井下隔离法全过程欠平衡钻井技术研究与应用

论文摘要

欠平衡钻井技术是一项保护油气层的先进的钻井技术，近年来已取得非常好的应用效果，已逐步推广应用。但在目前技术状况下，在欠平衡钻井过程中，起下钻具、电测、下生产管具时，往往处于过平衡状态，大大影响了欠平衡的效果。为此国内提出了“全过程欠平衡钻井”的概念，其核心是不压井作业。一般认为全过程欠平衡技术应包括以下几方面：欠平衡钻进；不压井带压起下钻具；不压井带压取心；不压井带压测井；不压井下入完井管具。全过程欠平衡钻井有两种实现方法：强行起下钻法和井下隔离法。本文对比分析了两种方法的特点，确定对井下隔离法全过程欠平衡钻井技术进行研究与应用，确定了项目的总体方案，对该技术的工艺进行了研究，现场试验了两口井，研制了井下隔离系统。本文主要主要对全过程欠平衡钻井技术的概念、优越性、国内外发展现状、包含的技术、应用范围、两种实现方法、研究的内容等进行详细的阐述，为井下隔离法全过程欠平衡钻井的研究奠定了良好的基础；对套管阀的下入深度设计的重要性进行了分析和设计计算，给出了套管阀下深的两个表达式，对不压井作业压力控制原理、不压井条件下不同作业的技术措施、全过程欠平衡钻井的技术措施等进行了分析研究，认为对井底压力的判断主要来自地面循环罐钻井液的增减量，编写了井下隔离法全过程欠平衡钻井的作业规程，提出了关井法和节流法两种不压井起钻的作业程序，为该技术应用提供了的详细可行的作业指导说明；对测井仪器带压下入技术的研究内容进行了分析，研制了带压测井井口装置与旋转防喷器之间的连接装置，对电缆受力和加重钻杆进行了设计计算、制定了详细的技术措施；详细分析了井下隔离系统的组成和结构特点，探讨了套管阀的设计原则，对套管阀进行了结构设计、计算和强度校核，进行了大量的室内试验，研制成功了具有自主知识产权的整套井下隔离系统；完成两口井的井下隔离法全过程欠平衡钻井现场试验，依据现场试验检验和实践了井下隔离法全国程欠平衡钻井关键工艺技术。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 全过程欠平衡钻井技术相关文献综述
• 1.2.1 全过程欠平衡钻井技术包含的内容
• 1.2.2 全过程欠平衡技术的应用范围
• 1.2.3 全过程欠平衡钻井技术类型
• 1.2.4 发展趋势
• 1.3 本文主要研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第2章 井下隔离法全过程欠平衡钻井工艺技术研究
• 2.1 套管阀下入深度的设计
• 2.2 不压井作业压力控制原理
• 2.3 不压井条件下不同作业的技术措施
• 2.3.1 过胶芯起钻
• 2.3.2 过胶芯下钻
• 2.3.3 不压井测井
• 2.3.4 不压井下入筛管或尾管
• 2.3.5 不压井下入完井生产管柱
• 2.4 全过程欠平衡钻井施工技术措施
• 2.5 制定了井下隔离法全过程欠平衡钻井作业规程
• 2.5.1 不压井起钻作业程序—关井法
• 2.5.2 不压井起钻作业程序—节流法
• 2.5.3 不压井下钻作业程序
• 2.5.4 套管阀安装作业程序
• 2.5.5 套管阀关闭作业程序
• 2.5.6 套管阀打开作业程序
• 2.5.7 套管阀的安装、使用注意事项
• 2.6 本章小节
• 第3章 测井仪器带压下入技术研究
• 3.1 测井仪器带压下入技术研究
• 3.1.1 对带压测井井口装置与旋转防喷系统之间的连接装置进行了研究
• 3.1.2 对测井仪器带压下入技术进行了研究
• 3.2 本章小节
• 第4章 井下隔离系统研制
• 4.1 井下套管阀的结构、种类与性能特点
• 4.2 井下隔离系统研制特点
• 4.2.1 井下隔离系统的组成
• 4.2.2 对套管阀的设计原则进行了分析
• 4.2.3 井下套管阀的结构设计、计算与强度校核
• 4.2.4 井下隔离系统样机研制
• 4.2.5 套管阀第四套样机室内试验
• 4.2.6 针对第四套样机存在的问题，设计加工了第五套样机
• 4.2.7 套管阀第五套样机室内试验
• 4.2.8 完成了配套器材的加工工作
• 4.3 本章小节
• 第5章 井下隔离法全过程欠平衡钻井技术现场试验
• 5.1 引进井下套管阀并成功地进行了第一口井的现场试验
• 5.1.1 井下套管阀的引进
• 5.1.2 渤深6-13 井基本情况
• 5.1.3 前期准备情况
• 5.1.4 套管阀下入安装
• 5.1.5 全过程欠平衡作业
• 5.1.6 现场试验总结
• 5.2 第二口井的现场试验情况
• 5.2.1 大平3 井基本情况
• 5.2.2 全过程欠平衡钻井方案
• 5.2.3 套管阀下入安装
• 5.2.4 全过程欠平衡作业
• 5.2.5 现场试验总结
• 5.3 本章小节
• 第6章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的学术成果
• 致谢