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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

铁山坡高含硫气藏安全快速钻井技术优化与应用

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钻采工艺 2024年第3期47卷 49-57页

作者：贺立勤王军简旭王雅萱李晓刚万夫磊王华平唐一元邓开建中国石油川庆钻探工程有限公司川东钻探公司中国石油集团工程技术研究院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

针对铁山坡气藏硫化氢含量高(最高达222.30 g/m^(3))、嘉五以上地层倾角大(最大倾角25°)、须家河组研磨性强、嘉陵江组高压盐水侵、飞仙关组地层压力系数低等难题,开展了套管柱、井口装置、钻具抗硫材质优选,优化了铁山坡区块的井身结... 详细信息

针对铁山坡气藏硫化氢含量高(最高达222.30 g/m^(3))、嘉五以上地层倾角大(最大倾角25°)、须家河组研磨性强、嘉陵江组高压盐水侵、飞仙关组地层压力系数低等难题,开展了套管柱、井口装置、钻具抗硫材质优选,优化了铁山坡区块的井身结构,优选了高陡构造防斜提速工具,形成了铁山坡高含硫气藏安全快速钻井技术。现场应用效果表明,优选的抗硫钻具、套管柱、井口装置满足了高含硫气藏安全高效开发的要求;四开井身结构有效解决了上部地层井漏、垮塌、盐水侵的问题,降低了飞仙关高含硫层段的井控风险;优选了垂钻工具、钻头和旋导工具,铁山坡气田平均机械钻速由1.85 m/h提速到3.61 m/h,铁山坡6口井平均钻井周期缩短了16.11%。该研究成果为后续川东北高含硫气藏的安全快速钻井提供了技术支撑。

关键词：铁山坡高含硫化氢气藏抗硫材质防斜提速溢漏同存

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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

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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

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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

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超深井溢漏监测装备、压井技术进展及思考

钻采工艺 2024年第2期47卷 152-158页

作者：罗鑫李枝林张德军段慕白尹虎李露春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西南石油大学石油与天然气工程学院

随着勘探开发走向超深层,工程作业面临的井控风险日益突出,钻井过程中溢漏风险、压井难度增大,如何及时发现溢漏和提高压井的成功率是急需解决的现场问题。文章调研了超深井钻井溢漏监测装备、压井技术的研究进展,阐述了大排量出口流量... 详细信息

随着勘探开发走向超深层,工程作业面临的井控风险日益突出,钻井过程中溢漏风险、压井难度增大,如何及时发现溢漏和提高压井的成功率是急需解决的现场问题。文章调研了超深井钻井溢漏监测装备、压井技术的研究进展,阐述了大排量出口流量精确监测技术、起下钻自动灌浆及溢漏监测技术、环空液面连续监测技术、循环罐体积数字化监测技术等溢漏监测井控装备的研发现状,以及压井理论、压井工艺技术在超深井的研究进展情况。分析了人工智能钻井溢漏预警系统、井下溢漏早期精确监测技术、自动及智能化压井技术等领域的未来发展趋势。总结了井下—地面的钻井全过程溢漏监测装备、基于多源数据融合的溢漏预警软件和复杂井况压井模拟系统技术发展情况,提升了溢漏监测的及时性和准确性,提高了复杂井况压井成功率,为超深井井控安全提供技术保障。

关键词：超深井溢漏监测压井技术技术现状发展趋势

梳型温敏聚合物对无固相水基钻井液高温流变性的调控

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石油学报 2024年第2期45卷 427-436页

作者：谢彬强陶怀志张俊陈晋东吕军贤赵林长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室湖北武汉430100 长江大学石油工程学院湖北武汉430100 中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司石油工程技术研究院新疆乌鲁木齐830011

针对现有聚合物增黏剂存在高温降黏缺陷,不能有效调控无固相水基钻井液高温流变性能的难题,采用自由基胶束聚合法制备了丙烯酰胺(AM)/新型温敏单体(MVC)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)梳型温敏聚合物(TSP-Comb)。采用红外光谱、... 详细信息

针对现有聚合物增黏剂存在高温降黏缺陷,不能有效调控无固相水基钻井液高温流变性能的难题,采用自由基胶束聚合法制备了丙烯酰胺(AM)/新型温敏单体(MVC)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)梳型温敏聚合物(TSP-Comb)。采用红外光谱、核磁氢谱和凝胶渗透色谱等表征和测定了TSP-Comb的分子结构和重均分子量,采用热重分析和环境扫描电镜分别测定了TSP-Comb分子链的热稳定性和微观结构,采用流变仪和可见分光光度计研究了TSP-Comb的温度响应特性,并研究了TSP-Comb对无固相水基钻井液高温流变性能的调控效果。研究结果表明,TSP-Comb溶液在90~180℃范围内具有优良的高温增稠特性和较高的相变温度(高于60℃),相比较于线性温敏聚合物,TSP-Comb在高温流变稳定性和相变温度提升方面均有明显改善;TSP-Comb的高温增稠特性有助于改善无固相钻井液的高温流变性能,基于TSP-Comb构建的无固相钻井液的表观黏度、塑性黏度、动切力等流变参数在90~180℃较宽温度范围内的变化率小于25%,TSP-Comb显著提高了无固相钻井液的高温流变稳定性,为无固相水基钻井液高温流变性能调控提供了一种新方法。

关键词：梳型聚合物温敏聚合物高温增稠高温流变性无固相钻井液

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多工艺反循环钻井技术发展现状与展望

钻采工艺 2024年第1期47卷 60-72页

作者：邓虎范黎明许期聪中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川省广汉市618300

反循环钻井技术与正循环钻井技术相反,循环介质和地层岩屑从钻具水眼返出井口,其裸眼环空保持相对静止,此种钻井方式有利于实现超大尺寸井眼高效携砂、恶性井漏井段的防漏治漏以及敏感性储层的有效保护,同时也为水平井钻井过程中的窄钻... 详细信息

反循环钻井技术与正循环钻井技术相反,循环介质和地层岩屑从钻具水眼返出井口,其裸眼环空保持相对静止,此种钻井方式有利于实现超大尺寸井眼高效携砂、恶性井漏井段的防漏治漏以及敏感性储层的有效保护,同时也为水平井钻井过程中的窄钻井液密度窗口、井眼净化和水平段长度延伸等需求提供新的技术方案。文章通过梳理开展反循环钻井技术以来各家反循环钻井技术的研究进展与成果,总结了单壁钻杆反循环钻井技术、双壁钻杆反循环钻井技术、单壁钻杆+双壁钻杆反循环钻井技术、多通道钻具反循环钻井技术的工作原理及技术特色、适应的工作环境等,并在此基础上提出了反循环钻井技术在油气钻井领域的发展方向及建议。文章的研究成果可以为反循环研究工作提供信息,助力深井超深井超大尺寸井眼提速钻进、井漏等复杂井眼处理以及非常规油气资源安全效益开发提供技术支撑。

关键词：反循环钻井技术大尺寸井眼提速提效防漏治漏储层保护窄钻井液密度窗口水平段延伸