钻井新技术毕业论文范文免费预览.doc
《钻井新技术毕业论文范文免费预览.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钻井新技术毕业论文范文免费预览.doc(23页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、毕业论文设计(论文)题目: 钻井新技术 系 部 名 称: 石油工程系 专 业: 学 生 姓 名: 田斌 学号: 指 导 教 师: 2013年 5月28日目 录1 绪论.3 1.1 研究背景. 3 1.2 研究意义. 32 钻井技术现状.4 2.1 目前钻井技术存在的难题. 4 2.2 目前重点研究方向. 53 钻井新技术的应用.5 3.1 套管钻井新技术.5 3.2 水基钻井液新技术.8 3.3 连续油管钻井新技术.12 3.4 应用钻井新技术控制污染.164 结论.18致 谢.19参考文献.20摘 要近几年由于世界油气价格暴涨,全球的钻井活动猛增钻机供应吃紧和某些地区钻机的日租金猛增。世界各
2、国服务公司除千方百计地增加钻机外,也在不断地开发新技术以满足钻井的需求。本文从套管钻井新技术、连续油管钻井新技术等几方面对现今钻井新技术进行了阐述,最后为了满足现在HSE安全环保的生产体系,从应用控制污染的方面对钻井新技术进行了阐述。关键词:石油钻井;新技术;套管钻井;连续油管;HSE1 绪论1.1 研究背景石油工程技术不仅关系到钻井施工的速度与成本,也关系到勘探开发的水平与效益。钻井技术如何适应油田勘探开发新形势,为老油田稳产作贡献?应在关键技术和优势技术上寻求突破,在提高老油田采收率上作好文章,要不断拓宽石油钻井工程技术的支撑领域。1.2 研究意义目前钻井工程技术的攻关领域有了很大的拓宽,
3、已经从单纯为钻井施工提供技术支撑,延伸到为勘探开发提供强力支持上来。传统的攻关领域,主要是为钻井施工提供实用新型的工艺技术和装备,目的是提高钻井速度、降低钻井成本。钻井公司作为施工方,是油公司的乙方,为油公司提供优质服务,并获得最大的经济效益是钻井公司的追求。对于目前占绝大多数的常规探井、开发井来说,不是能不能打成的问题,而是如何打快、打好,创造更大效益的问题。因此,一些实用、先进的钻井工艺技术和装备就成为提高钻井速度、降低钻井成本的重要手段,而这正是钻井工程技术传统的攻关方向。在这方面,一些先进的钻井工艺技术研究已经取得了突破并正在推广应用,如优快钻井技术的实施,将钻井完井周期缩短了40以上
4、;新型PDC钻头的推广应用,将过去几只钻头打一口井变成一只钻头打几口井。这些技术,对提高钻井质量、加快钻井速度、降低钻井成本起到了很大的推动作用。然而,这些技术和装备还远远不能满足现场需求,还有许多新的课题需要继续攻关。2 钻井技术现状2.1 目前钻井技术存在的难题就钻井工程而言,东部深部地层的勘探面临着地质结构复杂、压力层系多、井下高温等难题;在西部和南方海相地区,面临着超深井钻探、地质构造斜度大、地层压力复杂多变等难题;在海外,面临着地质资料不全、超长段盐层下的勘探难题,这些都是目前钻井工程技术面临的紧迫的攻关任务。在开发方面,东部老区由于进入开发中后期,边际油藏、薄油层及特殊岩性油藏和低
5、渗透油藏开发成为主攻方向,钻井工程技术举足轻重。西部新区降低吨油成本、提高开发效益的要求,对钻井工程技术和保护油气层提出了许多新的课题。可以说,钻井工程技术已经成为勘探开发的先头“攻城”部队。2.2 目前重点研究方向面对这些新要求,石油工程技术必须在科技创新重点、科研攻关方向上进行新的调整,在关键技术和优势技术上寻求突破。在为提高钻井速度、降低钻井成本提供技术支撑的传统技术攻关领域,要瞄准世界前沿的钻井新技术,全面分析影响钻井速度和效率的各项因素,重点在钻井工艺、井下测量仪器、井下实用工具、新型钻井液、先进的钻井完井技术等方面开展有针对性的立项攻关,力争迅速形成成果并尽快转化。3 钻井新技术的
6、应用3.1 套管钻井新技术3.1.1 套管钻井工艺套管钻井工艺是用套管代替钻柱,通过套管向钻头传递水力和机械能的。它采用一种可回收式再进入钢丝绳井下钻具组合钻进,并且起下钻具组合不需要起下套管。这种井下钻具组合是由能穿过套管的领眼钻头和扩孔器组成的。钻进时由领眼钻头先钻出领眼,再打开其后面的张合式扩孔器进行扩孔,把领眼扩成与套管留有一定间隙的井眼。在钻定向井时,井下钻具组合还包括螺杆钻具和随钻测量仪等必备的定向钻井设备,并可同时下入随钻测井仪或取心工具。套管钻井与常规的转盘钻井的主要区别在于:套管钻井需要的是一种特制钻机,也可对常规钻机进行改造,使其适用于套管钻井。套管钻机必须使用顶驱来旋转套
7、管,它还要有一个大型钢丝绳装置来起下钻具组合。用套管钻井系统钻进时,要求钻头能穿过套管,同时又能钻出尺寸比套管直径大的井眼。套管钻井所钻出的井眼无法用常规的测井仪进行测井,而是用套管内测井仪进行随钻测井。用这种钻井工艺其造斜率要比常规钻井的造斜率高。 3.1.2 套管钻井优点(1)钻井和下套管同时进行;(2)不用钻杆和钻铤;(3)不需要起下钻作业;(4)减少意外事故;(5)提高钻井安全系数;(6)降低钻机成本;(7)降低油井成本;(8)大大地降低了钻井成本;(9)钻机轻便,易于搬迁和操作。3.1.3 国外套管钻井的概况1996 年美国Tesco公司开发出世界上第一套套管钻井系统(CDS),并在
8、两口井中进行了先导性试验。目前,该系统已在10口井中进行推广应用,取得较好效果。除Tesco公司外,BakerHughes 公司、Weatherford国际公司也开始了类似系统的研制。由于国内对该技术研究甚少,目前还未见有关该项技术的报道。近年来,随着套管钻井技术的进步,套管钻井技术的适用范围将不断扩大。定向套管钻井技术、套管钻井取心技术将成为两大主要发展方向。目前,国外的一些大石油公司和科研机构正在不断地开发套管钻井新技术,如加拿大卡尔加里的Tesco 公司就采用套管作为钻井马达的引导装置和下钻头的运送工具。最近他们用5 1/ 2”套管完成了一口直井,该井开始用9 5/ 8”套管钻了120f
9、t ,又用7 5/ 8”套管钻至577ft 处。该井通过旋转套管和利用197ft 的泥浆马达进行钻进,套管钻过煤层、硬砂层和页岩地层,下入绳索式取心工具成功地完成了25ft 的取心作业,取心收获率100 %。当钻至1752ft 时,起下钻改用钻杆和钻铤进行钻进,在同一口井内完成两次定向侧钻。由于这些装置安放在5 1/ 2”套管底端,所以,几次撤回和再下入都未进行起下钻。托斯克钻井技术公司开发的套管钻井系统具有降低钻井成本、提高钻井效率和最大限度地减少井眼问题等优点,经过三年的研究试验表明,该系统对直井和定向井都有效。该技术通过综合配套使用独特的钻机和井下设备,在油田现场应用中,靠套管向钻头传送
10、机械能和液压能,同时固定在套管内的可回收缆式钻具组合省去了使用常规钻柱起下钻操作。1999 年在墨西哥北部的大石油公司已用5 1/ 2”套管成功钻进1663m ,大大地节省了钻井时间和钻井费用。3.1.4 套管钻井的发展前景现场试验表明,在无事故井中进行套管钻井可节省钻井成本10 %15 %。在钻速较快的陆地井中估计可节约钻井成本30 %。对于钻易坍塌地层,如果套管钻井被证明是一种更加经济有效的方法,则有可能节省更多的钻井费用。对已有的钻井技术如定向钻井、注水泥、测井、取心和试井等作业采用套管钻井、固井来替代常规的钻杆钻井,其速度比常规钻杆钻井快510 倍。因此,套管钻井作为一项前沿技术已推动
11、钻井工业进入新世纪。这一降低钻井成本的重大举措,对石油工业的发展具有重大影响。在我国,除辽河油田外,吉林油田、陕北地区浅层井很多,利用该技术的优势,容易占领市场,其应用前景十分可观。3.2 水基钻井液新技术水基钻井液的成膜理论与控制技术是近年来国内外研究较多和发展较快的一类新型钻井液技术和理论。该理论与技术的提出基于解决两方面问题:一是非酸化屏蔽暂堵保护储层;二是成膜护壁维持井壁稳定。众所周知,国内外保护储层技术最普遍使用的是屏蔽暂堵技术,该技术在国内的应用己见到很好的效果。非酸化隔离膜保护储层技术的核心内容是尽量减少钻井液中的有害固相含量,通过改变钻井液处理剂的抑制性使钻井液本身固相颗粒的粒
12、度大小与储层的孔隙大小相匹配,有效封堵孔隙,与此同时,利用成膜技术中特定的聚合物在井壁岩石表面形成一层防止钻井液和钻井液中有害固相进入储层的屏障,即隔离膜。无需进行酸化作业,求得最大自然产能,与屏蔽暂堵技术相比可节省大量的屏蔽暂堵材料费用和酸化作业费用。3.2.1 无渗透钻井液技术无渗透钻井液技术(简称NIF钻井液),是由美国环保钻井技术公司(EDTI)生产的一种钻井液。该钻井液主要由DWC2000(增粘剂)、FLC2000(动态降漏失剂,注意:不是API降滤失剂)、KFA2000(润滑剂)组成,是一种据称可以在超低固相含量下,使所钻地层损害接近于零的钻井液。这种钻井液依靠表面化学原理在地层表
13、面产生可以密封地层的非渗透膜,实现同一种组分的钻井液封闭不同孔隙尺寸分布的地层的目的,从而实现钻井液对地层的无渗透。NIF钻井液可以无损害地钻开油层,还可以钻进油层与页岩的互层、在同一裸眼井段中不同压力的油层、由于力学原因而严重失稳的地层。室内试验表明,NIF钻井液可使岩石的渗透率恢复率达到90 %以上。3.2.2 水基成膜钻井液技术这种技术在理论上认为,在水基钻井液中,通过加入一到几种成膜剂,可以使钻井液体系在泥页岩等类地层井壁表面形成较高质量的膜。这样可阻止钻井液滤液进入地层,从而在保扩油气层和稳定井壁方面发挥类似油基钻井液的作用。国外MI钻井液公司对页岩的膜效率进行过比较系统的研究,并取
14、得了一些成果,比如他们研究认为,在水基钻井液中可以形成三种类型的膜:(1)水基钻井液成膜(型膜)。这类膜形成于页岩表面,钻井液滤液、页岩粘土、孔隙流体的化学性、孔隙尺寸、滤液粘度、渗透率、粘土组分和页岩的胶结作用都会影响膜的形成。在水基钻井液中能够成膜的物质有糖类化合物及其衍生物(如甲基葡糖贰MEG)、丙烯酸类聚合物、硅氧烷、木质素磺酸盐、乙二醉及其衍生物和各种表面活性剂(如山梨糖醇配的脂肪酸盐);(2)封堵材料成膜(型膜)。如硅酸盐、铝酸盐、铝盐、氢氧化钙和酚醛树脂等封堵材料。在实验中发现在硅酸盐钻井液中加入糖类聚合物可保持实际渗透压接近理论渗透压。硅酸盐钻井液的成膜效率可达到70 %以上;
15、(3)合成基和逆乳化钻井液成膜(型膜)。钻井液中的流体和页岩作用导致了毛细管力和较高的膜效率。此膜是由连续相的可移动薄膜、表面活性剂薄膜和钻井液的水相的薄膜组成的膜。型膜形成了一道防止水和溶质扩散的屏障。其中型膜的膜效率最高,并认为,各种类型膜的渗透机理是完全不同的。就能形成膜的钻井液种类来讲有:合成基钻井液、硅酸盐钻井液、逆乳化钻井液和聚合醇类钻井液等。据报道,目前,国外CSIRO 和Baroid 公司已联合开发研制了具有高膜效率的新型水基钻井液,在现场使用获得较好的效果。国内中国石油勘探开发研究院等研究单位已研制出BTM-1水基钻井液成膜剂,具有良好的半透膜效能,抑制泥页岩水化膨胀、分散能
16、力较硅酸盐、聚合物钻井液强。在吉林大庆等油田应用,取得了较好效果。3.2.3 纳米处理剂基础上的钻井液技术通常将纳米尺寸范围定义为1100nm,处于团簇(尺寸小于1nm 的原子聚集体)和亚微米级体系之间,其中纳米微粒是该体系的典型代表。由于纳米微粒尺寸小、比表面积大,表面原子数、表面能和表面张力随粒径的下降急剧增大,表现出四大效应:小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特点,从而使纳米粒子出现了许多不同于常规粒子的新奇特性,展示了广阔的应用前景。为了在正电性钻井液技术基础上,进一步改善钻井液的综合性能,探索纳米技术在钻井液完井液领域中的应用。由中国石化石油勘探开发研究院、胜利石
17、油管理局和山东大学共同承担了中国石化科技开发部纳米技术在钻井液完井液中的应用研究项目,通过此项攻关研究,欲达到以下目标:(1)研究成功正电纳米钻井液处理剂;(2)研究成功一种新型纳米润滑剂;(3)形成一种新型防塌保护油层钻井液体系和新型纳米润滑工艺技术。在以往国内外同行对钻井液技术的研究中,均着眼于如何改变钻井液体系中组份的物理化学性质来达到目的,有目的地从纳米技术的角度来对钻井液技术进行研究,国内外这方面的工作做的还很少。目前,该项研究的室内工作已全部结束,取得一些阶段性成果,所研制的中试产品性能达到了合同的要求。在研究出的新材料基础上形成的钻井液体系,经在胜利油田三口井中进行试验,取得了明
18、显的效果。可以预见,以上项目的研究完成,将提高钻井液的水平。3.3 连续油管钻井新技术3.3.1 连续油管钻井工艺CTD的主要优势钻井技术是小井眼钻井、大位移钻井、欠平衡钻井、多侧向钻井、短半径钻井和重进入钻井等技术。稠油油藏所具有的特殊性,不采用大幅度的增产措施,达不到经济开采产量,稠油开发将成为难题,水平井是大幅度提高单井产量的唯一手段。同时,由于稠油油藏边底发育,采用CTD技术钻短半径多层多侧向水平井开采,不仅有利于防止边水水窜和底水推进,更有利于提高单井产量和采收率。3.3.2 连续油管钻井的主要优势连续油管钻井,便于进行短半径、小井眼、欠平衡钻井,以利于解决以下在勘探开发中的一些特殊
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钻井 新技术 毕业论文 范文 免费 预览

链接地址:https://www.31ppt.com/p-4069607.html