点, 只有充分利用先进的石油开采技术, 才有利于石油的开采。
2 传统钻井技术所存在的不足
目前, 虽然比较传统的钻井技术能为勘探人员的施工提供极大的方便, 但在技术上仍存在一定的不足, 其主要体现在钻井费用较高、大量耗费人力物力等, 除此之外, 由于传统钻井机械的承载力及钻头冲击力较低, 钻头使用寿命短, 不仅不利于勘探工作, 还增加了勘探成本, 极大地影响了石油的勘探和开采工作。
3 液动冲击旋转钻井技术的原理
液动冲击旋转钻井技术是新开发的一种新型钻井技术, 该技术主要是通过综合了传统旋转钻井技术, 并在传统旋转钻井技术上进行了完善。更直白的说, 在传统的旋转钻井技术上增加了一个强有力的冲击器也就形成了这种新型的液动冲击旋转技术。这种冲击器具有非常强大的动力, 其主要是依靠钻井液的能力来推动活塞冲锤上下运动, 以此来撞击钻头。因冲击器具有巨大撞击力, 再加上钻头本身具有非常强大的动力, 这样一来加大了钻头的力量, 从而能更好更快地将岩石钻碎。钻井液或高压水是液动冲击旋转钻井技术的主要动力介质, 该技术主要是在旋转钻井基础上发展起来。在冲击器安装好之后, 结合了旋转钻与冲击钻, 大大增加了其动力。液动冲击旋转钻井技术强大的动力来源主要为液动冲击钻具, 同时由于钻井泵功率较大的原因, 进一步增强了钻井的冲击力, 不仅使钻头变得更加结实、耐磨, 还使钻井速度加快, 这样一来, 工作效率得到保障的同时也大大节省了成本支出。
4 液动冲击旋转钻井技术的优点
与传统的钻井技术相比较, 液动冲击旋转钻井技术是一个很大的完善, 在钻井工作中起着非常重要的作用。其技术特点主要包括以下两个方面:
(1) 液动冲击旋转钻井技术有更好的性能和耐磨性。与传统的钻井技术相比, 液动冲击旋转钻井技术性能增加, 耐磨性更好, 在勘探过程中, 由于井底的岩石分布是不规则的, 再加上极不平整, 这给勘探工作增加了很大的难度, 针对这一问题, 采用液动冲击旋转钻井技术可以得到很好的解决, 使用液动冲击旋转钻井技术在向下发生作用力时, 对于井底分布不规则的岩石该技术的静压力能将春很好的压持住, 并且作用力会增大[2]。在岩石开始发生破碎或松动时, 这股作用力还会不断增加, 最终使岩石都破碎。待岩石破碎之后, 液动冲击旋转钻井的作用力度会逐渐减小, 在这时两侧的剪切体会发生作用, 它能及时排除和修整钻头周围的碎裂岩石, 从而在剪切体的作用下破碎坑会比较完整。在这种冲击岩石的方式下钻头的力量就会完全作用在岩石上, 作用力增大时岩石就变得不堪一击, 这样钻井开采难度极大地减少了。
(2) 液动冲击旋转钻井技术有了更高的冲击载荷。液动冲击旋转钻井技术的冲击力更强大, 其冲击载荷高于静载荷, 更容易将井底坚硬且不规测的岩石击碎。在钻头接触到岩石的那一瞬间, 其接触应力可以达到最大值, 然后将其全部动力作用在岩石上, 这种情况下, 能将岩石轻易击碎。
随着勘探的不断深入, 液动冲击旋转钻井技术在钻头不断向下转动时, 岩石便会受到轴向压力的作用, 而这种情况下钻头上的硬齿就会长时间接触到岩石, 在高频冲击作用下, 岩石就很容易被击碎。
根据上述液动冲击旋转钻井技术的优点来分析, 比其他的钻井技术相比, 其能量更大, 工作效率更高, 而且在勘探工作不断深入的情况下其能量不会随之衰减。与此同时, 对于碎石头给钻头带来的阻力问题液动冲击旋转钻井技术也能很好地解决, 可以将井底碎裂的岩石很好地进行修整和排除, 从而为石油开采工作打下了一个很好的基础。
5 液动冲击旋转技术参数设定
(1) 冲击功参数选择。针对冲击器的冲击功参数, 主要根据岩石的特性来选择, 当前冲击功参数根据岩石冲击过程的经验研究确定为200~300J之间, 经实践证明, 要使破岩效果达到最好, 必须确保冲击功在600J以上, 但会对钻具轴承及头部产生较大的负荷, 从而容易缩短其寿命[3]。
(2) 冲击频率参数选择。通常情况下, 要确保冲击器顺利工作, 应将冲击频率设定在20Hz左右。
(3) 钻压参数选择。由于钻具的损坏速度、钻井速度以及钻井成本都会受到钻压的影响, 从各个方面考虑, 通常在设定钻压时都应使其比常规钻井设计的钻压大2/3, 这样以来, 能确保不重新起钻, 极大的提高了钻井效率。
总之, 要满足我国对石油能源的需求, 就必须不断提高钻探石油技术, 使用液动冲击旋转钻井技术能更好地满足我国石油资源开采的需要, 不仅能有效弥补传统钻井技术中所存在的不足, 还有利于在勘探过程中勘探人员寻找更丰富的能源, 从而进一步满足了我国对石油能源的需求。
参考文献
[l]陶兴华.提高深井钻井技术的有效方法[J]石油钻采工作, 2002 (5)
[2]张建阔.文先敏.液动冲击旋转钻井技术在石油工业中的新进展及发展方向[J].中国新技术新产品.2009, 10 (5)
泡沫钻井技术的应用与发展 篇11
关键词：泡沫钻井技术；理想新工艺
中图分类号：TE1文献标识码：A文章编号：1007-3973(2010)010-046-02
由于钻井液的侵入，造成了油气层润湿性的改变，降低油气层的相对渗透率，甚至产生水锁现象。所有这些作用的结果，必定会会大大降低油气层的渗透率，影响油气层产能。大量开发经验证实，要使遭到损害的油气层，恢复到原来状态，往往很困难，而且费用高。比较理想的手段应该以早期预防为主。
1、泡沫钻井分析
泡沫是怎样形成的呢?其实就是在容器当中混合的搅拌着气体、液体，然后气体相成为连续的旗袍分散到了液体当中去，从而形成了泡沫。可以说在所有的减小压力的钻井系统当中，泡沫的钻进是最为有用的。
作为泡沫来说，它是相对的比较多相、亚稳、可压缩、非牛顿的流体，它浓稠程度同我们日常生活当中的刮胡膏是非常相似的。
作为泡沫来说它的携岩能力非常强，就算是环空流速过低，仍旧能够进行钻井作业，并且实验也证明了，泡沫能处理的流速是非常高的。通常密度都是随着配偶魔的组成以及注入气体的变化而变化，并且可以通过对液体体积分数以及液体泡沫溶液的注入速度的调整来改变泡沫的组成。通过对泡沫特征值来定义泡沫的气体体积的百分数。通常雾的泡沫值，是在96％－99.99％，而泡沫的特征值是在55％-96％。钻井液的定义为数值低于55％的混合物。
2、泡沫作为钻井液的优点
去正确地设计泡沫溶液对于钻井来说是非常有利的，泡沫是最为有效的是地比重钻井液，它的携岩性能非常强，而且即使是在环空的流速低的术后泡沫仍旧非常有效，这样一来也就排除了像掘失的可能性，这样的低密度溶液有这样的好处：能够对转速进行增加，与此同时还能够让井底的压力非常低，对于那些欠平衡点钻井，钻井液的有效密度必须应当低于拙藏的孔隙压力，在当压力衰竭或者说是低压头的地区，进行有效地低比重液体选择受到相关的限制，相反而言，能够用泡沫获得比重达的值非常高，可以说这还是比较高的流体密度。
如果泡沫的摩擦因子偏高，那么在动态的泡沫流当中循环时，可以对静水压力还有摩擦压力进行计算，在这样的情况之下流体的化学性质是非常重要的，如果说泡沫破裂了，那么摩擦因子就会随着井底的压力一同下降，也是为了能够确保施工顺利以及对流体的化学性质的概括里阿杰，所以说进行合理的发泡剂的选择是非常重要的。
2.1输送岩屑
在具有表面活性剂的时候，那么在水中就应当用比较分散的细小结实气泡从而来产生流体的携岩能力之外，泡沫还能够更替掉井下的大量倾入流体，在倾入流体达到一定值的时候，仍能够进行泡沫钻井的作业。
到目前为止，对于泡沫的讨论仍旧是集中在直井当中，对于一些作业者很多时候可能会造成井中泡沫的可行性。虽然说，在水平井市场当中结合了泡沫独特的流体化学性质以及欠平衡钻井有着两大明显好处。经过实验也表明了，在携岩连续的流动当中，钻井液越是均匀，那么携岩能力受到的限制也就越大，对于欠平衡的钻井流体，泡沫带给钻屑以及其它随排尿的携带都提供了非常良好的介质输送。
2.2环空流速
近些年来的研究主要就是几种在环空流速过大所引起的沖蚀的不利影响上面，很多的基本结论表明了在钻大多数的地层期间，都有着一个临界流速，不能够超过这个临界流速，否则就会造成并眼的不稳定，泡沫在环空流速比较低的时候也非常有效。柔和的流体介质在速敏页岩和半胶结地层中是非常有用的。并且还在进行进一步的更深入的研究，这些都是为了能够去更好地理解泡沫以及空隙压力的分布、圆周应力以及其他井眼稳定问题间的关系。
2.3泡沫钻井非常具有灵活性
作为泡沫来说，它是最具有效的低比重的钻井液，在地面当中能够去非常容易的进行水的控制，液体体积分数以及气体的百分数，这样能够达到一个足够的井底的压力，从而去更有效地钻井在钻井液中加入许多有用的化学处理剂，以便控制诸如页岩控制、腐蚀、井眼稳定、井下失火和其它意想不到的情况。泡沫中液体体积越高，井下失火的可能性越低，但不能全部排除。另外，如果使用氮气产生泡沫，而不用压缩空气，可以完全排除井下失火的可能性泡沫最重要的好处是作业者可边钻边开采，因为压缩流体体系是动态的，钻井液的连续循环对最最终结果很重要。泡沫通过有效传送微粒和提高井眼稳定也能减小对油层的损害，同时，泡沫较好的清洗使得渗透率最大，表皮损害和孔喉堵塞最小。在钻头处让泡沫粘度和切力达最优性能也使得产层的化学损害最小。非水基泡沫用来保护水敏地层，当选择泡沫的种类时，必须考虑特殊地层的地质情况和岩性。
3、关于泡沫钻井技术的现场应用效果
3.1也门Tasour-5井中的应用
泡沫钻井液可说是有效地防止了也门32区块低压渗漏地层的眼中的缺失，使得井下的正常工作得到了保证，还有井径规则；井眼干净等都能够得到顺利地施工保证。
3.2哈345X井中的应用
作为泡沫钻井液，在此井当中的应用携砂性能非常好，而且防漏效果也很佳，并且保护油层的效果非常明显不需要用到专门的设备，在投资上用的也不多，可以说成本比较低廉。
3.3四川西昌盆地七里坝1井的应用
七里坝的1井在钻进表层期间发生的井漏事故非常严重，并且在经过了多种方法的堵漏之后仍旧无法达到意想的效果，必须要安全的顺利的钻过楼层，才能够顺利地钻过漏层，从而顺利的进入到下个入套管。
3.4古潜山24断块的应用
通过使用可循环的泡沫钻井液，这样能够对古潜山24断块低压易漏地层的井漏问题进行解决，能够有效防止钻井液的漏失，从而对于钻井的时效更是一种提高，这些同常规的钻井液相比较而言，不仅是对成本的节约，并且能够提高有效性，能够让这个类型的油层得到一种非常有效地开发，而且能够很好的去保护油层，从而来提高经济效益以及社会效益。
3.5胜利油田中的应用
在胜利油田当中，通过使用低密度的可循环泡沫钻井液进行施工，这样能够去有效地解决以往在钻古潜山构造地层期间所出现的严重的井漏问题。
4、关于泡沫钻井液的未来新发展
因为受到石油的衰竭等因素影响，过平衡钻井有的时候会漏失许多钻井液并且损坏近井眼储集层，欠平衡钻井就有了井壁坍塌的风险了，针对这样的情况，就有公司开发了一种新型的钻井液，然而这样的新型钻井液内部具有一种表面的活性剂，在地面充气之后泵入井眼，皮袍就会将井下的正常底层压力作用之下让体积减小，很多时候要是遇到了低压的衰竭层也就是在它的孔隙喉道当中进行膨胀，成为了钻井液进入到了地层的障碍，在这样的钻井液系统当中的气泡具有非常高强度的双壳，在相互的接触之下，气泡形成了一种蜂巢的结构，如果说将所有的钻井液都从井当中抽出了，那么剩下来的气泡就会自动地消失掉，不需要进行任何的附加装置进行对孔隙的堵塞。
在北海地区的经营者，就首次在荷兰进行了这样的钻井试验，先是在一口停用的井水当中进行了评价，终于进行成功地挖掘了口衰竭的油藏。目前在全国各油田中，低压油区所占比例越来越大，并且随着多年开发，油层压力系数下降，需要补钻的一大批调整井也遇到了重重困难。所有这些促使人们必须研究新型钻井液。
参考文献：
[1]文健，裘亦楠，油藏早期评价阶段储层模拟技术的发展方向[J]，石油勘探与开发，1994，21(5)：88-93
增压钻井关键技术 篇12
一、增压动力和形成过程关键技术
要实现井下一部分钻井液压力的升高, 就需要外加的能量来实现, 综合调研分析井下增压设备的动力来源, 主要分为两种, 一种是利用整体钻井液的能量, 通过特殊设计的装置将另一部分钻井增压, 增压后的钻井液通过特殊设计的流道, 从钻头喷嘴喷出, 形成高压钻井射流, 提高了钻井液在井底的射流打击力。另外一种动力来源不利用钻井液的能量, 而是利用井下钻柱的其他能量, 例如钻柱的振动、旋转等能量, 例如在石油钻井过程中, 由于地层和钻头的工作特性, 井下钻柱在工作的过程中, 会存在沿着钻柱方向的振动, 如果能够利用沿着钻柱方向的振动, 将其转换成钻井液的能量, 既可以减小井下钻头工作过程中的振动, 改善井下钻头的工作状况, 有效的保护钻头, 还能够增大钻井液的压力, 提高钻井液射流辅助钻头钻井的效果。井下螺杆增压设备是利用一部分钻井液的能量将另外一部分的钻井液加压, 形成高压钻井液射流的装置。首先井口钻井泥浆泵将常压的钻井液加压后, 钻井液从井口经过钻杆输送到达井底, 到达井底后驱动增压设备最上部的螺杆, 螺杆转子在钻井液的驱动下开始旋转, 转子旋转之后就可以为钻井液的加压提供能量。螺杆的下部连接的是动力换向机构, 由于转子旋转方向和钻柱方向垂直, 而钻井液增压需要的动力方向要和钻柱的方向平行, 因此需要对转子的旋转运动方向进行换向。换向机构的作用就是将转子的旋转运动过程转换成和钻柱平行的往复运动过程。进过换向机构得到的往复运动, 就可以带动井下增压泵, 对其中一部分的钻井液增压。当换向机构向上运动时, 在向上推力的作用下, 柱塞筒内部吸入一定量的钻井液, 当换向机构上升最高点后, 钻井液入口阀门关闭, 钻井液的吸入过程结束。当换向机构向下运动时, 换向机构推动柱塞向下运动, 钻井液的排液阀门打开, 钻井液在柱塞的作用下开始增压, 增压后的钻井液从增压泵的排液阀门喷出, 钻井液的增压过程结束, 高压钻井液形成。
二、高压钻井液的输送关键技术
井下增压设备形成高压钻井液后, 如何高效的输送到井下钻头非常的关键, 如果形成的高压钻井液不能够有效的输送到井下钻头, 并且从钻头的高压喷嘴喷出, 那么形成的高压钻井液就浪费掉了。为了能够保证形成的高压钻井有效地输送到钻头, 需要特殊设计的超高压流道, 通过利用设计的高压流道, 可以实现高压钻井液的有效输送。高压钻井液形成之后, 首先经过特殊设计的高压硬管, 高压钻井液从增压设备流向高压硬管。高压硬管需要进行特殊设计, 既要满足工作强度的要求, 同时要尽量保证流动的光滑和平整性, 最大限度的降低高压硬管中钻井液的能量损失, 避免高压钻井液压力的降低。由于形成的高压钻井液的压力高, 而且不均匀, 因此在输送的过程中, 会产生一些振动, 这些振动会严重的影响到系统的密封性, 一旦系统的密封出现问题, 则会大大降低井下钻头喷嘴喷出的钻井液的压力, 影响到系统的整体效率。因此为了减小高压钻井液的振动, 在高压硬管的下部设计了一段高压软管, 高压软管的引入有效的降低了高压钻井液产生的振动, 保护了系统的高压密封性。
结束语
随着石油钻井逐渐的转向深井复杂地层, 如何提高石油钻井的速度和效率需要重点的解决。通过利用增压钻井技术, 对钻井液进行加压, 实现井下钻头的高压钻井液射流, 该方式可以有效的辅助钻头机械钻进, 提高石油钻井的机械钻速。射流冲击到井下地层岩石后, 会产生较大的射流打击压力, 可以降低井下岩石的强度, 高压的钻井液射流不断的冲击形成裂纹。井下钻头处有特殊设计的高压喷嘴, 喷嘴和高压流道连接, 形成一个完成的高压流道系统。通过利用设计的高压流道, 可以实现高压钻井液的有效输送。通过研究对于提高石油钻井的机械钻速, 降低石油钻井成本具有非常重要作用。
参考文献
[1]汪志明, 薛亮, 邹和均, 等.活塞式井下增压器设计理论研究[J].石油机械, 2007, 35 (11) :17-19.
[2]徐依吉, 周长李, 祈万军, 等.一种新型井下增压器的设计[J].机床与液压, 2010, 38 (8) :61-64.