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三段制圆弧轨道设计参数的谱集计算

石油学报 2024年第4期45卷 708-717页

作者：王海涛郑鹏邓青山孙立伟鲁港孟庆安覃吉昆仑数智科技有限责任公司北京100043 中国石油渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司天津300280 中国石油渤海钻探工程有限公司第三钻井工程分公司天津300280 中国石油长城钻探工程有限公司工程技术研究院辽宁盘锦124010

为了解决井眼轨道设计中设计参数输入“试凑”问题,发展了设计参数谱集计算的数值算法。以二分法为基础,推导出了两个设计参数各自的整体允许范围的算法,以及当一个设计参数给定时另一个设计参数允许范围的算法,使用这些算法能有效地计... 详细信息

为了解决井眼轨道设计中设计参数输入“试凑”问题,发展了设计参数谱集计算的数值算法。以二分法为基础,推导出了两个设计参数各自的整体允许范围的算法,以及当一个设计参数给定时另一个设计参数允许范围的算法,使用这些算法能有效地计算出谱集边界,从而绘制出设计参数谱集图形。进一步证明了谱集结构定理:三段制设计参数谱集由一个二维有界连通闭集或者不相交的多个二维有界连通闭集的并集组成。数值算例的计算结果表明,谱集计算算法能求出连通和不连通等各种情况的谱集边界。谱集计算算法在井眼轨道设计软件中可为软件用户提供可视化的设计参数选择数值范围,提高设计效率。

关键词：定向钻井井眼轨道三段制谱集二分法

郑庄北中深部煤层气水平井产能影响因素及开发技术优化

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煤田地质与勘探 2024年第6期52卷 21-32页

作者：张聪李可心贾慧敏张武昌杨瑞强李俊王琪侯伟明中国石油华北油田山西煤层气勘探开发分公司山西长治046000 中国石油渤海钻探工程有限公司第二录井分公司河北任丘062550

【目的】沁水盆地郑庄北中深部煤层气早期采用压裂直井开发,整体表现为低产低效。采用单支套管压裂水平井开发后,单井产量达到直井的10~50倍,目前已成为主体开发井型,但各井产量差异较大。为明确郑庄北中深部煤层气分段压裂水平井产能... 详细信息

【目的】沁水盆地郑庄北中深部煤层气早期采用压裂直井开发,整体表现为低产低效。采用单支套管压裂水平井开发后,单井产量达到直井的10~50倍,目前已成为主体开发井型,但各井产量差异较大。为明确郑庄北中深部煤层气分段压裂水平井产能影响因素,改善开发效果。【方法】基于郑庄北部水平井开发实践,结合地质特征与工程参数,分析了中深部煤层气水平井产能的主控因素,并针对性提出实现中深部水平井高效开发的建议。【结果和结论】结果表明:单支套管压裂水平井产能受地质和工程因素综合影响。地质条件下,中深部储层含气饱和度明显高于浅部储层,整体资源富集;高产井主要分布在构造曲率较小的平缓区域内;原生煤层射孔段数与水平井产气效果呈正相关关系;研究区水平主应力差介于8~16 MPa,且随埋深增加而增大,无法形成复杂缝网是导致前期产气效果差的原因。工程条件上,当井眼轨迹方位与最大水平主应力方位夹角为60°~90°时产气效果最好,井平均稳产气量可达到9 700 m^(3)/d;水平段越长,煤层稳产气量越高;采用泵送桥塞射孔压裂方式的水平井产气效果明显优于油管压裂方式,稳产气量随压裂规模增加而显著提高,压裂参数中施工排量对改造效果的控制作用显著,当排量工程参数,通过灰色关联法分析了中深部水平井产能主控因素。结果表明煤体结构和压裂规模是影响水平井产能的主要因素。提高原生煤层钻遇率与选点效率以及进一步提升施工排量及压裂规模是实现研究区中深部煤层压裂水平井更高产能的主要途径。

关键词：沁水盆地郑庄北部中深部煤层气压裂水平井压裂规模施工排量

BH-VDT垂直钻井工具无线电磁短传模块影响因素分析

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石油机械 2024年第2期52卷 30-35,64页

作者：赵亮黄峰王峰陶松龄刘郅轩郭超刘义彬中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院中国石油集团渤海钻探工程有限公司第三钻井分公司

垂直钻井工具组合大扭矩螺杆一体化提速技术,是山前高陡构造防斜打快的主要手段。BH-VDT垂直钻井工具采用随钻测量、控制和实时上传一体化设计,如何绕过螺杆将近钻头采集信息高效传输至地面,成为了当下面临的主要技术难题。为此,将脉冲... 详细信息

垂直钻井工具组合大扭矩螺杆一体化提速技术,是山前高陡构造防斜打快的主要手段。BH-VDT垂直钻井工具采用随钻测量、控制和实时上传一体化设计,如何绕过螺杆将近钻头采集信息高效传输至地面,成为了当下面临的主要技术难题。为此,将脉冲发生器从工具中分离出来,加入无线电磁短传模块,在螺杆的两端接入无线发射模块与无线接收模块,并采用有限元分析软件,建立钻井试验模型来分析影响无线电磁短传模块的因素。仿真结果与现场试验数据符合较好,无线电磁短传模块中的接收天线正极距离套管底部的距离大于20 m时,套管对接收信号强度的屏蔽影响趋于平缓,钻井液电阻率和地层电阻率对该模块的无线传输效果影响较大,接收天线两级的绝缘距离越长对传输效果越有利;而发射端和接收端的距离在8~15 m范围内,对接收信号强度的影响较小。研究结果表明:采用无线电磁短传模块是解决BH-VDT垂直钻井工具绕过螺杆实现井下信息实时高效传输的有效手段,对其他工具为解决此类问题的设计、现象解释有指导意义。

关键词：垂直钻井无线电磁短传偶极子天线电阻率接收源距

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巴彦油田深井高凝油藏试油完井一体化技术

油气井测试 2024年第1期33卷 26-31页

作者：徐文光邵振鹏李璐王彬姚庆童程晓伟中国石油集团渤海钻探工程有限公司华北石油工程事业部河北任丘062552 中国石油集团渤海钻探工程有限公司油气井测试分公司河北廊坊065007 中国石油华北油田分公司巴彦勘探开发分公司内蒙古巴彦淖尔015000

针对巴彦油田深井高凝油藏在试油完井施工中存在工艺复杂、施工周期长、储层二次伤害严重、施工成本高等问题,通过分析现有的高温高压深井试油完井一体化技术特点及存在不足,结合临河油区油藏地质特征和原油物性特点,设计了3套试油完井... 详细信息

针对巴彦油田深井高凝油藏在试油完井施工中存在工艺复杂、施工周期长、储层二次伤害严重、施工成本高等问题,通过分析现有的高温高压深井试油完井一体化技术特点及存在不足,结合临河油区油藏地质特征和原油物性特点,设计了3套试油完井一体化管柱,制定了相应的工艺流程,并对每种一体化工艺的特点及适用条件进行了分析。上述3种试油完井一体化技术已在现场成功试验14口井,其中压裂-射流泵排液一体化技术现场试验9口井,缩短施工周期2~3 d,有效提高了压裂后排液求产效率,降低了储层二次污染;完井投产一体化技术现场试验5口井,提高了自喷井和机抽井完井投产效率,缩短了单井完井周期,减少了储层污染,降低了作业成本。深井高凝油藏试油完井一体化技术的成功应用为巴彦油田勘探开发一体化进程高效推进提供了有力的技术保障,对国内同类型油藏试油完井技术研究具有指导借鉴意义。

关键词：巴彦油田深井高凝油试油完井一体化技术气举诱喷射流泵排液储层污染

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无磁源导向技术在冀东储气库封堵井中的应用

西部探矿工程 2024年第4期36卷 45-47页

作者：王全勇王刚翁广超肖仰德范卫峰中国石油渤海钻探工程公司第一钻井公司天津300280 中国石油渤海钻探工程公司定向井技术服务公司天津300280

唐山作为国家储气库中长期发展规划中储气链重要一站,优选出了堡古2与南堡1~29区块两个衰竭油气藏进行地下储气库建设。为了确保储气库密封完整性,需要对储气库区块钻穿盖层的有落鱼的报废井眼进行有效封堵。2021年开始,利用工程院无磁... 详细信息

唐山作为国家储气库中长期发展规划中储气链重要一站,优选出了堡古2与南堡1~29区块两个衰竭油气藏进行地下储气库建设。为了确保储气库密封完整性,需要对储气库区块钻穿盖层的有落鱼的报废井眼进行有效封堵。2021年开始,利用工程院无磁源导向技术修正井眼距离,成功实施了4口重入井,从落鱼或套管底部实现重入,实现有效封堵,有效保证了储气库密封完整性。

关键词：无磁源导向重入井储气库重入 MWD 陀螺

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页岩油上下地层漏失井控漏提速钻井技术

石油钻采工艺 2024年

作者：车卫勤庞茂源毕丽娜岳小同崔锦王栋中国石油渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司

(目的意义)页岩油已成为非常规油气资源的重要组成部分，国内钻探技术也趋于成熟。然而，在钻探过程中，依然存在钻井液漏失严重、机械钻速低和钻井周期长等问题，严重制约着页岩油开发的提速提效。（方法过程）为解决该问题，通过分析... 详细信息

(目的意义)页岩油已成为非常规油气资源的重要组成部分，国内钻探技术也趋于成熟。然而，在钻探过程中，依然存在钻井液漏失严重、机械钻速低和钻井周期长等问题，严重制约着页岩油开发的提速提效。（方法过程）为解决该问题，通过分析6口井钻井数据，明确了青海页岩油地层复杂情况和漏失特点。（结果现象）将常规四开井身结构精简为二开，减少套管层序的同时实现固封漏失地层；分漏失类型选择钻井液体系，通过改进BH-WEI钻井液关键性能配方，提高钻井液的稳定性、抑制性和封堵性，降低漏失量，实现有效预防漏失；同时，通过调整螺杆钻具上下扶正器距离为12m，降低滑动钻进比例；提高钻头破岩能力，水平段采用“高造斜率旋导ATC+低速直螺杆”定向工具等钻井技术，提高机械钻速，实现了该地区单井漏失量由335.02m3降低至21.08m3，机械钻速由4.45m/h提高至7.36m/h，钻井周期由94.77天缩短至68.26天。（结论建议）形成了青海页岩油防漏提速关键钻井技术。

关键词：页岩油钻井液漏失防漏井身结构钻头旋转导向机械钻速钻井周期

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浅析机械转盘扭摆控制系统

中国设备工程 2024年第S2期 151-153页

作者：张道华刘艳宁姜鑫马志攀米永强朱会渤海钻探第一钻井工程分公司天津300280

本文旨在研究机械转盘扭摆控制系统的设计与优化。通过对扭摆控制系统的理论分析和仿真模拟,实现对机械转盘的高效控制。在钻井作业过程中,转盘的准确定位和控制十分重要,它不仅能够提高钻井的效率,还可以提高安全性。本方法通过引入传... 详细信息

本文旨在研究机械转盘扭摆控制系统的设计与优化。通过对扭摆控制系统的理论分析和仿真模拟,实现对机械转盘的高效控制。在钻井作业过程中,转盘的准确定位和控制十分重要,它不仅能够提高钻井的效率,还可以提高安全性。本方法通过引入传感器、西门子控制器和执行机构,对应急电机进行控制,从而精确地控制主轴按照需要旋转任意圈数或任意角度进行转动,为实现钻井现场对井下螺杆钻具工具面的精确定位控制奠定了坚实的基础。本文设计了基于西门子PLC的转盘定位控制系统,通过PLC执行定位控制算法使得应急电机按照设定目标旋转,并在钻井平台上进行测试,实验结果表明,所提的控制算法可以实现机械转盘的精确旋转定位控制。

关键词：钻柱扭摆控制转盘控制西门子PLC

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基于液膜反转的定向井临界携液模型研究

油气藏评价与开发 2024年第1期14卷 151-158页

作者：于相东石书强李国良房金伟段传丽齐丹中国石油渤海钻探工程公司油气合作开发分公司天津300457 重庆科技大学石油与天然气工程学院重庆401331

气井积液是苏里格区块大斜井开采中后期面临的一个重要难题,目前适用于定向井的临界携液模型研究较少,且常用携液模型忽略了管径、液体流速和角度的影响。借助多相管流实验开展了定向井携液机理实验,分析了管径、角度、液体流速等因素... 详细信息

气井积液是苏里格区块大斜井开采中后期面临的一个重要难题,目前适用于定向井的临界携液模型研究较少,且常用携液模型忽略了管径、液体流速和角度的影响。借助多相管流实验开展了定向井携液机理实验,分析了管径、角度、液体流速等因素对气井积液的影响规律,并根据液膜反转机理,在BELFROID模型和WALLIS模型基础上,利用实验数据拟合出了WALLIS模型中参数C和m的计算方法,并考虑管径、气体密度、液体密度、角度、液体表观流速、重力加速度等参数,建立了新的临界携液模型,新模型在预测VEEKEN文献中62口积液气井时结果显示,准确率为91.94%,新模型的建立不仅是液膜反转理论的进一步完善,同时也为定向井积液时机的预测提供理论支撑。

关键词：定向井积液管径携液模型积液时机

基于定切深和状态依赖时滞的共振冲击钻井系统动力学特性

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第1期48卷 124-132页

作者：李思琪陈卓李杉李玮郭金玉刘德伟东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318 油气钻完井技术国家工程研究中心北京100000 中国石油渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司天津300280 中国石油大庆钻探钻井二公司黑龙江大庆163413

为了研究共振冲击钻井系统的动力学特性,综合考虑钻柱的轴向动-静载复合冲击以及轴向冲击-周向扭转耦合运动,分别建立基于定切深方法和状态依赖时滞方法的钻进系统动力学模型。通过杜哈梅积分、四阶龙格-库塔方法对动力学模型求解,分析... 详细信息

为了研究共振冲击钻井系统的动力学特性,综合考虑钻柱的轴向动-静载复合冲击以及轴向冲击-周向扭转耦合运动,分别建立基于定切深方法和状态依赖时滞方法的钻进系统动力学模型。通过杜哈梅积分、四阶龙格-库塔方法对动力学模型求解,分析轴向简谐动载的频率和幅值对共振钻井系统动力学特性的影响;最后,基于数值求解结果和箱线图方法,对比分析两种钻进系统动力学模型特性差异。结果表明:在给定的初始条件下,当简谐动载频率从25 Hz提高到100 Hz时,钻进系统轴向方向的跳钻现象和扭转方向的黏滑效应明显减弱;当简谐动载幅值从30 kN提高到60 kN时,钻进系统轴向方向钻头跳钻现象频发,扭转方向黏滑效应加剧;在相同初始条件和简谐动载激励下,两种模型得到的动力学特性响应曲线无论是形状还是频率均存在差异,采用状态依赖时滞模型计算得到的数据点更加集中,更接近实际钻井工况;高频低幅的简谐动载能改善共振冲击钻井系统动力学特性,从而提高钻进效率。

关键词：共振冲击钻井系统动力学特性定切深状态依赖时滞箱线图