国外钻井取心新技术_一_

第七章 取心钻井

第七章 取心钻井 岩心是我们认识油、气田和地层的宝贵资料。获取岩心的方法有井壁取心和钻井取心两种，本章只介绍后者。所谓取心钻井就是利用专门的钻井工具并施以一定的技术措施，将地下的岩石取地面上来的一种钻井工艺。 取心是石油勘探与开发中十分重要的一项工作。这是因为在油、气田的勘探和开发过程中，虽然可以采用岩屑录井，地球物理测井，地层测试等方法来收集各种资料，通过对这些资料的分析研究来了解地下的地质情况。但这些方法各有优缺点，且都有很大局限性，只有岩心才是最完整的第一性性资料。通过对大量岩心的分析研究，可以取得更为完整、准确的地质资料（如油、气层的分布规律、厚度、岩性、孔隙度、渗透率、含油饱和度、裂缝发育情况等），为制定合理的勘探、开发方案、准确地计算储量，采取有效的增产措施提供可靠的依据。 衡量取心钻井技术水平高低的一一个最基本、最重要的指标就是岩心收率。所谓岩心收获率是指实取岩心长度与取心进尺比值的百分数。即： 岩心收获率=%100*）（） （米取心进尺米实取岩心长度 例7-1 在某次取心时，取心进尺为10米，实际取出岩心长度为9。8米，则岩心收获率为 %98%100*10 89 。 最理想的岩心收获率为百分之百。岩心收获率又分单筒岩心收获率和全井平均岩心收获率。 由此可见，提高岩心收获率是取心钻井最根本的要求。欲提高岩心收获率，一方面要选用适合于取心井段岩性的取心工，另一方面还要采取合理的技术措施。二者就是本章所要介绍的主要内容。 第一节 取工具的组成 取心工具是获取岩心的重要工具。本节主要介绍钻井取心法所使用的工具。它一般都是由取钻头、岩心筒、岩心爪、扶正器和县挂装置等部件组成（如图7-1）。下面分别介绍部件的用途、结构特点及要求。 一．取心钻头

海洋深水钻井钻井液技术

海洋深水钻井钻井液技术 深水钻井一般指在海上作业中水深超过900m的钻井；水深大于1500m时为超深水钻井，近年来随着海洋石油储量开采比例的不断增加，海洋石油勘探逐步向深水区发展。然而，深水钻井所涉及的钻井环境温度低、钻井液用量大、海底页岩稳定性、井眼清洗、浅水流动、浅层天然气及形成的气体水合物等问题，给钻井、完井带来严峻的挑战。 1.深水钻井带来的主要问题 与浅水区域相比，深水钻井面临的主要问题有以下几个方面：①井壁稳定性;②钻井液用量大；③地层破裂压力窗口窄；④井眼清洗；⑤低温下钻井液的流变性；⑥浅层天然气与形成的气体水合物。这些问题给钻井工艺带来了许多困难，同时对钻井液提出了更高的要求。 1.1 海底页岩的稳定性 在深水区中，由于沉积速度、压实方式以及含水量的不同，海底页岩的活性大。河水和海水携带细小的沉积物离海岸越来越远，由于缺乏上部压实作用，胶结性较差，易于膨胀、分散，导致过量的固相或细颗粒分散在钻井液中。如通过稀释或替换钻井液来控制钻井液的低密度钻井液的低密度固相的含量，必将需要大量钻井液。因此，针对海底页岩稳定的问题，采取了加入一定量的页岩稳定剂的措施。如在深水钻井液中加入无机盐（NaCl、CaCl2）和具有浊点的聚合醇、以达到增强页岩稳定性的目的。 1.2 钻井液用量大 实践证明，在深水钻井作业中的钻井液量远远大于其它同样深度但钻井条件不同的井，因为海洋钻井需要采用隔水管、隔水管体积一般高达159m3，加上平台钻井液系统，所以钻井液需要用量比其他同样深度但钻井条件不同井大得多。钻井中为了避免复杂情况的发生，一般多下几层套管，因此所需的井眼直径也相应增大。深水钻井时应配备3台高频率振动筛，以及大流量的除砂器和除泥器等固控设备，在非加重的钻井液中，固相的有效清除率大于75%，将钻井液中的钻屑含量控制在适当的范围内，可节省大量的钻井费用。 1.3 井眼清洗 深水钻井时，由于开孔直径、套管和隔水管的直径都比较大，如果钻井液流速不足就难以达到清洗井眼的目的。因此，对钻井液清洗井眼的能力提出高要求，一般采用稠浆清洗、稀浆清洗、联合清洗、增加低剪切速度粘度，以及有规律地短程起下钻等方法，均有助于钻井过程中钻屑的清除。使用与钻井过程中钻井液粘度不同的钻井液清除钻屑效果较明显，比如使用稀浆钻进，稠浆清洗钻屑。 1.4 浅层气与气体水合物 深水钻井遇到的主要问题之一是浅层气砂岩引起的气体水合物的生成。一般在钻井液管线中发现生物气（沼气）并不算大问题。但是在深层发现含气砂岩则会引起大问题。因为对砂岩地层来说，浅层一般多是含有重油的非胶结性地层，而深层则是含有气体的低渗透率的硬质地层。在深水钻井作业中，气体水合物的形成不仅是一个经济问题，更是一个安全问题因为这种气体水合物是堵塞气体传输管线的主要原因。气体水合物类似冰的结构，主要由气体分子和水分子组成，外观上看起来类似于脏水。但是它在性质上又不象冰，如果压力足够，它可以在0℃以上形成。在深水钻井作业中，海底较高的静水压力和较低的环境温度进一步增加了生成气体水合物的可能性，尤其是节流管线、钻井隔水导管以及海底的井口里，一旦

深水钻井的难点及关键技术

深水钻井的难点及关键技术 随着油气资源的持续开采, 陆地未勘探的领域越来越少, 油气开发难度越来越大。占地球面积70%以上的海洋有着丰富的油气资源, 油气开发重点正逐步由陆地转向海洋, 并走向深海。目前, 国外钻井水深已达3000 m 以上, 而我国海上油气生产一直在水深不足500 m 的浅海区进行, 我国南海拥有丰富的油气资源但这一海域水深在500~ 2 000m, 我国目前还不具备在这样水深海域进行油气勘探和生产的技术。周边国家每年从南沙海域生产石油达5 000×10 4 t 以上, 相当于我国大庆油田的年产量, 这种严峻的形势迫使必须加快我国南海等海域的深水油气勘探开发。石油工业没有关于“深水”的预先定义。“深水”的定义随时间、区域和专业在不断变化。随着科技的进步和石油工业的发展，“ 深水”的定义也在不断发展。据2002 年在巴西召开的世界石油大会报道，油气勘探开发通常按水深加以区别：水深400m 以内为常规水深 400m-1500m 为深水，超过1500m 为超深水。但深度不是唯一的着眼点，只要越过大陆架，典型的深水问题就会出现。一、深水钻井的难点 与陆地和浅水钻井相比, 深水钻井有着更为复杂的海况条件面临着更多的难题, 主要表现在以下几个方面。 1、不稳定的海床由于滑坡形成的快速沉积，浊流沉积，

陆坡上松软的、未胶结的沉积物形成了厚、松软、高含水、未胶结的地层。这种地层由于沉积速度、压实方式以及含水量的不同，所以它们的活性很大，给导管井段的作业带来了很大困难。河水和海水携带细小的沉积物离海岸越来越远，这些沉积物由于缺乏上部压实作用，所以胶结性差。 在某些地区，常表现为易于膨胀和分散性高，这将会导致过量的固相或细颗粒分散在钻井液中。 2、较低的破裂压力梯度 对于相同沉积厚度的地层来说，随着水深的增加，地层的破裂压力梯度在降低，致使破裂压力梯度和地层孔隙压力梯度之间的窗口较窄，容易发生井漏等复杂情况。在深水钻井作业中，将套管鞋深度尽可能设置得深的努力往往由于孔隙压力梯度与破裂压力梯度之间狭小的作业窗口而放弃。结果，深水区域的井所需的套管柱层数，常比有着相同钻进深度的浅水区域的井或陆上的井多。有的井甚至没有可用的套管而没有达到最 终的钻井目的。 3、气体水合物的危害 气体水合物是气体（甲烷、天然气、CO2 、N2 等）和水在一定条件（高温、高压）下形成的类似于冰物质。气体水合物在深水钻井作业中常常会遇到，通常在超过250m 水深的海域都会形成水合物, 一旦形成很难去除。气体水合物是一 种潜在的危害, 生成时结冰堵塞管汇, 气化时生成大量气

深水钻井液技术现状与发展趋势

深水钻井液技术现状与发展趋势 文/邱正松赵欣，中国石油大学 引言 深水已成为国际油气勘探开发的重点区域。深水钻井液技术作为深水油气开发的关键技术之一，需解决深水复杂地层井壁失稳、低温流变性调控、天然气水合物的生成等技术问题。由于深水钻井液技术难度大，风险高，目前主要由国外技术服务公司垄断。中国深水钻井液技术尚处于起步阶段，与国外先进水平存在很大差距。笔者对深水钻井液面临的技术问题及对策进行全面分析，总结深水钻井液体系研究与应用进展以及中国深水钻井液技术研究现状，并对深水钻井液技术的发展趋势进行了展望，以期把握先进深水钻井液技术动向，对中国深水钻井液技术的发展起到一定的参考与借鉴作用。 1 深水钻井液面临的主要技术问题及对策 与陆地和浅水相比，深水钻井液面临着许多特殊的技术问题，包括深水地质条件的复杂性、钻井液低温流变性调控、天然气水合物的生成、井眼清洗问题及环保问题。 1.1 深水地质条件的复杂性 1.1.1 海底疏松地层井壁失稳与井漏问题 由于深水沉积过程中部分上覆岩层由海水代替，造成地层欠压实，孔隙压力大，胶结性差，海底泥页岩易膨胀、分散。欠压实作用下地层破裂压力低，导致钻井液的安全密度窗口变窄，易出现井漏等问题。 海底浅部地层通常存在数百米厚的硅质软泥，含水量为50%～70%，其物理性质类似于牙膏，剪切强度低，地层承载力差，易引发井壁失稳。 1.1.2 天然气水合物地层分解问题 由于天然气水合物可稳定存在于深水高压低温环境中，钻井过程中不可避免地钻遇赋存天然气水合物地层。由于钻具的机械扰动以及钻井液的侵入和传热作用等因素，井壁周围地层压力和温度的变化导致地层中的水合物分解，地层强度降低，引发井壁坍塌。此外，水合物分解释放大量气体和少量的水，增加了井壁地层的含水量和地层孔隙压力，引发井壁失稳；而大量的气体进入井筒易引起井涌或井控问题。 1.1.3 深水厚盐岩层井壁失稳问题

钻井工艺流程

钻井工艺流程 以中原油田三开井为例 一.选井位(甲方) 二.定井位:原则:地面服从地下 三.搬迁准备及搬安 井队,材料,技术员资料的(准备)钻井工程设计.井史,本井资料,仪器,工具(∑rA型井架)基础图;校正(要清楚校正的标准) 天车,游车和转盘≤15mm.校正转盘与天车〈2-3mm 泵(不单是皮带轮,还要校正水平尺),不水平度应〈1mm吊测房,地质录井,气测,指重表参数仪(技术员在搬家过程中要经常四处转圈,而不是做一个劳动力) 四.一开准备及一开作业 1.钻具:井口工具,井下工具的准备,配合接头9"钻铤=731 8"=631 7"=521x520 API 411(国内)x410 6 1/4=4A11x410 5" 加厚卡瓦

2.套管与套具的准备(套具由固井队提供) 最主要的是联顶节的长度 联顶节主要考虑:1)转盘面2)封井器四通接出管线离工字钢1.5 cm (3)井架底座 ( 一开的时候要送封井器为啥?就是因为联顶节,封井器,厂家不一样四通等的长度有出入) 封井器送来要问一下,闸板芯子是否是5寸~5-1/2的变径闸板,5寸的封钻杆,5-1/2寸的封油套,所以要问一下.下油套前要封井器试压. 3.测斜与工具的准备(不是拉回来就万事大吉,要做个地面试验) 冲鼠洞钻头用8-1/2的. 4.配浆. 5.一开验收 6.一开钻进 (接一根钻铤提起来,靠住转盘面,看钻铤是否居中,然后卸掉方钻杆,上接钻头,水龙带吊着,只准旋转不准加任何钻压.

200-300米表层要接2柱8寸钻铤,一柱7寸钻铤. 钻进过程中在表层一般用双泵,预防堵水眼,因为沙子很多.用双泵在钻完后,停一个泵,上提,快提完时在停泵.停完泵要抢接单根,根据钻铤的重量确定钻压,第一根不加压,第二根加压10KN-15KN,钻压的多少根据钻铤的多少,(钻压要算好)钻完一开后,循环泥浆,一定要上提下放,不能定点.更不能沉底循环,特别是一开更不能沉底循环,因为一开泥浆不成体系.应打个封闭,尽量不能留下水泥环. 现场灰量要准备好,水量要准备好.下表层套管不好下.斜坡引鞋. 表层固井的水泥质量很差.如果下不到底即使接循环头,方钻杆上提下放,尽量下到底. 7.固井. 固井时替浆量的计算:一开:经验公式:一般是100米8方 留水泥塞是20~30米+2米的口袋=25米检测表层固井水泥浆的比重≥1.85,比重低了凝固时

深水石油钻井技术现状及发展趋势

文章编号:1000-7393(2008)02-0010-04 深水石油钻井技术现状及发展趋势3 杨　进1　曹式敬2 (1.中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京　102249; 2.中国海洋油田服务股份有限公司钻井事业部,北京　101149) 摘要:随着世界深水油气资源不断发现,近几年来深水钻探工作量越来越大。随着水深的增加和复杂的海况环境条件,对钻井工程提出了更高的挑战,钻井技术的难度越来越大。从目前国内外深水钻井实践出发,对深水的钻井设备、定位系统、井身结构设计、双梯度钻井技术、喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、钻井液和固井工艺技术和钻井隔水管及防喷器系统等关键技术进行了阐述,对深水的钻井设计和施工进一步向深水钻井领域发展具有重要导向作用。 关键词:深水钻井;钻井设备;关键技术 中图分类号:TE21;TE24 文献标识码:A Curren t situa ti on and develop i n g trend of petroleu m dr illi n g technolog i es i n deep wa ter Y ANG Jin1,CAO Shijing2 (1.MO E Key Laboratory of Petroleum Engineering in China U niversity of Petroleum,B eijing102249,China; 2.D rilling D epart m ent of China O ffshore O ilfield Services L i m ited,CNOOC,B eijing101149,China) Abstract:A s more and more oil and gas res ources are discovered in deepwater world wide,the deep water drilling has become more and more in recent years.It requires more on drilling engineering and drilling technol ogies due t o the increased water dep th and comp licated marine conditi ons.Based on the p ractice in deep water drilling both at home and abr oad,s ome key technol ogies are dis2 cussed in this paper,including the drilling equi pment,the positi oning syste m,the casing p r ogra m design,the dual-gradient drilling technol ogy,the technol ogy of jetting and l ower circuit,the dyna m ic killing and drilling technol ogy,the technol ogy of annulus p ressure detecti on while drilling,the technol ogy of drilling fluid and ce menting,the drilling raiser technol ogy,and the bl owout p reventer sys2 te m.A ll the technol ogies p lay an i m portant r ole in enabling drilling design and constructi on t o expand int o deep water. Key words:deep water drilling;drilling equi pment;key technol ogy 全世界未发现的海上油气储量有90%潜伏在水深超过1000m以下的地层,所以深水钻井技术水平关系着深海油气勘探开发的步伐。对于海洋深水钻井工程而言,钻井环境条件随水深的增加变得更加复杂,容易出现常规的钻井工程难以克服的技术难题,因此深水钻井技术的发展是影响未来石油发展的重要因素。 1　国内外深水油气勘探形势 全球海洋油气资源丰富。据估计,海洋石油资源量约占全球石油资源总量的34%,累计获探明储量约400×108t,探明率30%左右,尚处于勘探早期阶段。据美国地质调查局(USGS)评估,世界(不含美国)海洋待发现石油资源量(含凝析油)548×108 t,待发现天然气资源量7815×1012m3,分别占世界待发现资源量的47%和46%。因此,全球海洋油气资源潜力巨大,勘探前景良好,为今后世界油气勘探开发的重要领域。 随着海洋钻探和开发工程技术的不断进步,深水的概念和范围不断扩大。目前,大于500m为深水,大于1500m则为超深水。据估计,世界海上44%的油气资源位于300m以下的水域,其中,墨西哥湾深水油气资源量高达(400～500)×108桶油当量,约占墨西哥湾大陆架油气资源量的40%以上, 第30卷第2期 石油钻采工艺 Vol.30No.2　2008年4月 O I L DR I L L I N G&PRODUCTI O N TECHNOLOGY Ap r.2008　 3作者简介:杨进,1966年生。1989年毕业于石油大学(华东)钻井工程专业,现从事油气钻井工程研究工作,教授,本刊编委。电话:010 -89733204。

钻井液技术新进展

钻井液技术新进展 摘要：钻井液技术的革新对加强石油勘探开发，提高石油采收率具有重要作用。本文介绍了国外钻井液技术的新进展，包括井壁稳定、防漏堵漏、抗高温钻井液、提高机械钻速的钻井液、低密度钻井液流体、储层保护等技术，同时介绍了国内钻井液技术的相关进展，通过分析比较，指出开发新型钻井液技术的关键在于研发新的处理剂，为钻井液技术的发展指明了方向。 关键词：水基钻井液；油基钻井液；钻井液处理剂；纳米技术 油气井工作液指在钻井、完井、增产等作业过程中所使用的工作流体，包括钻井液、钻井完井液、水泥浆、射孔液、隔离液、封隔液、砾石充填液、修井液、压裂液、酸液及驱替液等。近年来，钻井液在保障钻井井下安全、稳定井壁、提高钻速、保护储层等方面的作用日益突出，随着当前复杂地层深井、超深井及特殊工艺井越来越多，对钻井液技术提出了更高的要求。为此，国内外对应用基础理论和新技术方面进行了广泛的研究，取得了一系列的研究成果和应用技术，有效的解决了钻井过程中迫切的难题，并为钻井液技术的进一步发展奠定了基础指明了方向。本文在调研近几年国内外钻井液新技术的基础上，对国外和国内钻井液技术的新进展分别进行阐述[1-3]。 1国外钻井液技术新进展 1.1井壁稳定技术 1.1.1高性能水基钻井液技术 国外各大钻井液公司均研发了一种在性能、费用及环境保护方面能替代油基与合成基钻井液的高性能水基钻井液（HPWM）代表性技术有M-I公司的ULTRADRIL体系、哈利伯顿白劳德公司的HYDRO-GUADRTM体系[4-5]。该钻井液体系中，聚胺盐的胺基易被黏土优先吸附，促使黏土晶层间脱水，减小水化膨胀；铝酸盐络合物进入泥页岩内部后能形成沉淀，与地层矿物基质结合，增强井壁稳定性；钻速提高剂能覆盖在钻屑和金属表面，防止钻头泥包；可变形聚合物封堵剂能与泥页岩微孔隙相匹配，形成紧密填充[6]。 在墨西哥湾、美国大陆、巴西、澳大利亚及中国的冀东、南海等地的现场应用效果表明，高性能水基钻井液具备抑制性强、能提高机械钻速、高温稳定、保护储层及保护环境的特点[7-8]。 1.1.2成膜水基钻井液技术 通过在水基钻井液中加入成膜剂，使钻井液在泥页岩井壁表面形成较高质量的膜，以阻止钻井液滤液进入地层，从而在保护储层和稳定井壁方面发挥类似油基钻井液的作用。

钻井取心工具说明书 图文并茂

Y-8100型常规取心工具 使用说明书 中石化胜利石油管理局钻井工艺研究院

目录 1、用途 2、主要规范 3、结构概述 4、使用方法 5、检查、维修、保养 6、验收内容 1 用途

Y-8100型常规取心工具是石油、地质勘探钻井中常规取心作业最理想的取心工具。该型常规取心工具配套完善、规格齐全、技术先进，适用于软、中、硬及破碎地层取心。 2 主要规范 3 结构概述 Y-8100型常规取心工具主要由安全接头、旋转总成、差值短节（或稳定器）、外筒、内 筒、岩心爪组合件、取心钻头和辅助工具等部分组成。 3.1 采用高强度厚壁无缝钢管作外筒，强度高、稳定性好，有利于提高岩心收获率、单筒进 尺和延长取心钻头使用寿命。 3.2 内筒：除钢质内筒外，还设计了可供用户选购的具有轻质、耐温、耐腐蚀、内壁光洁等优点的铝合金管作内筒。对于这些特殊内筒，岩心进入阻力小，有利于提高单筒进尺和取心收获率，还可将装有岩心的这些特殊内筒分段切割，两端加盖帽封堵，便于运输，简化岩心处理工序，更好地保护岩心。 3.3差值短节表面堆焊有耐磨层（硬质合金），耐磨性好，扭矩较小，减少了对外筒的表面磨损。 3.4选用稳定器能增加取心工具的稳定性。稳定器采用三螺旋，螺旋筋表面有贴焊硬质合金块或耐磨面，并磨削成光洁面，表面无气孔，耐磨性好，耗损扭矩较小。 3.5在旋转总成上调整间隙:利用调节螺帽的正反旋,实现增长或减短内筒组件长度,以满足间隙值。可调范围为0-60mm,可微调值为1.5mm,调整间隙操作方便、可靠。 3.6 若取心工具在井下被卡住时，很容易地从安全接头螺纹处倒开，起出内筒和岩心，再根据井下情况处理外筒。 3.7 轴承无弹夹，两端无密封，允许少量泥浆流过起冷却和润滑轴承的作用，结构简单、转动灵活、寿命长。

国外高性能水基钻井液技术发展现状

文章编号:100125620(2007)0320074204 国外高性能水基钻井液技术发展现状 张启根　陈馥　刘彝　熊颖 (西南石油大学化学化工学院,四川成都) 摘要　介绍了贝克休斯公司开发的高性能水基钻井液的基本组成、优良性能以及在世界部分油田的现场应用情况。该钻井液具有油基钻井液的各种性能,可有效稳定页岩、提高岩屑整体性和机械钻速、减小扭矩和阻力,且有利于环保,已被广泛应用于各种钻井。从应用效果看,无论是PDC 钻头还是牙轮钻头,机械钻速都达到了27.4 m/h ,实现了较低的稀释率和较高的固相清除率,其摩擦系数与油基钻井液相同,最大程度地减少了钻头泥包和聚 结现象。与油基钻井液相比,可大幅度节省钻井期间的完井时间,解决了高性能钻井与环保要求的协调问题。 关键词　高性能水基钻井液　钻井液性能　钻速　井眼稳定　综述中图分类号:TE254.3 文献标识码:A 随着全世界各油田的开发逐渐进入中后期,钻井作业的难度和油气井开发成本都在急剧地增加。典型的高难度井有超深井、高温井、高压井、大位移井和深水井,在多数情况下,井身剖面设计越复杂,在钻井中遇到的井下复杂情况也越多,经常遇到的问题有扭矩过大、起下钻遇阻、卡钻、机械钻速低、井眼失稳、井漏和地层伤害等。在国外,解决这些问题的传统方法是采用油基和合成基钻井液。但是,随着环保部门对钻井液和钻屑毒性的控制日益严格,油基和合成基钻井液的使用受到了很大程度的限制。因此各国石油工作者做了大量的工作,研制出了一系列的功能独特的新型环保钻井液,它们在解决世界各油田的复杂钻井过程中发挥了各自的作用。其中具有代表性的是美国贝克休斯公司近期开发出的高性能水基钻井液,其性能与油基钻井液相似,且具有环保和低成本的特点。 1　高性能水基钻井液介绍 贝克休斯公司的研究人员从考察油基逆乳化钻井液所具有的特性入手,研究了油基逆乳化钻井液的作用机理,做了大量的基础试验、处理剂的筛选试验、体系配伍性试验,采用了一系列来自于非石油行业领域的技术,研制、筛选、改性以及复配了各种新型处理剂,并使用了一些独特的专利产品,最终开发出了这种高性能水基钻井液。该体系的设计思路采 取了“总体抑制”理念,即在保证页岩、黏土和钻屑稳定性的同时,改善一些关键性能,如提高机械钻速、防止钻具泥包及降低扭矩、起下钻遇阻现象等。开发出的高性能钻井液基本配方为[2]: 25.7kg/m 3膨润土+4.3kg/m 3P HPA +10.0kg/m 3铝络合物+14.3kg/m 3聚胺+3.1kg/m 3 低黏度PAC +2.0kg/m 3常规PAC +11.4kg/m 3沥青颗粒 该体系已在世界范围内得到广泛应用,其应用效果已在墨西哥湾、巴西、利比亚、澳大利亚和沙特阿拉伯等地区的现场试验中得到证实。在中东钻井时测得的钻井液性能[2]如下。 <444.5mm 井眼:密度为1.28g/cm 3,塑性黏度为24mPa ?s ,动切力为104.3Pa ,胶凝强度为28.7Pa/71.8Pa/86.2Pa ,滤失量为4.8mL ,p H 值为10.8,高温高压滤失量为15.0mL ,膨润土含量为64.2g/L ,L GS (低密度固相)为7.49%(V /V )。 <311.1mm 井眼:密度为1.88g/cm 3,塑性黏度为36mPa ?s ,动切力为119.7Pa ,胶凝强度为38.3Pa/71.8Pa/91.0Pa ,滤失量为4.0mL ,p H 值为10.7,高温高压滤失量为12.5mL ,膨润土含量为57.1g/L ,L GS 为6.20%(V /V )。 从以上数据可以看出,高性能钻井液的组成与常规水基钻井液有较大的区别,其性能与油基钻井液相差很小,是性能优良又环保的新型水基钻井液。 第一作者简介:张启根,1981年生,西南石油大学在读研究生,主要从事油田应用化学的研究。地址:四川省成都市西南 石油大学硕05级5班;邮政编码610500;E 2mail :zhangqigen1981@https://www.360docs.net/doc/2118843670.html, 。 第24卷第3期 钻　井　液　与　完　井　液 Vol.24No.32007年5月 DRILL IN G FL U ID &COMPL ETION FL U ID May 2007

深海天然气水合物钻探取心技术

收稿日期:2009204201 基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)“天然气水合物钻探取心关键技术”课题(2006AA09A207) 作者简介:王智锋(19752),男,河南沈丘人,工程师,博士研究生,现从事井下工具研究及科研技术管理工作,E 2mail :wan 2 gzf @https://www.360docs.net/doc/2118843670.html, 。 文章编号:100123482(2009)0920012204 深海天然气水合物钻探取心技术 王智锋1,2,许俊良2,薄万顺2 (1.中国石油大学石油工程学院,山东东营257061;2.胜利石油管理局钻井工艺研究院,山东东营257017) 摘要:天然气水合物作为一种高效、清洁的新能源,已经引起世界广泛关注,由于其不稳定性,采用 的钻探取心装置必须具备保真功能。简要介绍了国内外4种天然气水合物取心装置及国内取心工具研究进展,叙述了胜利石油管理局钻井工艺研究院承担国家“863计划”重大专项“天然气水合物钻探取心关键技术”采取的取心工具方案。关键词:天然气水合物;取心;保压;钻探中图分类号:TE952 文献标识码:A G as H ydrate Drilling Coring T echnology WAN G Zhi 2feng 1,2,XU J un 2liang 2,BO Wan 2shun 2 (1.College of Pet roleum Engineeing ,China Universit y of Pet roleum ,Dongy ing 257061,China; 2.D rilling Technolog y Research I nstitute ,S hengli Pet roleum A dminist ration B ureau ,Dong ying 257017,China ) Abstract :As a new kind of high efficiency and clean energy resource ,nat ural gas hydrate has ex 2tensively attracted attentions all aro und t he world.The device used for sampling t he nat ural gas hydrate core must po ssess t he p roperties of warm preservation and p ressure preservation due to it s instability.The developing sit uations at home and abroad for sampling of t he nat ural gas hy 2drate ,a new preliminary concept for sampling of t he nat ural gas hydrate were int roduced.The coring tool research project included in t he “Key coring technology for nat ural hydrate ”was de 2scribed ,a major p roject of national “863”plan. K ey w ords :gas hydrate ;coring ;pressure preservation ;drilling 天然气水合物(gas hydrate )是一种白色固体结晶物质,外形像冰,有极强的燃烧力,可作为上等能源,俗称为“可燃冰”。据理论计算,1m 3的天然气水合物可释放出164m 3的甲烷气和0.8m 3的水[122]。这种固体水合物只能存在于一定的温度和压力条件下,一般要求温度低于0～10℃,压力高于10M Pa ,一旦温度升高或压力降低,甲烷气则会逸出,固体水合物便趋于崩解。由于这一特殊性,若要获得其样品具有一定的难度,从海底到地面压力和温度都要发生很大的变化,要实现岩心样品保持接 近原始状态,必须利用特殊的取心设备。 1　国外钻探取心技术现状 [127] 目前,国外钻井船使用的保压取心器主要有国 际深海钻探计划(DSDP )使用的保压取心筒PCB ;国际大洋钻探计划(ODP )使用的保压取心器PCS 、活塞取心器A PC ;日本研制的P TCS ;欧盟研发的H YACE 等。1.1　保压取心器PCS PCS 是一种自由下落式展开、液压驱动、钢缆 　2009年第38卷 石油矿场机械　第9期第12页 OI L FIE LD EQUIPMENT 2009,38(9):12～15

钻井取心作业的安全操作范本

操作规程编号：LX-FS-A91981 钻井取心作业的安全操作范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑

钻井取心作业的安全操作范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 钻井取心的方式分常规取心和特殊取心，常规取心一般有短筒取心、中长筒取心、橡皮筒取心等三种。对岩心有一定特殊要求的钻井取心称特殊取心，如：油基钻井液取心、密闭式取心、保压密闭取心、定向井取心和定向取心。 常规取心是钻井取心作业中最大量、最常见的作业，所以，下面介绍常规取心作业中的安全知识。 在取心作业施工前，由工程技术人员向施工人员交代取心井段、厚度、取心工具结构性能特点、取心措施及必要的安全操作知识及注意事项等常识。为了保证取心工具在井下安全工作，取心工具送到井场时

第10章 钻井取心

第十章钻井取心 第一节取心方式和取心工具的选择 (2) 一．取心方式的选择 (2) 二．取心工具的选择 (3) 第二节取心钻头的选择 (4) 一．全刚石取心钻头的优点 (5) 二．全刚石取心钻头的分类 (5) 三．国内生产的金刚石取心钻头种类 (6) 四．取心钻头的结构和影响其预期性能的因素 (7) 五．取心钻头的选择 (8) 第三节取心工具 (11) 一．常规取心工具 (11) 二．特殊取心工具 (17) 第四节钻井取心工艺 (24) 一．取心原则 (24) 二．取心的要求 (24) 三．取心前的准备 (25) 四．对钻井液性能的要求 (25) 五．取心操作程序 (25) 六．取心故障分析 (28) 七．高温高压井取心 (30) 第五节取心工具检修内容及标准 (31) 一．取心工具质量检查与标准 (31) 二．取心辅助工具 (32) 三．取心工具报废标准 (32) 参考资料 (32)

本章着重介绍取心方式、工具和钻头的选择，取心工具技术规范，取心质量标准，取心施工程序，取心钻进参数及故障分析，取心工具检修内容及标准，高温高压井取心和特殊取心工具等内容。 第一节取心方式和取心工具的选择 取心方式有常规取心和特殊取心两类：常规取心对岩心无特殊的要求，所用的工具简单，工艺不复杂，成本低；而特殊取心取出的岩心不受钻井液污染，疏松地层岩心规矩、完整并能保持其出筒前的形状，岩心能保持其地层原始状态，但其装备和工艺比较复杂、施工难度大、成本高。因此，取心的方式应根据取心的目的、油气藏类型和勘探开发阶段的不同条件来确定。在取心方式已定的情况下，要根据取心井眼大小、井段深浅、地层岩石软硬与胶结情况来选择相应的取心工具与取心钻头。 一．取心方式的选择 1．常规取心 对岩心无任何特殊要求的取心称为常规取心。常规取心是取心作业中最大量、最常见的，无论是什么油气藏，在勘探阶段或开发阶段都要进行大量的常规取心。 （1）主要目的： ①发现油气层，了解含油气情况与储集特征，并确定油气层岩性、物性、厚度、面积等基础数据。 ②建立地层剖面，研究岩相及生、储特征。 ③了解岩性与电性关系。 （2）常规取心方式： ①一般短筒取心，是指取心钻进中途不接单根的常规取心。它的工具只含有一节岩心筒，结构简单。它在整个取心作业中所占的比例最大，在任何地层条件下均可进行。 ②中、长筒取心，是指钻进中途要接单根的取心。它的工具必须含有多节岩心筒，通常只有当地层岩石的胶结性与可钻性较好时，才进行中、长筒取心。中、长筒取心的目的是在保证岩心收获率较高的前提下，尽可能提高取心的单筒进尺，以大幅度提高取心收获率，降低取心成本。 2．特殊取心 对岩心有一定特殊要求的钻井取心称为特殊取心。它多用在油田开发阶段，通常有下列几种方式： （1）油基钻井液取心，是指在油基钻井液条件下进行的取心。对储量较大的砂泥岩油气藏，在开发之前一般都要进行这种取心，其目的是取得不受钻井液自由水污染的岩心，以求获得较为准确的储层原始含油饱和度资料，为合理制定油田开发方案提供依据。由于油基钻井液不失水，性能稳定，流动性和润滑性都很好，因而岩心不存在吸水膨胀或剥落的问题，也不易断裂或磨损，取出的岩心规矩、完整、成柱性好、收获率高。 （2）密闭取心，是指以注水方式开采的砂岩油田，在开发过程中为检查油田注水开发效果，了解地下油层水洗情况及油水动态，以制定合理的开发调整方案，采用密闭取心工具与密闭液，在水基钻井液条件下取出几乎不受钻井液自由水污染的岩心。由于油基钻井液取心成本高，在密闭取心质量指标有保证的前提下，密闭取心可代替油基钻井液取心。

国外保护油气层钻井液技术新进展

2002Ο12Ο26收到　2003Ο01Ο16改回 国外保护油气层钻井液技术新进展 吴诗平　鄢捷年 (石油大学　北京　102200) 在油气钻探过程中,钻井液作为第一种入井流体,在对储层实施保护的过程中起着至关重要的作用。在长期的钻井实践中,我国已总结出三大类、共11种保护油气层的钻井液体系[1],但随着时间的推移和钻井难度的增加,保护油气层钻井液技术正面临着进一步发展和更新。近年来,液技术的研究,并已取得了较大进展和成功应用。 1　暂堵型钻井液、完井液体系的对比评价 由于储层具有高渗、天然裂缝发育等特性以及储层衰竭等原因,许多井在钻井、完井和修井过程中都会出现非常大的滤液漏失。J.Dorman 等人[2]分别对通过调整钻井液组分来控制滤失量的方法进行了研究。实验所用的主要仪器为颗粒堵塞测试仪(简称PPA )。该仪器在选择钻井液组分来降低滤失、评价颗粒堵塞情况方面十分有效。 用于室内评价的暂堵型钻井液、完井液体系有:①含有超细盐粒的聚合物体系(SSPF );②含有超细盐粒并加入合成聚合物的抗高温改性钻井液体系(SSPT ΟHT );③含有超细CaCO 3颗粒的聚合物体系(SCPF );④含有微细纤维素固相的聚合物体系(MCPF );⑤含有微细纤维素固相和抑制膨胀的天然聚合物的聚合物体系(MCPF ΟNDSP );⑥增效型聚合物凝胶体系(P GP );⑦增效型交联聚合物凝胶体系(XP GP );⑧抑制膨胀的稳定聚合物凝胶体系(DSP GP )。其对比评价内容包括高温热滚后钻井液滤失量的变化、用PPA 装置评价钻井液的滤失特性(包括瞬时滤失量以及时间与滤失量的变化关系)、正压差与滤失量的关系、动态滤失量等。 对于MCPF 体系,其组分包括黄原胶生物聚合物、PAC ΟHV 、改性淀粉(降滤失剂)、p H 缓冲剂以及微细纤维素。实验表明,该体系的瞬时失水量相对较高,但当泥饼形成后其滤失量能够有效地得以控制。不同的实验压力对SSPF 和SCPF 体系的动滤失量有很大影响,但泥饼厚度均很小。P GP 、XP GP 以及DSP GP 体系也能在不同压力下表现出良好的控制滤失和储层损害的能力,并且聚合物凝胶几乎可以完全阻止钻井液固相和滤液进入储层而造成损害。 在考虑对钻井液体系进行滤失量控制的同时,还必须考虑其流变性,尤其是高温下的流变性是否满足要求。使用Fan Ο50C 高温高压流变仪对SSPF 、SCPF 以及MCPF 体系在不同温度下的流变特性进行了评价。结果表明,随着温度升高,SSPF 和SCPF 体系比MCPF 体系具有更好的假塑性流体特征和低剪切流变特性。 通过实验研究结果的对比分析,得出以下几点认识: (1)对于高渗储层,使用含有超细盐粒(作为架桥粒子)的聚合物钻井液以及含有超细CaCO 3颗粒的聚合物钻井液,在静态和动态条件下均能有效地控制滤失; (2)在上述各种钻井液、完井液体系中,SSPF 和SCPF 体系的动滤失量相对较低; (3)在135℃(275υ)以上的高温下,建议使用具有良好抗高温性的SSPF ΟHT 体系; (4)MCPF 体系有较高的瞬时滤失量,但在泥饼形成之后滤失性可得到有效控制,而MCPF ΟNDSP 体系能有效地控制瞬时滤失量和高温高压滤失量; (5)SSPF 和SCPF 体系对于孔隙性储层能有效地控制滤失量,但对于滤失量很高的裂缝性储层,建议在体系中添加微细纤维素(MC )固相粒子进行改进。 2003年 中国海上油气(地质) CHINA OFFSHORE OIL AND G AS (GEOLO GY ) 第17卷　第4期

国内外钻井液技术发展概述

国内外钻井液技术发展概述 郭保雨成效华 胜利石油管理局钻井工程技术公司山东东营 摘要：本文主要论述了国内外钻井液的发展状况及发展趋势，介绍了近年来国内外发展起来的16种新型钻井液技术，国内外钻井液技术仍以抗高温、高压、深井复杂地层的钻井液技术为主攻目标，指出了钻井液处理剂的发展方向是高效廉价、一剂多效、保护油气层、尽可能减轻环境污染，并寻求技术更先进、性能更优异、综合效益更佳的钻井液体系及钻井液处理剂。对钻井液技术发展进行了展望，由于深井、复杂井、特殊工艺井以及特殊储藏的开发、环境保护的重视，对钻井液完井液的要求越来越高，所以抗高温、高压、深井复杂地层、油气层保护仍是钻井液完井液技术发展的重要方向。 关键词：钻井液技术发展 一、国内外钻井液技术新发展概述 钻井液作为服务钻井工程的重要手段之一。从90年代后期钻井液的主要功能已从维护井壁稳定，保证安全钻进，发展到如何利用钻井液这一手段来达到保护油气层、多产油的目的。一口井的成功完井及其成本在某种程度上取决于钻井液的类型及性能。因此，适当地选择钻井液及钻井液处理剂以维护钻井液具有适当的性能是非常必要的。钻井液及钻井液处理剂经过80年代的发展高潮以后，逐渐进入稳定期，亦即技术成熟期。可以认为，由于钻井液及钻井液处理剂都有众多的类型及产品可供选择，因此现代钻井液技术已不再研究和开发一般钻井液及钻井液处理剂产品，而是在高效廉价、一剂多效、保护油气层、尽可能减轻环境污染等方面进行深入研究，以寻求技术更先进、性能更优异、综合效益更佳的钻井液及钻井液处理剂。 1．抗高温聚合物水基钻井液 所使用的聚合物在其C-C主链上的侧链上引入具有特殊功能的基团如：酰胺基、羧基、磺酸根（S03H）、季胺基等，以提高其抗高温的能力。不论是其较新的产品，如磺化聚合物Polydrill，或早己生产的产品如S.S.M.A.（磺化苯乙烯与马来酸酐共聚物）均是如此，并采取下列措施： ①利用表面活性剂的两亲作用来改善钻井液的抗温性； ②抗氧化剂可以大幅度提高磺化聚合物抗高温降滤失剂的高温稳定性能。 ③膨润土一直是水基钻井液的基础。但随着温度的升高和污染，它是最难控制和预测其性能的粘土矿物。而皂石和海泡石最重要的特征是随着温度的升高而转变为薄片状结构的富镁蒙脱石，比膨润土能更好的控制流变性和滤失量。 2．强抑制聚合物水基钻井液 随着钻井液的发展，研制成功了阳离子聚合物钻井液。这种抑制能力很强的新型钻井液与原阴离子的聚合物钻井液的本质区别就是在“有机聚合物包被剂”这一主剂上引入了阳离子基团即（-N一）基基团（如阳离子聚丙烯酰胺），另外又添加了一种分子量较小的季胺盐类，（如羟丙基三甲基氯化胺）。 另外，在PAM分子链上引入阳离子基团、疏水基团和AMPS（2-丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸），从而使改性的PAM赋予了新的性能。通过改性，使聚合物分子中的阳离子中和了粘土颗粒上的负电荷而减小静电斥力，使聚合物能在更多位置上与粘土发生桥链，对粘土

国外深水钻井液技术现状

国外深水钻井液技术现状 （一）引言 自1985年以来，随着第一批水深在300 m以上深水油气勘探开发项目的投入建设，国际深水油气勘探开发逐渐增多。最初10年的年平均增长速度为65%，西北欧、巴西、墨西哥湾的勘探开发速度最快，2001年起墨西哥湾深水区的产量已超过浅水区。据统计，截至2000年，水深500 m的深水油气田有162个，遍及世界各海域，其中尤以美洲的墨西哥湾海域、拉丁美洲的巴西海域及西非海域最多，深水油气田探明油气储量为22.6×108t油当量，占海上油气田探明总储量的12%。目前，深水钻井还面临着许多难题，对钻井液技术的要求更高，本文在分析深井钻井存在的主要难题的基础上，详细介绍了国外先进的深水钻井液技术，并对其发展趋势进行了分析。 （二）深水钻井中存在的问题 与浅水区域相比，深水钻井面临的主要问题有：海底页岩的稳定性差、钻井液用量大、井眼清洗难、浅层天然气与形成的气体水合物、低温下钻井液的流变性、地层破裂压力窗口窄等。这些问题给钻井工作带来了诸多困难，同时对钻井液技术提出了更高的要求：在保证钻井安全的前提下，兼顾钻井成本和环境效益。 1.海底页岩的稳定性差 在深水区中，由于沉积速度、压实方式以及含水量的不同，海底页岩的活性大。河水和海水携带细小的沉积物离海岸越来越远，由于缺乏上部压实作用，胶结性较差，易于膨胀、分散，导致过量的固相或细颗粒分散在钻井液中，从而影响钻井液性能。 2.钻井液用量大 在深水环境下的钻井液需求量是很大的。一般隔水管体积就高达159 m3，再加上平台钻井液系统，而且由于井眼直径大，为了钻达设计井深，一般下入的套管也多（常常是4～7层），因此钻井液用量就比其他同样井深的陆上或浅水区的井大得多。 3.井眼清洗难 深水钻井时，由于开孔直径、套管和隔水管的直径都比较大，如果钻井液流速不足就难以达到清洗井眼的目的。因此，对钻井液清洗井眼的能力提出了更高要求。一般采用稠浆清洗、稀浆清洗、联合清洗、增加低剪切速率黏度，以及有规律地短程起下钻等方法，这些方法均有助于清除钻井过程中的钻屑。使用与钻井过程中钻井液黏度不同的清扫液清除钻屑效果较明显，比如使用稀浆钻进,稠浆清洗钻屑。 4.浅层气与气体水合物 深水钻井作业中，气体水合物的形成不仅是一个经济问题，更是一个安全问题。气体水合物类似于冰的结构，主要由气体分子和水分子组成，外观上看起来类似于脏冰，但是它在性质上又不像冰，如果压力足够，它可以在0℃以上形成。海底附近或井中溶解的水合物受到冷却后易在隔水管和压井阻流管线上重新凝结，尤其是在节流管线、钻井隔水导管、防喷器以及海底的井口里，一旦形成气体水合物，就会堵塞气管、导管、隔水管和海底防喷器等，从而造成严重的事故；