PWD-Ⅱ型泥浆脉冲随钻井底压力监测系统在深井中的应用
EZFLOW钻井液体系在南海超深水开发井的应用
EZFLOW钻井液体系在南海超深水开发井的应用发布时间：2021-06-28T17:32:49.760Z 来源：《基层建设》2021年第6期作者：刘元鹏龚成林[导读] 摘要：超深水井钻井时存在易形成气体水合物、低温对钻井液性能产生严重影响、作业窗口窄致漏失风险大、储层保护要求高等问题。
中海油田服务股份有限公司油田化学事业部广东湛江 524057 摘要：超深水井钻井时存在易形成气体水合物、低温对钻井液性能产生严重影响、作业窗口窄致漏失风险大、储层保护要求高等问题。
因此，为满足超深水储层段钻井作业的需要，通过对水合物抑制剂、钻井液恒流变、储层保护进行研究，研制了一套适合超深水开发井储层段钻井施工水基钻井液体系（EZFLOW钻井液体系），并对钻井液体系的综合性能进行了评价。
钻进结果表明，该钻井液体系具有性能稳定，水合物防治，储层保护效果好。
现场钻井施工过程顺利，无井下复杂情况出现，说明该钻井液体系能够满足超深水开发井钻井施工需求。
关键词：EZFLOW钻井液、水合物抑制、恒流变、储层保护引言 LS17-2气田位于中国南海西部海域，水深在1252m-1547m。
LS17-2气田属于典型的高孔高渗透油藏，目的层温度约89℃左右，压力系数为1.19-1.22，属于正常的温度压力系统。
超深水气田开采是国内首次作业，因此对储层段的开采提出了较大的挑战。
水平井裸眼完井是一种最大限度提高储层开采能力的方式，但是如果钻开液污染储层，将无法采用其它工艺措施进行解除污染，因此，钻开液体系必须具有良好的保护储层的效果[1-2]。
同时超深水井在泥线附近存在一个低温带，低温通常会对钻井液的流变性能产生影响，导致钻井液黏度增大、絮凝等情况的出现；另外，在低温高压环境下容易产生气体水合物，也会对钻井液体系的性能产生比较严重的影响[3-4]。
因此，本文通过室内研究材料优选及小型实验，作业过程中监测钻井液性能，保证了本井作业顺利，也为后期类似井提供了作业支持。
随钻压力测量系统的研制与现场试验
随钻压力测量系统的研制与现场试验张涛;柳贡慧;李军;李立昌;王帅;谭天宇【摘要】The balance relationship between bottom hole annulus pressure and formation pressure is a key factor to affect the drilling operation safety. Because of the complex and various situation underground, there is a big error between the actual bottomhole pressure and calculated one. The paper introduced a PWD system which can measure the parameters of weight on bit (WOB), torque, annulus pressure, annulus temperature, pressure inside the drill string, etc., and transmit the measurement data to the ground in real time. With the real time measurement data, the wellbore hydraulic model can be corrected in real time, and the underground situation can be interpreted in real time, what is more, the drilling accident can be predicted in real time. The field test proves the accuracy and reliability of the measurement system. Compared with the storage PWD system, this measurement system is more accurate, and has the function of transmitting the measured data in real time, so it can offer powerful technical support for drilling operation.%井底环空压力与地层压力的平衡关系是影响钻井作业安全的重要因素.由于井下工况复杂多变,而目前通过水力模型理论计算所得的井底压力与实际压力值存在较大的误差.文中介绍了一种可以测量近钻头处钻压、扭矩、环空压力、环空温度及钻柱内压力等参数并将测量数据实时传输至地面的随钻压力测量系统(PWD).依靠PWD的实时测量数据,可以实时修正井筒水力模型,解释井底工况,预测钻井事故.现场试验证明,该测量系统测量参数准确、工作稳定可靠.通过与存储式PWD测量数值对比,该测量系统有较高的测量精度,具有实时传输测量数据功能,可为钻井作业提供有力的技术支持.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2012(034)002【总页数】3页(P20-22)【关键词】PWD;随钻测压;井底压力;测量【作者】张涛;柳贡慧;李军;李立昌;王帅;谭天宇【作者单位】中国石油大学,北京102249;中国石油大学,北京102249;北京信息科技大学,北京100085;中国石油大学,北京102249;渤海钻探工程技术研究院华北分院,河北任丘062552;渤海钻探工程技术研究院华北分院,河北任丘062552;渤海钻探工程技术研究院华北分院,河北任丘062552【正文语种】中文【中图分类】TE249近钻头处的井底环空压力是影响钻井作业安全的重要参数，也是控压钻井中必不可少的技术参数［1-5］。
随钻测压技术在调整井作业中的应用
工 业 技 术
随钻测压 技术在调整井作业 中的 应用
刘鹏 飞 和 鹏 飞
（ 中海油能源发展份有 限公 司工程技 术分公 司 ， 天津 ３ ０ ０ ４ ５ ２ ）
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摘 要： 为 了获得 目前 地 层 压 力数 据 ， 以验 证地 层 的 压 力情 况 ， 在 井 眼段 中使 用 随钻 测 压技 术 ， 可 以在 钻 井揭 开地 层 的 第一 时间 获得准确 的地层压力数据 ， 通过对压 力数据加 以分析 可以判断地层流体性质 、 地层渗透率 、 流体是否接触、 地层孔隙压力、 储层 是 否 连通 等 等 ， 还 可 以根 据 实时测 量 的孔 隙 压 力数据 及 时优 化 钻 井 液 密度 ， 提 高井 控质 量 ， 降低 钻 井 风 险 ， 所得 的 资料 数 据 对 于 油 井 见产 后 的后 续 作业 也 具有 较 强 的指 导 意义 。 关键词： 随钻 测 压 ； 调整井； 钻井； 渤 海 油 田开发 大致 可 分 为勘 探 阶段 、 开 发 阶段 、 后 期 调 整 三个 阶段 ， 无 论 哪个 阶段 对 地 层 压 力 的 准确 判 断 都 是 钻完 井 安 全 施 工 的先 决 条件。 勘 探 前期 的三维 地 震 剖面 虽然 能 大致 判 断地 层 的地 层 压力 系 数， 但却不能判断地层压力 的准确数值 ； 完钻后 的电缆测压受 困于 静 止 测压 时 间长 易 造成 电缆粘 卡 、 完 钻 后储 层 受 钻井 液 污 染 时 间长 而 造 成测 压数 据 失 准等 原 因在 实 际现 场 中应 用 范 围不 大 。 随钻 测 压 工 具 可 在钻 井 过 程 中实 时测 量 当前 地 层 的孔 隙 压 力 及 流 度值 （ 渗 透 率 与流 体粘 度 比值 ） ， 可 以 为勘 探井 的油 藏评 价 提 供 第 一 手 的 直 接 资料 ； 可 以为 开 发 井 的 优 化钻 井 液 、 选 择 完 井 方 式 提供依据 ； 可 以为后续调 整井 的井位布局 、 钻井液密度的控制提供 直 接 依据 。 ． １工 具 简介 及 测试 原 理 现 阶段 的随 钻测 压 工 具 主要 有 斯伦 贝谢 的 Ｓ ｔ ｅ ｔ ｈ ｏ Ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ 、 贝 克 的 Ｔ ｅ ｓ Ｔ ｒ ａ ｋ 及 哈 里 巴顿 的 Ｇ ｅ ｏ — Ｔ ａ ｐ 。各 厂 家 的 随钻 测 压 工 具 工 作 原理 大致相 同： 工具校好深度后 ， 发 出测压指令 ， 此时探针伸 出， 其外部 的塑 料 密 封 圈 紧 贴 井壁 ， 吸入 管刺 穿 泥 饼 伸人 地 层 ， 吸 取 地层 流体 进 行 压力 测 试 。本 文 主要 选 择斯 伦 贝谢 的 Ｓ ｔ ｅ ｔ ｈ ｏ Ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ 工具 做 介绍 。 Ｓ ｔ ｅ ｔ ｈ ｏ Ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ 工 具 通 过定 位 活 塞 推靠 井 壁 ， 探 针刺 入 地 层 吸取 地 层 流 体， 由Ａ Ｃ Ｑ Ｇ测量器测量地层压力。Ｓ ｔ ｅ ｔ ｈ ｏ Ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ 工具是 目前较为成 熟 及 稳 定 的随 钻钡 ０ 压 工具 ， 其 独 特 的定 位 活 塞 可 以保 证工 具 与 地层 良好 的接 触 ，适 合 任何 井 眼 轨迹 可 以做 到 全 井段 测 量 ； Ａ Ｃ Ｑ Ｇ与 压 力计互补性的测量方式可以保证测量数据的准确性 ； 探针组合具有 自锁 功 能 的密 封 圈更 贴合 井 壁 ， 防止 座封 失 效 。特 有 的过滤 活 塞保 证 测 试 管 线 的清 洁 ， 防止 堵 塞 管线 ； 探 针设 计 于 刀 翼 扶 正 器 上 减 少 了 钻井 液 对 探 针 的冲 蚀 ， 保护探针 ； 可 由电 力 和水 动 力 提 供 测 量 动 力， 可以在泥浆泵停泵过程中完成测量 ； 如遇复杂情况 ， 停泵后探针 即 自动 回 收 ， 不 能停 泵 也 可 直 接 活 动钻 具 拉 断 活 塞 及探 针 ， 活 塞 及 探针 就 有 良好 的可钻 性 ， 不 会造 成井 下 落 物事 故 。 ２ 现场 应 用 Ａ１ ７井 的 应 用 为 渤 海 某 油 田 一 口 大 斜 度 井 ，设 计 完 钻 井 深 ２ ２ ０ ０ ｍ（ 垂深 １ ４ ７ ７ ｍ） ， 开 发 目的层 位 于 明化 镇 组 下段 ， 自１ ６ ０ ｍ开 始 造斜至 ７ １ ６ ｍ达到井斜角 ５ ５ 。 ， 剩余井段稳斜至完钻。采用两级井身 结 构设 计 ， ２ ４ ｉ ｎ隔 水 导 管 为 先 期 锤 入 ， 一 开 使 用 １ ７ ． ５ ｉ ｎ井 眼 ＋ １ ３ ． ３ ７ ５ ｉ ｎ 套管下深 ４ ０ １ ｍ，二开使用 １ ２ ． ２ ５ ｉ ｎ井眼＋ ９ ． ６ ２ ５ ｉ ｎ 套管下深 ２ １ ９ ６ ｍ。随钻 测 压井 段 位 于二 开 目的层 。
随钻测井技术
有非常独特的作用。
东北石油大学
随钻测井技术
随钻测井的优点
与电缆测井相比，随钻测井具有准确性、实时性和适用性广等优势。具体表现为： a) LWD是在钻头破岩后不久、泥浆侵入较浅、井眼平滑与尚未明显垮塌的条件下测量的，测 井曲线受泥浆侵入影响比常规测井小得多，更能反映原状地层的电性、物性和孔隙流体性质。 其不同测量方式获得的时间推移测井资料，也易于识别油气层和分析储层渗透性； b) 人们可根据实时记录测量的近钻头的地质参数，判释易于造成井涌的高压层、造成井漏的裂 缝、破碎带(断层)以及地层岩性和油气水界面，结合井眼几何参数，确定钻头在地层中的空 间位置并做出迅速反应，采取适当的工程措施，引导钻头沿着设计的井眼轨迹或实际地质目 标层(油气藏中)钻进，提高钻井效率; c) 复杂条件下不能进行电缆测井时，利用LWD可采集井眼和地层物理信息。与钻杆传输测井 (PCL一WL)相比，LWD更为安全可靠，它适合在各种恶劣的井下环境中作业，在大斜度井、 水平井和小井眼中测量更是见其特长。
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随钻测井技术
随钻声波测井
现场服役的随钻声波测井仪器使用的声源有单极子、偶极子和四极子,如 贝克休斯INTEQ公司的APX既使用单极子也使用四极子声源,斯伦贝谢公司的 SonicVision使用单极子声源,哈里伯Sperry公司的BAT是偶极子仪器。这些仪 器可测量软/硬地层纵/横波速度和幅度,测量数据一般保存在井下存储器内, 起钻后回放使用。随钻声波测井数据可用于岩性识别、孔隙度计算、岩石力 学参数计算、井眼稳定性预测、泥浆比重优化、下套管位置选择等。
过泥浆编码脉冲实时传输到地面，传输率很低，目前最大传输率仅为巧15bps。Sperry-Sun
井下存储器可以记录8MB数据量，若为随钻全波测井，则可记录256MB，但这种数据须 等到起钻后才能获得。 c) 测井环境响应不同 LWD探测深度较饯，受井眼和侵入影响小，但由于钻杆本身重量特别大，大多是在偏心 条件下采集数据的，尤其是中子密度测井受仪器偏心影响较大。此外，在大斜度井或水平井 中，随钻电阻率测井不再象直井那样测量水平电阻率，其测量值介于水平电阻率和垂直电阻
HZMWD无线随钻测量与传输系统的研制与应用
第4卷第4期2008年12月 新疆石油天然气Xinjiang O il &Gas Vol .4No .4Dec .2008文章编号:1673—2677(2008)04—0066-03收稿日期:2008-07-15 改回日期:200811-16作者简介:徐秀杰(1956-),男,西部钻探克拉玛依钻井工艺研究院科研中心工程师。
HZ M WD 无线随钻测量与传输系统的研制与应用徐秀杰,陈若铭,罗良波,范志国(西部钻探克拉玛依钻井工艺研究院,新疆克拉玛依834000)摘 要:定向钻井需要解决的关键技术之一,就是对井眼轨迹数据的准确测量与信息的实时传输,但是,高端随钻测量技术长期以来一直由国外公司控制,中端无线随钻仪器因成本居高不下,且维修保养困难、供货周期长等问题,已成为制约我国利用该技术提高油田勘探开发效益的瓶颈,为此,我院就该技术进行了大量的理论和实验研究,解决了该技术面临的诸多技术难题,研制成功了HZ MWD 无线随钻测量与传输系统,并成功地在新疆油田的8口水平井上进行了现场应用,取得了良好的应用效果,为新一代随钻测量仪器研究奠定了坚实的基础。
关键词:无线随钻测量;传输;研制;应用;HZ MWD中图分类号:TE271 文献标识码:B 定向井、水平井可有效增加油层的裸露面积,大幅度提高单井采收率,达到提高油田开发效益的目的,因此,已成为油田开发的重要技术手段,但是,作为定向井钻井核心技术之一的高端无线随钻测量与实时传输技术长期以来一直由国外公司控制,国内少数仪器公司只能生产用于浅井的低端无线随钻仪器。
然而,重点水平井、小井眼水平井,深井水平井开发中使用的中端无线随钻仪器基本依靠进口仪器,无法满足国内定向钻井领域日益增长的对先进无线随钻仪器的需求,也给油田的高效开发带来诸多不便:(1)由于国外对我国进行技术封锁,我们很难获得高端无线随钻测量与传输技术,严重制约了我国先进无线随钻仪器的研发和应用,同时也制约了水平井技术的发展。
APSLWD随钻测井系统原理及应用
APSLWD随钻测井系统原理及应用摘要：随钻测井把钻井技术、测井技术及油藏工程技术融为一体，用无线短传方式把井底工程地质参数传至地面，适时做出解释与决策，实施随钻控制。
本文以APS公司生产的LWD随钻测井系统为例，介绍其工作原理、结构组成和技术特点，及其在辽河油田和吉林油田的应用效果。
关键词：随钻测井APS 应用一、引言随着随钻测井LWD（Logging While Drilling）技术的发展和应用，大斜度井和水平井技术得到进一步提高。
LWD是在钻井过程中实时测量地质工程参数和测井曲线，地质工程师可以依据获取的自然伽马、电阻率等地质参数，对地层变化情况做出及时准确的判断，精细调整钻井轨迹，指导定向施工，确保井眼轨迹命中油气层并在最佳油气层中钻进，提高油气层钻遇率，优化和完善钻井过程。
此外，在随钻测井条件下地层尚未或很少受井内泥浆滤液侵入的影响，与电缆测井相比，更容易测出原状地层的真实参数[1][2]。
APS公司生产的LWD系统可实时测量井斜、方位、工具面、环空压力、自然伽马和电阻率等地质和工程参数，采用泥浆正脉冲信号传输方式，提供实时补偿测量并消除井筒因素的影响来提高数据的精度，在各种类型的泥浆和井眼中可进行地质导向、井眼校正、孔隙压力趋势分析和测井等作业，为现场工程师和解释人员提供可靠的数据来源，是一种先进的无线随钻测量系统。
二、APS LWD随钻测井系统简介（一）随钻电磁波电阻率测井仪工作原理APS电磁波电阻率WPR（Wave Propagation Resistivity Sub）是一种双频率（400kHz和2MHz）、双源距、可进行实时补偿的随钻测井工具，其一般原理如下：从发射极发出的电磁波，通过地层到达中间的接收天线，由于地层的导电性不同，电磁波到达接收天线处出现相位差和幅度差，不同的地层出现相位差和幅度衰减不同，故可以判别地层。
WPR的4个发射天线T1、T2、T3、T4按照程序设定的方式分别发送400KHz、2MHz的电磁波信号，穿越地层后被2个接收天线R1、R2接收，如图1所示。
随钻测量随钻测井技术现状及研究
随钻测量随钻测井技术现状及研究随钻测量(measure while drilling，MWD)技术可以在钻进的同时监测一系列的工程参数以控制井眼轨迹，提高钻井效率。
随钻测井(logging while drilling，LWD)技术可以不中断钻进监测一系列的地质参数以指导钻井作业，提高油气层的钻遇率[1-5]。
近年来，油气田地层状况越来越复杂，钻探难度越来越大。
在大斜度井、大位移井和水平井的钻进中，MWD/LWD是监控井眼轨迹的一项关键技术[6-8]，是评价油气田地层的重要手段[9]，是唯一可用的测井技术[3]，而常规的电缆测井无法作业[10]。
国外的MWD/LWD技术日趋完善，而国内起步较晚，技术水平相对落后，国际知识产权核心专利较少[9]，与国外的相关技术有一段差距。
本文介绍国内外MWD/LWD相关产品的技术特点和市场应用等情况，分析国内技术落后的原因以及应对措施。
1 国外MWD/LWD技术现状20世纪60年代前，国外MWD的尝试都未能成功。
60年代发明了在钻井液柱中产生压力脉冲的方法来传输测量信息。
1978年Teleco公司开发出第一套商业化的定向MWD系统，1979年Gearhart Owen公司推出NPT定向/自然伽马井下仪器[10]。
80年代初商用的钻井液脉冲传输LWD 才产生，例如：1980年斯伦贝谢推出业内第一支随钻测量工具M1，但仅能提供井斜、方位和工具面的测量，应用比较受限，不能满足复杂地质条件下的钻井需求[11]。
1996年后，MWD/LWD技术得到了快速的发展。
国际公认的三大油服公司：斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克休斯，其MWD/LWD技术实力雄厚，其仪器耐高温耐高压性能好、测量精度高、数据传输速率高，几乎能满足所有油气田的钻采，在全球油气田均有应用。
斯伦贝谢经过长期的技术及经验积累，其技术特点为高、精、尖、专，业内处于绝对的领先地位[12-15]，是全球500强企业。
LWD的技术主要体现在智能性、高效性、安全性[10]。
石油钻井装备新技术
②从20世纪90年代中期起，相继研发应用了LWD、 PWD、IWD、NRWD等，形成了随钻地质导向钻井和 随钻工程服务技术，适应了复杂地质与环境条件 下钻复杂结构井、特殊工艺井实时处理井下复杂 情况和不确定性难题，以及实时控制三维井身轨 迹入窗中靶等高难技术的要求。而SWD还能探测钻 头前方地层参数，起到了“车前灯、探照灯”作用。
2007年11月20日，我国首台1.2万米特深井石油钻 机在中国石油宝鸡石油机械成功下线出厂，在中石 化川科一井正式投入使用。是目前全球最先进的陆 上超深井钻机，其主要技术指标均比此前全球仅有 的一台美国产12000米钻机先进。这台钻机能在55摄 氏度高温的赤道和零下40摄氏度的极地环境下正常 工作，并能根据工况自动加减速、刹车、报警，使 钻井作业的智能化水平和安全系数大大提高。 12000米钻机负荷超大等一系列难题，对设计思 路、加工工艺和金属材等方面提出了挑战。这个厂 对12000米钻机技术拥有完全知识产权。 纵观石油勘探史，钻机每一次升级都会带来勘探 的新发现。在我国，1200米、3200米机型成为主打 钻机时，发现了大庆、胜利、辽河等油田；5000米 钻机投产后，发现了吐哈鄯善油田、四川广安气 田；7000米钻机登场，又有塔里木、大庆徐家围子 等一批油气田被先后发现。 12000米钻机的诞生，将为石油地质家神往已久 的我国超深层油气勘探开发，提供有力的装备保障。
专题二
石油钻井装备
一、自动化钻井技术
人类在进入第21世纪之交时，石油钻 井系统正由机械化和科学化钻井阶段向 半自动化再到自动化钻井阶段进展，这 是发展大趋势。
Байду номын сангаас
新 技 术
西南石油大学 郭昭学 2009.11
钻杆接卸管理系统
1.自动化钻井阶段的关键技术