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深层超深层取心技术进展与未来解决方案

钻采工艺 2024年第2期47卷 113-120页

作者：杨柳青陈文才曾欣中国石油川庆钻探工程有限公司中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院

发展深层超深层取心技术是积极践行习近平总书记“向地球深部进军”号令的具体行动,是探索深层油气资源的重要手段。取心收获率、密闭率、保压成功率等重要指标是评价取心作业是否成功的关键,上述指标受地层岩性、取心工具材料、结构设... 详细信息

发展深层超深层取心技术是积极践行习近平总书记“向地球深部进军”号令的具体行动,是探索深层油气资源的重要手段。取心收获率、密闭率、保压成功率等重要指标是评价取心作业是否成功的关键,上述指标受地层岩性、取心工具材料、结构设计、取心工艺以及现场作业等因素的影响非常大。文章针对深层超深层取心面临的井筒温度高、循环压力大、地层岩性破碎易堵心、岩心定位区分难度大等挑战,总结分析了近年来国内深层超深层取心技术取得的成绩和出现的典型问题,对比国外同类型取心工具的结构及成功应用案例,进而提出未来我国深井超深井取心技术的发展建议,并研究适用于深层超深层的系列取心工具和配套取心工艺技术,为“取全、取准”深层超深层地质资料,推动我国深层超深层油气资源勘探开发提供技术支撑。

关键词：深层超深层钻井取心取心工具收获率

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深地勘探钻井技术现状及发展思考

钻采工艺 2024年第2期47卷 70-82页

作者：谭宾张斌陶怀志中国石油川庆钻探工程技术有限公司中国石油川庆钻探工程技术有限公司钻采工程技术研究院

中国深地油气资源丰富,随着油气勘探开发的进一步发展,深地领域将是中国未来油气勘探开发的主要发展方向,对保障国家能源安全具有重要的战略意义。文章通过调研国内外深地勘探钻井的发展现状,分析总结了深地勘探钻井技术中的关键技术—... 详细信息

中国深地油气资源丰富,随着油气勘探开发的进一步发展,深地领域将是中国未来油气勘探开发的主要发展方向,对保障国家能源安全具有重要的战略意义。文章通过调研国内外深地勘探钻井的发展现状,分析总结了深地勘探钻井技术中的关键技术——井身结构设计、高效破岩、钻井提速、抗高温高压测控工具、耐高温钻完井液、井筒压力精细控制、复杂故障防控、高温固井、钻井装备等在深地勘探钻井中的发展状况,并在此基础上提出了未来深地勘探钻井中有待继续攻关完善上部大尺寸井眼的钻井、多压力系统安全钻进、抗超高温井筒工作液以及抗高温高压随钻测量工具等关键技术及装备,并指明在地质工程协同发展基础上,大尺寸井眼提速、多压力系统安全钻井、高温井筒工作液、高温高压随钻测量和井下工具、完井试油技术和装备发展等关键技术及装备的攻关思路,期望为中国深井超深井钻完井技术的发展提供参考借鉴。

关键词：深地勘探超高温高压钻井技术发展现状攻关思路

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大排量直井段随钻测斜工具的研制与应用

石油钻探技术 2024年第2期52卷 174-180页

作者：许期聪陈东冯思恒中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300

为解决深井、超深井上部大尺寸直井段因钻井排量高导致的随钻测斜工具冲蚀严重、故障率及成本高等问题,综合采用扩大过流面积、流场仿真优化及冲蚀剧烈区局部硬质合金保护方法,研制了大流道耐冲蚀旋转阀组;采用加速度计柔性悬浮固定、... 详细信息

为解决深井、超深井上部大尺寸直井段因钻井排量高导致的随钻测斜工具冲蚀严重、故障率及成本高等问题,综合采用扩大过流面积、流场仿真优化及冲蚀剧烈区局部硬质合金保护方法,研制了大流道耐冲蚀旋转阀组;采用加速度计柔性悬浮固定、电路板有机硅灌封胶等多级复合减振方法,提高了随钻测斜工具电子电路的抗振能力;通过设计快速传输编码、低功耗电子电路及节能运行模式,提高了测斜效率与测斜工具的续航能力。通过研制关键部件大流道耐冲蚀旋转阀组,采用不同技术方法提高测斜工具的抗振能力、测斜效率和续航能力,研制了系列尺寸的大排量直井段随钻测斜工具。川渝、新疆等地区的12口井应用该工具随钻监测井斜角,该工具表现出耐大排量冲蚀的能力,最高适用排量达120 L/s,运行稳定可靠,故障率低于0.5次/月,续航可达30 d以上。现场应用结果表明,大排量直井段随钻测斜工具能满足深井、超深井大尺寸直井段随钻测斜的要求,可为深井、超深井获得高质量直井段提供支持。

关键词：随钻测斜深井超深井大排量耐冲蚀旋转阀流场模拟

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川渝地区深层超深层试油完井技术现状及展望

钻采工艺 2024年第2期47卷 130-140页

作者：孙虎贺秋云徐文卢齐庞东晓中国石油川庆钻探工程有限公司中国石油川庆钻探工程有限公司试修公司中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院

近年来随着勘探开发持续向深部地层进军,川渝地区8 000 m级深井试油完井需求逐渐增加,万米深井试油也进入作业倒计时。川渝地区深部产层具有高压、超高温、高含硫化氢的特点,试油完井技术面临极大挑战。文章围绕深井安全快速试油完井和... 详细信息

近年来随着勘探开发持续向深部地层进军,川渝地区8 000 m级深井试油完井需求逐渐增加,万米深井试油也进入作业倒计时。川渝地区深部产层具有高压、超高温、高含硫化氢的特点,试油完井技术面临极大挑战。文章围绕深井安全快速试油完井和提升井下资料录取质量及效率的两大核心目标,分析了在深层超深层试油完井工程基础研究、试油完井技术、高温高压地面装备和试油完井工具等方面取得的进展,总结了在长期工程实践中形成的试油完井一体化、高压气井地面装备自动化测试、生产井动态监测、试油完井管柱安全评价等川渝地区深井超深井试油完井特色技术,为国内其他类似区块试油完井工程作业提供参考。面对超深、特深井愈加复严苛的地质条件和工程挑战,探讨了试油完井技术的发展和展望,在安全、快速试油作业方面,重点攻关研发更高温度、压力等级的试油完井工具,从而简化管柱结构,提升可靠性;在资料录取方面,发展基于传感器和无线传输的实时测量技术,打造井筒“信息高速公路”,提升数据时效性和准确性,为大数据分析和智能决策奠定基础。

关键词：川渝地区超深井试油完井井下工具地面装备完井液数字油田

一种具有“盐响应”特性的两性离子聚合物增黏降滤失剂

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天然气工业 2024年第5期44卷 118-126页

作者：常晓峰中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司

随着深层、超深层及非常规油气开采的不断深入,钻井过程中盐污染已成为水基钻井液在极端盐度和高温条件下面临的严峻挑战,盐污染会导致钻井液流变性和滤失性能的急速恶化。为避免上述问题发生,通过自由基聚合反应研发了一种具有“盐响... 详细信息

随着深层、超深层及非常规油气开采的不断深入,钻井过程中盐污染已成为水基钻井液在极端盐度和高温条件下面临的严峻挑战,盐污染会导致钻井液流变性和滤失性能的急速恶化。为避免上述问题发生,通过自由基聚合反应研发了一种具有“盐响应”特性的两性离子聚合物增黏降滤失剂(PAMN),并利用红外光谱分析(FT-IR)、核磁共振氢谱分析(1H-NMR)、热重分析(TGA)、分子模拟技术(MS)、扫描电镜(SEM)及钻井液流变和滤失分析等实验方法,表征了PAMN的分子结构、热稳定性及增黏降滤失性能,并揭示了PAMN的“盐响应”机理。研究结果表明:①合成的PAMN热降解温度高达285℃,PAMN分子链在饱和盐水中的均方位移、扩散系数及回转半径远大于其在纯水中,其回转半径分别为12.5Å和3.8Å;②当氯化钠含量为0时,PAMN分子链内或分子链间正负离子基团通过静电吸引力形成空间网络形态而卷曲成类球状结构,随着氯化钠含量增加,其分子链逐渐转变为溶解性更好的柔性链状结构,对氯化钠表现出正响应性;③PAMN可将饱和盐水钻井液表观黏度增加542.9%,滤失量从194 mL降低至4.8 mL,具有良好的增黏和降滤失性能。结论认为,PAMN的研发成功从根本上实现了传统钻井液处理剂从“抗盐”到“盐响应”的转变,该产品在含盐膏的深层、超深层油气开发工程中具有广阔的应用前景。

关键词：深层、超深层盐膏地层水基钻井液盐响应型增黏降滤失两性离子聚合物

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全过程精细控压钻完井技术研究进展及展望

钻采工艺 2024年第4期47卷 120-131页

作者：李枝林左星乔豁通李赛中国石油川庆钻探工程有限公司科技信息部中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院中国石油川庆钻探工程有限公司工程技术部

为解决深部复杂地层常规钻井钻、测、固、完井各阶段漏喷复杂多、固井质量差、井控风险高等难题,在精细控压钻井技术基础上,发展形成了“钻—测—固—完井”全过程精细控压钻完井技术。本文详细介绍了国内外精细控压钻完井技术的研发、... 详细信息

为解决深部复杂地层常规钻井钻、测、固、完井各阶段漏喷复杂多、固井质量差、井控风险高等难题,在精细控压钻井技术基础上,发展形成了“钻—测—固—完井”全过程精细控压钻完井技术。本文详细介绍了国内外精细控压钻完井技术的研发、应用历程及发展现状,并剖析了该技术领域的发展趋势,即向个性化/系列化、集成化/融合化与数智化/智能化发展,逐步替代传统井控设备、走向智能井控技术;并给出了智能化发展的必经技术途径,为行业井筒压力控制技术发展提供参考。

关键词：全过程精细控压钻完井精细控压钻井控压固井井控安全钻井研究进展

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自控型粒子冲击钻井系统研制与现场试验

石油机械 2024年第7期52卷 86-92页

作者：姚建林黄伟郑凯中川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川川庆石油钻采科技有限公司

我国油气资源勘探开发中常规钻井技术在钻遇石英砂岩、燧石、高硅质砂岩、黄铁矿和火成岩等难钻地层时,面临“钻速慢、进尺短”的钻井瓶颈。为此,基于粒子高频冲击破岩原理,借鉴高层建筑混凝土配浆-注浆和常压混凝土储存方法,设计了双... 详细信息

我国油气资源勘探开发中常规钻井技术在钻遇石英砂岩、燧石、高硅质砂岩、黄铁矿和火成岩等难钻地层时,面临“钻速慢、进尺短”的钻井瓶颈。为此,基于粒子高频冲击破岩原理,借鉴高层建筑混凝土配浆-注浆和常压混凝土储存方法,设计了双活塞换向机构、防粒子沉淀物料罐、动态回收储存装置、高效分离装置和2D/3D自动化监控系统,研制了1套自控型粒子冲击钻井系统,并在江沙X1井对其进行了现场试验。试验结果表明:该系统运行稳定可靠,粒子回收率达到98.7%,平均机械钻速15 m/h,与邻井同地层螺杆配PDC钻头钻进方式相比平均机械钻速提高1.52倍。所得结论可为深层及复杂坚硬地层钻井提速提供技术支撑。

关键词：粒子冲击钻井系统破岩原理系统功率密封组件机械钻速

柱塞气举工艺下基于重力观测的MEMS全姿态位姿测量系统

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中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 266-272页

作者：邱晓宁武泰安冯金双许春晖吴杰鲍作帆中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院天津300450 天津市旗领测控科技有限责任公司天津300131

为解决柱塞小体积自主高精度位姿测量的难题,针对柱塞气举工艺,设计了一种基于重力观测的微机电系统(MEMS)全姿态位姿测量系统。首先,利用柱塞工作过程中大部分时间不存在非重力运动加速度的特性,设计了基于重力观测的自主导航算法提高... 详细信息

为解决柱塞小体积自主高精度位姿测量的难题,针对柱塞气举工艺,设计了一种基于重力观测的微机电系统(MEMS)全姿态位姿测量系统。首先,利用柱塞工作过程中大部分时间不存在非重力运动加速度的特性,设计了基于重力观测的自主导航算法提高位姿测量精度;其次,考虑到柱塞垂直运动过程中俯仰翻转时无解的问题,设计了全姿态解算算法。最后,对所设计的位姿测量系统进行了实物实验。实验结果表明:所设计的位姿测量系统进行作业时,水平姿态精度不大于0.05°、航向漂移小于0.5°/h、短时位置精度不大于0.8 m,验证了该系统可解决柱塞目前存在的小体积自主高精度位姿测量难题。

关键词：柱塞气举微机电系统位姿测量重力观测

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融合通道和空间交叉注意力的裂缝识别方法

地球物理学进展 2024年第2期39卷 727-736页

作者：马同乐刘红岐廖海博吴涛陈东刘伟石晶穗萃西南石油大学成都610500 中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院广汉618300 中国石油川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院成都610500

针对现有的油气藏裂缝检测方法普遍存在信息采用单一、裂缝检测精度低、检测速度慢以及应用人工智能方法又存在缺乏训练样本的问题.提出一种基于注意力机制的FCN语义分割模型用于裂缝提取,并构建了测井图像裂缝识别数据集.首先,针对FMI... 详细信息

针对现有的油气藏裂缝检测方法普遍存在信息采用单一、裂缝检测精度低、检测速度慢以及应用人工智能方法又存在缺乏训练样本的问题.提出一种基于注意力机制的FCN语义分割模型用于裂缝提取,并构建了测井图像裂缝识别数据集.首先,针对FMI裂缝识别提出空间交叉注意力,并将融合通道和空间交叉注意力模块引入FCN语义分割模型的下采样过程中,增强语义信息获取.其次,将改进模型的骨干网络设置为ResNet-50并利用膨胀卷积增大感受野,增强上下文信息,提高裂缝识别的准确率.最后,构建了包含2016张FMI测井图像数据集,采用一种超像素分割方法来辅助人工标注裂缝特征.将改进后的模型与其他经典语义分割模型相比,改进模型在构建的FMI测井图像裂缝识别数据集上可以取得更低的损失,更高的精度,且交并比达到了74.61%.此外,通过消融实验再次证明了改进模型的有效性.结果表明,改进模型能够准确地提取出测井图像的裂缝信息,具有较好的实用性.

关键词：裂缝识别通道注意力空间交叉注意力电成像测井图像超像素分割