时间：2023-03-16 15:51:32
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媒矿井下水平定向钻孔轨迹空间坐标作为基础，逐步实现钻孔轨迹描述与绘制作业。其操作步骤主要为：第一，依据区域特征及实际，建立钻孔轨迹空间坐标系，对钻孔轨迹所处于的实际空间位置进行确定。传统方式的地面钻孔，多会选择以地面作为参照，依据钻孔表现的方向，多将向下方向作为垂直轴，设置为Z，表示正方向，然而井下钻孔作业，不仅仅存在着垂直孔与下斜孔，还存在着近水平孔，钻有上仰孔，且其钻孔地点均位于地面以下，为方便研究与描述其钻孔钻进状态，其基本参照物多选择井下钻场，依据其参照体系，构建出垂直于轴向上为正方向的煤矿井下钻孔坐标系。第二，地面钻井作业中，其关于井斜的描述，多是选择钻孔垂直轴及轴线之间所存在的夹角作为重要参数来表示。然而煤矿井下钻孔，多选择水平面与钻孔轴线之间的仰角作为重要参数值，且考虑到地面情况与井下条件下，其X，Y轴在正反向取向上保持着一致性，然而在坐标系中，Z轴方向却存在着相反性。地面坐标系中，多将Z轴向下作为坐标系正方向，其坐标系统满足右手螺旋法则。在井下坐标系统中，则多将Z轴向上作为坐标系正方向，此时坐标系则满足左手螺旋法则。
2水平定向钻孔轨迹的基本要素
在实际开展水平定位钻孔轨迹设计操作、测量操作及数据信息处理的过程中，一般多选择钻孔轨迹L中的某一个测点作为研究的基础对象，其选择测点所相应的孔深、倾角与方位角，则被称之为水平定向钻孔轨迹的基本要素。依据相关理论，则测点数据信息仅表现了该点位置的空间位置，测点位置的切线则表示为钻进过程中的前进方向线，亦被称之为钻孔当前轴线，可以通过钻孔当前轴线、来表述测点附近一段钻孔轨迹。测量数据的处理操作与钻孔孔迹绘制，其对钻孔轴线的绘制，均是依据钻孔轴线进行操作的。为确保钻孔轨迹绘制及描述的准确性，要求对钻孔孔迹中存在的测点相应的孔深、倾角与方位角基本要素进行精确处理。在其基本要素中，理论孔深定义为：测点位置所具备的实际钻孔深度值，在近水平钻孔中，多指的是孔口位置到测点钻孔曲线之间的实际长度值，多采取钻杆进行测量，一般用L进行孔深记录；倾角：是指钻孔当前点的切线与水平面之间的最小夹角；方位角：是指钻扎当前点的切线在水平面的投影与北向(N轴)之间的夹角；设计方位钱：开孔方位线在水平面上的投影，代表钻孔深度廷伸主方向。
3煤矿井下水平定向孔轨迹的一般形式和描述方法
本煤层预抽钻孔的布且形式预抽钻孔一般情况都布宜在煤层厚度大、透气性好、瓦斯含且高、煤层硬度较大的称定煤层中，这样不但有利于成孔和后期钻孔橡定，同时能够保证钻孔的高渗透性。有利于瓦斯的逸出。报据钻有利于瓦斯的逸出。报据钻孔相对于工作面延伸方向的不同水平定向钻孔布龙形式主分为走向和倾向布置两种形式。为了保证良好的抽放效果，不能使钻孔穿透工作面或从巷道穿出帆，在实施定向拐商钻孔前，孔相对于工作面延伸方向的不同水平定向钻孔布置戳主钻孔布t形式一般以走向或倾向平行布皿为主。在实施向拐夸钻孔后，可采用“一孔多分支”的钻孔布1形式。这样可在顺槽直接开孔，减少钻机椒运次数，提高钻进效率，同时起到“一孔多用”的效果。
4煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理方法
在煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理中，提出应用平均角法进行轨迹计算。为确保钻进轨迹描述的准确性，可以进行多点测量，降低两侧点间距，提高计算精度，这种方法计算简单，在实践应用中应用较为广泛。此外，在煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理中还可以采取平衡正切法。然而其方法应用精度偏低，为满足现场实际需求，本文提出应用Excel进行钻孔孔迹测量参数计算，并绘制钻孔轨迹图。Excel工具具备着强大的数据处理功能，通过测量仪器，收集测点深度、倾角与方位角等信息，通过Excel形式进行保存，采取相应的计算方式进行孔迹坐标计算，选择图表导出方式，直观获得钻孔轨迹水平及垂直投影。
5结束语
关键词：天然气水合物，钻井冲洗液，原理，发展现状
要想在天然气水合物赋存地层钻井(进)时获得安全可持续的钻井作业环境和保证钻井质量，就必须控制水合物大量分解和再生，而控制的核心又在于对钻进过程中井内温度、压力的掌握和控制。钻井离不开钻井液，钻井液是实施井内温度和压力控制的主要途径，是实现上述目标的关键。论文大全，发展现状。针对天然气水合物赋存地层钻井特点和由水合物形成与分解所引发的主要钻井问题，常采取三种控制方式进行处理:分解抑制、生成抑制和诱发分解。
一、分解抑制
分解抑制主要是对钻进过程中所钻地层的水合物以及进入钻进体系的水合物分解进行抑制，使进入钻进体系的气量得以控制，结合生成抑制和诱发分解而保证钻进过程的安全与顺利。只要将水合物的温度压力条件控制在水合物温度和压力的相平衡稳定条件之内，就能够控制水合物的分解。论文大全，发展现状。目前，在钻进过程中抑制水合物分解主要通过压力控制、温度控制和化学稳定控制。
压力控制主要通过增加钻井液密度而提高孔底的静水压力，但是由于较小的温度变化需要较高的压力增加才能维持水合物的稳定，所以增加钻井液密度抑制水合物分解的能力是有限的。此外，钻井液密度增加会引起钻井液的漏失和失水量的加剧，护壁性能得不到有效的保证，从而有大量气体进入地层，进而影响钻井液的性能。为此，必须增加较多的套管柱，而这就提高了钻进成本。温度控制主要是对钻井液进行冷却，使其冷却至尽可能低的温度。钻井液的冷却通过地面钻井液池中的热交换器实现，另外采用孔底马达也有助于保持低的钻井液温度。不过在低温下还要考虑以下情况:首先，就要考虑低温下钻井液的相关总体性能，如流动性能、抗冻性能、失水控制，其次，还要考虑低温下的抑制剂的抑制性能以及钻井液中各种成分的相互影响。通常，当温度降低时，钻井液的粘度上升，这就会对钻井液的相关的总体性能造成很大的影响，因此，过分降低温度未必合适，而这可以通过添加合适的适量添加剂得以改善。
上述两种控制对水合物分解的抑制作用是有限的，因此，国外专家通过一系列的实验之后，发现了在钻井液中加入一定量的化学试剂(包括卵磷脂、多聚物或PVP等)之后抑制性得到增强。这些化学试剂通过吸附作用吸附于出露水合物的表面，结合钻井液泥皮形成多聚物的网格层，减少水合物和钻井液的接触，而且还能阻止分解产生的气体大量且快速地进入钻井液中，从而减缓水合物的分解速度。与此同时，还可使已分解出的自由水和气体迅速形成水合物，堵塞网格层的空隙从而控制气体的扩散。论文大全，发展现状。
二、生成抑制
生成抑制主要是指钻进系统中水合物的形成，它与分解抑制相互配合应用。生成抑制主要通过控制水合物形成的要素和改变水合物的相平衡稳定条件来实现。
由于水的存在对于钻井液系统的稳定和性能非常重要，因此，控制水合物形成的主要要素是指对钻进系统中水合物形成所需的气体的控制，而相关的解决途径就是断源限流。断源是指切断形成气体的来源，当水合物分解得到很好的抑制时，就使得形成水合物的气体来源得到控制，进而抑制水合物的生成。而限流就是尽可能地减少气体的侵入，这主要通过调节钻井液的密度以提高相应的静水压力和加入合适的添加剂改善泥皮的性能减少气体的进入，最终达到抑制水合物的生成。
从天然气水合物的相平衡稳定条件可以知道，只要使游离的甲烷气的温度、压力达不到生成条件，就能够抑制水合物的生成，即提高温度和/或降低压力。由于钻进水合物赋存地层的特殊性，即钻井液的温度较低，而且水合物的分解抑制需要较高压力，因此，改变水合物的相平衡稳定条件时，一般不考虑升高温度和降低压力，主要考虑加入合适的抑制剂改变水合物的相平衡稳定条件。论文大全，发展现状。一般采用的方法是，在钻井液中加入适当的抑制剂(NaCI等盐类、乙醇、乙二醇、丙三醇等)，改变水合物的相平衡稳定条件，使其相平衡曲线向左移动，从而抑制水合物的生成。论文大全，发展现状。国外的试验和实践表明，在对钻井液的流变特性和漏失特性影响不大的情况下:乙二醇衍生物、乙二醇衍生物混合物、盐类与醇的混合物等抑制剂可以有效抑制钻井液中水合物的形成，钻井液中的膨润土对水合物的形成也有影响。
三、诱发分解
诱发分解主要通过往钻井液中添加抑制剂改变水合物的相平衡稳定条件，所解决的钻进过程中问题有:一是钻进管路中所形成的水合物堵塞:二是钻进过程中进入钻进体系的水合物的部分分解;三是当采用分解容许法钻进时，保证钻出的水合物块体在上返过程充分分解，以免堵塞管路，并获得全部水合物的分解气体样品。
之前所介绍的能有效防止钻进过程中天然气水合物再生成的抑制剂都能用于钻进管路中形成水合物的解堵，有时需要利用旁孔注入方法注入含抑制剂的钻井液。另外，聚环氧烷烃、氨基酸、氨基磺酸盐、单糖、甲基葡糖昔、甲基葡糖胺、双糖、果糖等也很有效。不同钻进过程对进入钻进体系的水合物的分解控制的要求不一样。对于通常的钻进方法，要求所进入的大块水合物部分分解，而后以小块岩屑的形式为钻井液所携带并排出，这主要通过添加相关的化学试剂。而当采用分解容许法钻进时，采用低密度钻井液(有时也适量加入上述抑制剂)诱发水合物分解(这种分解是被控制的，例如在起下钻、换钻头、测井时则需增加钻井液浓度，抑制水合物的分解)，在气体进入钻井液后，随钻井液循环到地面并被分离出来。该方法的可行性需要考虑钻井液循环过程中水合物形成的可能性、钻井液的循环速度和温度、发生井喷的可能性、孔(井)底水合物分解的可控制程度、地层特性等。
可见，上述三种方法都需要通过钻井液来实现，与钻井液的各项性能密不可分。
四、常规油气钻井液研究现状
随着世界石油天然气工业的迅速发展，钻井技术对钻井液提出了更高、更新的要求，特别是在钻井液技术发展受到环保政策及法律、法规限制的情况下，研究满足钻井工程技术和环境保护需要的新型钻井液体系更显得非常必要。论文大全，发展现状。国内外钻井工作者均在竞相研究开发新的环保型钻井液体系，包括聚合醇钻井液体系、多元醇钻井液体系、合成基钻井液体系、烷基葡萄糖普钻井液体系、甲酸盐钻井液体系和硅酸盐钻井液体系等。
参考文献：
[1]梁武东,刘小静.新型天然气水合物抑制剂的研究进展[J]内江科技,2009,(11).
[2]宁伏龙,张凌,蒋国盛,涂运中,史茂勇.深水油基钻井液中抑制水合物形成的实验研究[J]石油学报,2009,(03).
[关键词] 钻井钻井作业成本控制成本管理
石油天然气钻井工程是油气勘探与开发的首要工程,被称作“石油工业的火车头”。钻井作业规模大、投资多、风险也非常大,其对人力、物力和财力的巨大耗费。钻一口油气井不仅要承担基本工程作业钻井,还需要附带钻井的设计、测量、勘查、物件安装、物资供应以及测井、固井、录井等辅助工程作业。由于其规模巨大和结构复杂,所以非常难于协调和组织。钻一口油气井通常需要耗费资金几百万元以上,甚至千万上亿元。而且,石油、天然气等资源是埋藏在地底下,其形成、迁移、汇聚及储藏环境都极其复杂,也意味着钻井作业过程中将可能遇到各种各样的未知因素和作业风险。因此,随着钻井工程作业的逐步进行,受地下各种不确定因素的影响,风险加大,随时可能造成需要投资的增加。自2000年以来,国内石油钻井成本呈现出逐步上升的趋势,为此不断强化成本控制与成本管理对减少钻井工程投资,提高钻井企业和油气企业的经营效益有着非常重大的意义。
一、国内钻井成本管理的现状分析
钻井成本包括直接费用(如套管、钻头、泥浆、柴油、常用材料、直接人工成本等)、间接费用、利润、风险费、相关税费和单位管理费用等相关成本。国内成本管理的概念即指管理者在满足了用户需求的基础上,再进行成本控制,降低成本的行为;主要采取成本预算、成本控制、成本核算、成本考核等一系列措施。基于石油钻井生产规模广、投资大、高风险等特征,钻井作业的成本管理一直是人们广泛关注的话题。在近年油田开采储量逐年降低的趋势下,研究如何减少钻井作业的成本对油田综合效益的提高有着重大作用。钻井行业的财务管理人员综合考虑钻井行业的特征,并结合企业运用完全成本法进行会计核算的现状,总结出一套适应于石油行业的成本作业管理方案,不过以进行成本控制的眼光来看,还是有很多地方不能适应新的形势。
二、国内石油钻井成本控制的重点和难点
对近年来我国钻井行业成本控制现状进行分析,不难发现目前我国钻井行业生产经营活动中面临的主要问题,同时也是导致我国钻井行业的成本不断增加的主要因素,突出表现为以下几点:
1、钻井设备更新不及时,有很严重的老化现象,加大了维修成本。由于大量钻井行业一直用着多年前购置的旧设备,没有及时更新换代,设备老化严重,大部分设备超限期使用,甚至个别设备净值接近于零。陈旧的设备要保持正常运作,就必须要增加修理维护的资金。
2、钻井技术不发达,周期长,钻井作业没有足够的安全保障。尽管国内钻井技术在上个世纪80年代之后一直保持着持续发展的速度,但仍然落后于国际先进钻井水平5-10年,特别是在智能钻井、多分支并、复杂结构井、挠管钻井等钻井技术更是没有任何研究或尚在起步阶段,水平井的应用还没有达到产业化水平,钻井信息技术、钻井模拟技术、随钻测量技术等这些先进技术依然不强。由于国内缺乏强有力的钻井技术水平和技术储备,大大地增加了我国在大部分复杂地质条件下的石油钻井成本。对国内石油资源的顺利开发和利用造成了很大的影响。
3、成本管理体制过于粗放缺乏力度和精度。具体是指钻井作业和成本产生之间的互动关系无法通过目标成本管理为主要目的的管理体系表现出来,制定目标成本有一定的随意性,且其起伏没有一定的规律,产生异常,没有完善的奖惩制度对成本控制过程进行规范。
4、物价持续上涨导致钻井作业成本增加。主要表现在人工及主要材料价格(如套管、钻头、泥浆、柴油、常用材料等)的持续上涨、产生了先进的钻井工艺、政府各方调整了相关政策以及企业管理等各个角度,而主要人工及主要材料价格上涨、先进钻井工艺产生的这两个因素导致钻井成本的增加。
强化我国的钻井技术和进行管理创新是解决以上存在问题的关键,或者说这也是加强钻井行业成本控制的重要途径。对于强化钻井技术和进行管理创新,加强我国钻井行业的成本控制,我们可以借鉴国外部分钻井行业的成功经验。
三、国外钻井成本管理控制的先进经验
1、积极开发先进技术,以持续提高的技术水平达到控制成本的目的。科学技术是第一生产力,推广应用新工艺、新技术是降低钻井作业综合成本的有效途径。国外进行钻井成本控制采取的主要手段之一就是加大技术水平创新的投入力度,积极开发新技术和研制更先进设备,例如大位移井技术、地知道向接头、定向井、可调扶正器等等;与此同时,还注意要对钻井时的整体优化设计的加强。
2、注重改进承包商和作业者的关系,启用新型的项目管理模式。为国外采用了鼓励性承包方式和“联盟”来改善承包商和作业者的关系,这种方式是从传统的日费制承包、进尺制承包方式和总承包方式的基础上,再增加一些激励性的措施,出现的一种新型承包方式。这种承包方式,让承包商与作业者之间从传统的关系逐渐发展成为新型的综合服务与战略联盟的关系,根据实际情况,采取适合的承包方式,有利于有效的降低钻井成本。
四、钻井行业成本管理的对策和建议
为了加强我国钻井企业的成本控制,增强市场竞争力,减少同外国同行业之间的差距,我国钻井行业应该加大力度强化钻井技术和管理创新。为此,提出如下对策和建议:
1、增加钻井技术的投入力度,发展先进技术,提高钻井效率。钻井速度是钻井作业的核心,目前陆上钻井每天费用在3万-5万元,而海上平台钻井每天费用更是高达30万-50万元;而事故是最大的浪费。为此提高机械钻井速度,减少事故发生次数,缩短钻井周期,是降低钻井成本、增强钻井行业经济效益极为行之有效的手段。“工欲善其事,必先利其器”,提高钻井速度,必须发展和启用先进的钻井技术和设备,要加大科技投入,积极推广新工艺、新技术。
2、加强现代化生产管理手段的运用,强化钻井过程中的管理创新。在钻井行业钻井作业中,贯穿价值工程分析方法,用以来降低行业钻井成本,进行成本控制,这是进行事前控制的重要方法。在整个钻井作业过程中可以系统的运用价值工程分析方法,从钻井的设计到其完工,都可以把价值工程分析方法贯穿其中,进行事前的预测和功能评价,择出选优方案,有效的降低风险,避免资源的浪费和无效功能的产生,从而达到进行钻井成本控制的作用。
3、加大设计力度,贯彻事前效益论证与事后评价对比的有效考核制度。设计是进行造价控制的关键,应该贯彻形成事前效益论证与事后评价对比的有效考核制度,加大对工程设计效益论证工作的力度,对远远没能达到事前预期效益的项目或超出预期的项目要建立有效的奖惩机制,有效的减少并控制要进行事后追加投资项目的存在,从而达到控制投资成本的目标。
4、采取先进科学的成本管理方法,增强成本控制的作用。重视对钻井成本动因的评价分析,做到对成本从源头开始进行控制。进行钻井成本动因分析即在钻井成本管理中运用作业成本计算法(ABC)。所谓成本动因,也叫成本驱动因素,是指决定成本发生的那些重要的活动或事项,它可以是一个事项、一项活动或作业。成本动因是成本行为支配因素,它将决定成本的产生,同时也可以作为进行成本分配的标准。根据钻井工程的生产过程的特征,我们可以将钻井过程划分为钻前中心、钻井中心、测录井中心、固井中心、完井中心等成本中心,将每一个作业中心作为一个小型制造企业对待,对各个中心进行具体成本动因分析,找出其中的关键性因素,以此作为成本控制的核心进行切入。
5、实现全程造价管理制度,加强对造价过程的成本控制和管理,实现技术经济一体化管理。工程预算管理部门应参与并监督钻井过程中投资估算、项目可行性分析、项目概算,项目预算、招标投标、工程结算、项目评价的全部过程,实现全程造价管理。从而实现事前控制、事中跟踪和事后评价,在成本控制过程中实现技术经济一体化的管理。严格控制“项目概算超投资估算,预算超概算,决算超预算”的“三超”现象发生。对于这种“三超”项目必须经有关部门严格审批后方可启动,以避免在项目施工时需中途追加投资,增加投资成本现象的发生。
6、加强对特殊工艺井数量的控制,优选部署区块,降低无效成本。随着欠平衡钻井、水平井等特殊工艺井工作时间投入的加大,导致钻井成本也随之逐年增加,在一定程度上导致了成本的上升。要优选部署区块,对高投入低产出的低效益井或者没有达到部署特殊工艺井要求的区块进行工作量的控制,加强论证和评价工作,确保特殊工艺井当前及长远的投资效益,让工作发挥出应有的效益,降低无效成本的发生,也能达到控制成本的目的。
7、加强对市场的开放力度,对市场计价规则和标准进行规范。以市场的需要来决定价格是钻井造价正常发展的必然趋势,要进一步加强对市场的开放力度,积极引入竞争机制,增强危机感,提高队伍的竞争能力。同时,对计价方法进一步规范,制定相应的计价标准,在公开的市场下,科学的计价规则能起到指导的作用,有效阻止无序竞争、恶意竞争和哄抬价格等现象的发生。当市场足够成熟,形成一定程度的开放度之后,市场价格将会慢慢的走向合理化,相对于目前的价格来说将有所上升。为防止市场价格出现不稳定的现象,保持市场的公平竞争,加强对市场开放力度时,也应该制定规范的定价方法,制定相应的计价标准,使市场在良性的竞争中维持有序的运行。
8、注重人力资源因素对工程成本控制与管理的影响。钻井作业的成本控制过程有很多个步骤,从前期的工程设计、钻井施工、施工中的控制管理到竣工结算等,每一个步骤都需要由相应的高学历高技能的人才来完成。在钻井作业中,员工在每一个步骤中对降低成本的方面都起到了非常重要的效应。因此,要做好钻井作业中的成本控制工作,就必须重视人才,并通过不断培训来提高员工的业务素质和操作技能,以适应技术不断发展的需要。要以人为本,采取相应的激励和约束机制,吸引和留住高素质、高技能人才,以提高钻井技术水平,减少事故复杂,降低成本费用的支出。
9、保持并增强钻井作业中的核心竞争力。核心竞争力是一个企业在竞争中拥有的不可忽视的优势资源、知识或能力,它是一种有独特价值、竞争对手难以模仿、带不走买不来和根植于企业的能力,核心竞争力能帮助企业获得持久的竞争优势,对公司的市场地位起着关键的作用。核心竞争力就好比是树的根系统,为整棵树提营养、水分和支撑,是企业拥有的核心技术和能力。不同的企业所表现的核心竞争力都是不一样的。对于钻井作业而言,核心竞争力就是其强大的设计制造能力和仪器设备,掌握着先进的技术水平,不仅能在竞争中取胜,也是在持续发展中有效降低成本的法宝。
参考文献:
[1]司光,魏伶华,黄伟和,郭正,陈毓云.影响钻井成本的主要因素与控制措施[期刊论文].营销与经济,2009;9
[2]魏伶华,张霞,周建平.石油勘探工程与工程造价[期刊论文].中国广播电视出版社,2005;7
[3]冯力丹.石油钻井作业成本动因研究[学位论文].西安石油大学,2007;05
[4]王成萍.国际石油钻井成本构成与测算[期刊论文].国际石油经济,2006;9
[5]杨再生,李艳,刘巨军.成本过程管理法实践分析[期刊论文].西安石油学院学报2005;2)
关键词:数据中心;数字化钻井;辅助决策;施工模式
1 前言
为了提高石油钻井管理水平，降低成本，提高经济效益和竞争能力，充分利用现代化信息技术，以降低开发成本和降低生产成本为目标，建设全新的数字化钻井施工模式有着重要意义。
2 数字化钻井信息平台框架
石油钻井的主流程是从市场信息的收集与分析开始，在构建过程中，全面考虑了钻井全过程所涉及到的数据以及生产经营活动，以钻井生产的主流程为线索，从数字化钻井队、钻井数据中心、钻井辅助决策平台和远程通信网络等四个方面设计了数字化钻井信息平台框架，本文着重从前三个方面阐述数字钻井施工模式的构建方法。
3 数字化钻井队
数字化钻井队主要通过数据采集计算机将安装在各关键部位的传感器连接起来，再由井场局域网络将数据采集计算机、数据处理与传输计算机、现场监控及其他应用计算机、现场摄像监控解码器等设备连接起来，然后通过部署在这些机器上的软件系统完成数据的自动采集、数据人工录入、数据转换、数据传输、现场工况监测等工作。这些软硬件集成起来构建了数字化钻井队。
3.1数字化钻井队的硬件设施
（1）数据采集仪器
数据采集仪器一般是钻井参数仪或者地质录井仪，钻井参数仪一般包括钻井仪表主机、传感器、电缆及附件。另外，对于定向井、水平井，还需要配备有关的测斜仪器，便于进行地质导向监控。
（2）计算机及网络设备
数字化钻井队需要在井场组建一个小型的局域网络。局域网由一台服务器和若干客户机组成。计算机的连接方式采用星型拓扑结构，即网络中的所有计算机都连接到一个共享式hub或交换机上。这种网络系统连接简单，也比较容易扩充。
3.2数字化钻井队的配套软件
（1）实时数据采集、处理软件
本系统的实时数据来源于综合录井仪或钻井参数仪实时采集的数据。为钻井工程实时监测与井场信息系统服务器软件平台提供规范格式的实时数据,以不同方式为客户端提供实时数据服务等。
（2）钻井过程实时监测和远程传输软件
钻井过程实时监测分为钻进过程和起下钻过程两个模块。
井场与基地间的数据传输可以采用不同的通讯形式，目前经济简便的通讯方式为利用普通有线电话网和gprs移动通讯网，其次是微波通讯和卫星通讯。本软件可实现以上集中网络的灵活选用。
（3）工程数据手工录入维护软件
该软件主要实现钻井现场施工工程与管理数据的录入、维护和统计。这些数据包括日常管理数据、钻井设备数据、钻井队伍数据等20余类。
（4）地层压力监测评价软件
该软件是根据国外室内研究的最新成果差压和岩石弹性力学参数之间的关系建立的，根据钻井参数计算地层压力，实现地层压力数据的采集、管理、处理计算、数据图形输出一体化。用于提高地层压力的预测、检测精度，合理设计钻井液密度，提高钻井安全性，保护油气层。[1]
4 钻井数据中心
钻井数据中心建设包括钻井综合数据库、数据流及数据加载、数据软件等方面。
4.1钻井综合数据库设计与实现
数据库以井的工程生命周期为路线，包括钻井施工、固井、完井、交井的全部数据以及形成上报统计钻井资料的数据。既能够适应高速发展的钻井系统现状，同时又具有较好的扩充能力。
钻井数据库共设计了355个数据表，3654个数据项，可分为钻井标准数据库、钻井编码数据库、钻井工程设计数据库、钻井iadc报表数据库、钻井工程数据库、钻井实时数据库、钻井井史数据库等大类。
4.2数据流及数据加载
所有的钻井数据在源头一次录入，远程传输至钻井公司，经过公司技术人员审核后进入钻井数据中心。钻井数据的审核流程和交换流程下图所示：
数据库及配套的录入系统设计完成后，在胜利油田分别部署了钻井分公司数据中心、总公司数据中心和局级数据中心。各级钻井数据中心运行平稳，并发挥着越来越重要的作用。
4.3数据软件
建立了强大的钻井数据中心，就必须发挥作用。
系统实现了钻井综合数据库的/fazhan/">发展。
参考文献
关键词：水平井，采油指数油藏深流，产能
一、采油指数的影响因素分析
目前，水平井以其泄油面积大、生产井段长、井底降小等优势，受到广泛关注。为了更好地提高水平井的产能，充分发挥水平井的开发潜力，必须对影响其产能的因素进行研究。首先对影响水平井采油指数的因素进行分析。
1、水平井采油指数公式的推导
在生产过程中，水平井泄油区的形状与垂直井不同，垂直井形成的泄油区可认为是一个圆柱体，而水平井所形成的泄油区是椭球体，泄油区的长半轴与水平井的开采长度有关。在不考虑油井表皮效应时，由Economides的水平井产能公式[1]推导出水平井采油指数表达式，Jh为水平井的采油指数，m3/(MPa·d);KH为水平渗透率，10-3μm2;h油藏厚度，m；B0为地层油体积系数，m3/m3；μ为流体粘度，mPa·s;a是水平井椭球体泄油区的长半轴，m;L为水平井水平段长度，m；β为渗透率各向异性系数，rw为井径，m；Kv为垂直渗透率真，10-3μm2。在存在渗透率各向异性的油藏中，当考虑水平井伤害表皮效应时，根据伤害形状的几何结构，Hawkins推导出了水平井表皮因子的计算公式[1]，从而推导出考虑了表皮效应的水平采油指数计算公式。论文写作，产能。Seq’为Hawkins表皮因子；K为地层原始渗透率，10-3μm2；Ks为地层伤害后渗透率真，10-3μm2；ah max为水平井伤害截面的长轴，m。
2、影响水平井采油指数的因素
大多数油藏在一定程度上都存在着渗透率各向异性，尤其在砂岩油层中，而岩夹层是一种常见现象，可能存在严重的各向异性。所以对于开发砂岩油层的水平井，更应该重视地层非均质性对水平井产能影响。假设一口水平井的水平段最大长度304.8m，水平泄油半径507.45m，油藏厚度15.24m，流体粘度1.7mPa·s,水平渗透率2μm2，地层体积系数1.1m3/m3。当不考虑表皮效应而渗透率各向异性系数为0.1，0.25，1，4，10时，分别计算水平井的采油指数。同时，还计算了油藏厚度为7.62m和30.48m时的采油指数。论文写作，产能。研究表明，当油层厚度一定时，随着渗透率各向异性系数的增大，采油指数趋于减小。并且当油藏厚度为15.24m时，渗透率各向异性系数等于1即均质油藏，采油指数为159.32m3/(MPa·d)；而当渗透率各向异性系数为4时，即水平渗透率是垂直渗透率的16倍时，采油指数为114.0m3/( MPa·d),产能下降；当渗透率各向异性系数为0.25时，即垂直渗透率是水平渗透率真对产能的影响明显比水平渗透率要大，而且这种影响随着油层厚度的增大将更加显著。因此，在水平井钻井之前，必须对地层的水平与垂直渗透率真进行测定，应沿着最小水平应力方向钻井，以减小渗透率各向异性的影响；同时也可采取水力压裂技术，对地层进行改造，发挥出水平井的潜能]。在相同的钻井工艺下，钻一口水平井比钻一口垂直井费时长，致使产层与钻井液的接触时间相对较长，这样就加大了井底污染程度。利用公式(3)，假设在油藏非均质系数一定的情况下，伤害椭圆锥的最长水平轴分别为0.518，0.762，1.006m，计算表皮因子和采油指数，并做出产能变化指标数据。
经实验，对于一口水平井，随着伤害程度的增大，水平井的产能将明显降低。论文写作，产能。当伤害椭圆锥的最长水平轴为0.762m,表皮因子为0时，采油指数为114.04 m3/( MPa·d)；而表皮因子为26时，采油指数为38.57 m3/( MPa·d)，产能降低了66%。因此，在钻井过程中选用合适的钻井液，通过减少泥浆固相和钻井过程中选用合适的钻井液，通过减少泥浆固相和钻井岩屑进入地层，减少固井水泥浆对地层的侵入等措施，达到降低井底污染的目的是十分必要的。论文写作，产能。地层渗透率各向异性对水平井产能影响非常显著，特别是地层垂向渗透率的影响起着主层作用。在水平井钻井、作业过程中造成的表皮效应对产能影响也较大，建议在施工中昼减少油层污染，这样能充分发挥了水平井的产能。对已生产的水平井，可以通过水力压裂、基质酸化等措施进行油层改造，以减小渗透率各向异性和表皮效应两方面的影响，使油井增产。
二、油藏渗流的耦合研究
1、井筒—油藏的耦合模型
油藏和井筒的耦合条件为：1)从油藏流入水平井的流量和水平井筒内的流量平衡；2)井筒内压降和油藏中的压降在井壁处相等。利用该条件，把井筒模型方程式（9）和油藏模型方程式（13）结合起来得到井筒／油藏的耦合模型。该模型是由2N个方程和2N个未知数组成的方程组。用迭代法对耦合模型进行求解，迭代格式如下：由初始值对P0=[PWf，PWf，…，PWf]开始，应用迭代格式依次产生新的压力向量和径向流入向量，直到p、q 的改变量小于一定的误差值。
2、计算实例
计算所用油藏、水平井参数为：油藏压力pe=41.6MPa；渗透率K=0.165μm2；原油黏度μ=0.29mPa·s;；原油密度ρ=840g/m3；原油体积系数B0= 1.165 ；油层厚度h =33.5m ；井距油层底部的距离zW，=22m ；井筒直径D =0.103m ；水平井段长度L =600m ；井筒相对粗糙度。ε／D=0. 0001 ; 井筒跟端压力pwf=41.35 MPa。从耦合模型和无限导流模型的流量分布剖面对比结果，其井筒截面轴向主流量分布剖面对比。由油藏径向流人水平井筒的流量沿井长分布是不均匀的，总体上呈现“U”形，反映出水平井筒不同位置的供给范围不同，这主要是由于稳态流时水平井段相互干扰增强，端部供给范围大、中部范围小，导致端部呈拟半球形流、中部呈拟线性流形态。论文写作，产能。若忽略井筒内的压降，即假定水平井具有无限导流能力，得到的流量分布明显估计过高。另外，水平井井筒内的流动是变质量的，表现为井筒流量从指端到跟端呈不断增加的趋势。
水平井生产时井筒内存在压降损失，为井各压降的分布。总的压降损失呈现从指端（X=600）到跟端（X=0）逐渐增加的趋势；在该实例的计算中，摩擦压降在井筒总压降中占有较大的分量，加速度压降和混合压降的影响较小。
从耦合模型和无限导流模型的井筒内压力分布剖面对比。可以看出，水平井筒中压力从指端到跟端呈下降趋势．靠近指端（X=600），压力变化较小；靠近跟端（X=0二一O ) ，压力变化越大。这主要是因为井筒中总压降从指端到跟端逐渐增加，越靠近跟端主流流量越大，摩擦引起的压力损失和径向流人引起的压力损失越大。
对水平井产量随水平段长度变化的关系问题，耦合模型和无限导流模型计算出了不同的结果。论文写作，产能。经实验可以看出，水平井水平段长度较短时，两种模型计算的结果相差不大；水平井水平段长度越长，无限导流模型计算的水平井产量越高，而耦合模型计算显示产量增加逐渐缓慢，水平段达到一定长度后，产量将不再增加。实际上由于井筒中压降的存在，产量不能随水平段长度的增加而无限制的增加。因此预测水平井产量尤其是大位移井的产量时应该考虑井筒内的压降，耦合模型计算的结果更合理。
①推导出了裸眼水平井筒内的混合压降计算公式．得到了井筒内流动的压降模型，利用耦合模型计算分析了水平井的变质量流动特性。②井筒压降对水平井生产动态有影响，预测水平井产量尤其是大位移井的产量时应该考虑井筒内的压降。③水平井水平段长度存在最优值，当水平段长度超过一定值后，水平井的产量并不随着水平段长度的增加持续增加。
论文摘要：随着油田进一步开发，勘探与钻井技术进一步发展，套管钻井技术逐步提到议事日程。尤其是通过勘探开发的结合，人们对地下油藏认识进一步加深，从钻井成本、工期、地下油气层的污染角度，套管钻井技术有着较广泛的发展前景。
随着钻井技术的发展，勘探、开发、采油过程中人们对地下油藏的逐步认识，套管钻井技术在大庆油田得到了研究与试验。通过现场试验，油层钻遇情况、工期控制、成本控制等达到了预期效果，说明套管钻井技术工艺的设计符合现场试验要求。套管钻井过程中，着重注意以下几个方面问题：
1套管钻井应用的范围
1.1套管钻井适用于油层埋藏深度比较稳定的油区。
由于套管钻井完井后直接固井完井，然后射孔采油，没有测井工艺对储层深度的测量、储层发育情况的评价，故此要求油层发育情况及埋藏深度必须稳定，这样套管钻井的深度设计才有了保证。
1.2适用于发育稳定，地层倾角小的区域。
由于套管钻井过程中不可避免地存在井斜，井斜影响结果就是导致完钻井深和垂深存在差异，井斜越大，这种差异越大。而地层倾角的大小、裂缝、断层等的发育情况，对井斜的影响起着重要作用。因此设计套管钻井区域地层倾角要小，裂缝、断层为不发育或欠发育，才有利于套管钻井中井斜的控制。
2套管钻井中的准备条件
就位钻机基座必须水平，为设备平稳运转及钻井过程中的防斜打直创造良好的条件。
套管钻井中所选择套管必须是梯形扣套管，因其丝扣最小抗拉强度是同规格型号圆形扣套管的2倍左右，能有效增大套管钻井过程中的安全系数；其次梯形扣套管，便于操作过程中上卸扣钻头优选条件必须满足施工中扭矩尽可能小，水马力适中的原则。根据扭矩的情况，可以考虑选择牙轮钻头和PDC钻头。因牙轮钻头数滚动钻进，能有效减少转盘及套管扭矩，但其要求钻压较大，不利于套管柱的防斜。PDC钻头需钻压小，一般（20-60KN），钻进速度较快，套管柱所受弯曲应力小，扭矩小，符合选择要求。在选择钻头的同时，还要求选好水眼。水眼过小，总泵压高，对套管内壁冲蚀严重，长时间高压容易损坏套管；水眼过大，钻头处冲击力低，将影响钻井速度。
3套管钻井施工中需注意几方面问题
3.1井斜控制问题
套管钻井过程中，井斜控制是首要问题，井斜直接影响到所钻井眼的垂直深度。也就是说油层的埋藏深度与所钻实际深度能否相稳合，关键取决于井斜。控制钻压10-30KN合理范围内钻进。由于套管钻井时，套管柱中没有钻铤和扶正器等，在加压过程中，套管柱受压极易弯曲导致井斜。因此钻井过成中要严格控制钻压，从这个角度讲，选择PDC钻头更适合于套管钻井。转盘转速控制为低转速，一般控制在60-120r/min内，低转速钻进过程，有利于套管柱的稳定，有利于井斜的控制。井架基座安装平直，保证开钻井口垂直，加强中途测斜监控，一方面便于了解控制下部井斜控制情况，另一方面便于计算垂深。
3.2套管保护问题
套管钻井完井后，套管柱直接留在井内，因此对套管保护很重要。要使用套管丝扣胶。套管依靠丝扣密封，在套管钻井过程中，要使用套管专用胶，保证丝扣部位密封可靠，联接牢固。套管防腐问题。套管钻进时，由于旋转，外壁受到磨损，其外防腐层容易脱落。内壁受到钻井液的冲刷，内防腐层也受到冲蚀。一是要求用于钻井的套管，做好内外涂层防腐；二是钻井中采用低转速小钻压钻进，有利于减少套管外壁的磨损，三是采用增大钻头水眼尺寸，降低管内泵压，减少钻井液对套管内壁的冲蚀。3.3钻井参数控制
钻压控制在10-30KN。一是有利于防止套管弯曲引起井斜；二是有利于减少套管扭矩，防止钻进过程中出现套管事故。
转速控制压60-120r/min。其优点是：①减少套管柱扭矩；②低转速钻进，有利于减轻套管柱外壁与井壁之间的磨损。
总泵压控制在6-7MPa以内。一是减少钻井液对套管柱内壁冲蚀；二是减少对回压凡尔的冲蚀磨损。
3.4完井工艺过程控制
钻头上部、套管柱底部安装回压凡尔，有利于固井施工后能实施敞压侯凝。完钻后要处理好钻井液的粘切性能，并充分循环洗井，为提高固井质量做好准备。固井施工采用压塞碰压固井，碰压后试压，并尽可能敞压侯凝。如果敞不住压，可实施蹩压侯凝，所蹩压力为最大替压三分之一左右，并分别在3小时后放掉50%，8小时后放尽。
4结论与建议
4.1套管钻井在大庆地区目前适用于700米以内，且地层稳定区域。
4.2由于受到井斜的影响，套管钻井井深受到限制。如何扩大套管钻井深度需要在钻压、转速、钻头选型、施工工艺等各方面进一步优化。
4.3套管防腐与耐冲蚀问题还有待进一步解决。
英文名称：Drilling Fluid & Completion Fluid
主管单位：中国石油天然气集团公司
主办单位：华北石油管理局;华北油田分公司
出版周期：双月刊
出版地址：河北省任丘市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1001-5620
国内刊号：13-1118/TE
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发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1983
期刊收录：
核心期刊：
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
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【关键词】封堵技术 桥接材料 屏蔽暂堵 低渗透成膜
随着资源勘探开发的纵深发展，我国深井钻探的数量逐年增加，然而深部钻探所钻遇地层更加复杂多样，因此更易发生井壁不稳定问题。
为了控制井壁失稳，提高钻探效率，必须提高地层的承压能力，影响地层承压能力的因素很多，主要有地层本身性质（内因）和钻井、封堵工艺水平（外因）两个方面的影响。前者包括地层岩性，胶结程度，裂缝发育方式、开度、宽度，地层温度，近井壁岩石水化程度等；后者则包括钻井液性质、种类、封堵剂组成，所使用的封堵工艺以及相应的钻井参数、工艺等。然而，钻探时地层压力本身往往具有不确定性和不可控性，而钻井液的封堵性能则可以根据实际进行调控，所以钻井液的封堵性能往往决定着提高地层承压能力的高低。
1 桥接材料封堵技术
桥接封堵就是通过不同配比将不同形状和级配的惰性材料，混合加入到钻井液中，随着钻进液循环而封堵漏失层的方法。
此种封堵方法较为传统，但实际施工时却得到广泛应用，主要原因在于此种封堵方法不仅可以有效解决井内孔隙和裂缝造成的部分及失返漏失，而且材料具有易买价廉、使用安全、操作方便等优点。
常见桥堵材料根据形状一般分为颗粒状材料、纤维状材料及片状材料三种类型（具体情况见表1），他们级配和浓度应根据井内漏失层性质及严重程度进行合理选择。堵漏时钻井液中添加桥接材料的含量一般为4%～6%，且上述三种材料在施工时常用的混合复配比例为2∶1∶1，并且应尽可能使大于桥堵缝隙尺寸的惰性材料含量不低于5%；此外需要注意的是如果使用过程中常用尺寸的桥接材料堵漏不成功，应根据情况及时换用更大尺寸的颗粒并增大使用比例。
采用桥接封堵的施工方法有两种，即挤压法和循环法。施工前应准确地确定漏层位置，钻具尽量下光钻杆，钻头不带喷嘴（不然应选择合适的桥接材料的尺寸，以避堵塞钻头水眼）；钻具一般应下在漏层的顶部，个别情况可下在漏层中部，严禁下过漏层施工，以防卡钻。施工时要严格按照施工步骤进行。封堵成功后，应立即使用振动筛筛除井浆中的堵漏材料。特别要提出的是，对于在试压过程中出现的井漏，由于漏失井段长、位置不清楚，采用大量桥浆（通常为40～60m3）覆盖整个裸眼井筒的封堵方法，经常可取得成功。
但是，在使用过程中桥接类封堵材料仍然存在以下3点主要问题：
因纤维类封堵材料在井壁无法形成有效低渗阻挡层，故其在微裂缝上搭桥时不具备阻止钻井液侵入和防止井眼失稳的能力；
在渗透地层利用不同尺寸和级配的封堵材料形成泥饼屏蔽层的条件是要具有足够的瞬时滤失。但实际情况是由于井内微裂隙的瞬时滤失过低，致使封堵材料很难形成保护性泥饼；
片状云母类材料使用时通常需要在高浓度快速作用才可以在裂隙处搭桥，发挥封堵作用。但是此种材料在钻井液中浓度的增加会使钻井液循环当量密度也随之增加，导致井底压力进一步提高，最终可能加剧滤失或漏失；
部分桥接材料在使用时因条件限制达不到最好功效，如沥青，其使用时温度必须达到软化点温度以上方可发挥最强封堵作用，但实际施工中绝大多数地层都达不到这个温度。
2 屏蔽暂堵技术
钻井液中起主要暂堵作用的惰性材料称之为屏蔽暂堵剂。屏蔽暂堵技术就是将钻井液中加入屏蔽暂堵剂利用井内钻井液液柱压力与地层液柱压力之间形成的压差压人地层孔喉，并在短时间内形成渗透率接近零的暂堵带技术。
屏蔽暂堵带主要具有以下两方面功能：一是能够有效使地层避免固井水泥浆的污染，二是降低钻井液对地层浸泡时间，降低钻井液污染，进而起到保护作用。
一般来说，暂堵颗粒由起桥堵效的刚性颗粒和起充填作用的粒子及软化粒子组成。在各种处理剂材料中，各种粒度碳酸钙是常用的刚性粒子；沥青、石蜡和油溶性树脂等是常用软化粒子。
引起压差卡钻的主要原因是钻井液在滤失过程中形成的泥饼较厚，泥饼与钻杆的接触面积较大，进而增加了卡钻的概率。但使用低渗透钻井液时，由于其能够在井壁上迅速形成一层低渗透薄膜，相较于传统钻井液而言可以大幅度降低滤失量，所以压差不会传递到地层，从而有效避免了卡钻问题的发生。
（4）防止钻井液漏失
超低渗透钻井液含有气泡和泡沫，这些气泡和泡沫可使过平衡压力降到最低，并且气泡和泡沫可桥塞各种孔径的喉道，阻止钻井液的渗漏，防止地层层理裂隙的扩大和井下复杂情况的发生。
4 结语
桥接材料封堵、屏蔽暂堵以及低渗透成膜封堵是现阶段国内施工实践中主要应用的三种封堵技术手段，其中桥接材料封堵及屏蔽暂堵技术因材料价格低廉、易购买等因素而在实际生产中得到广泛应用，低渗透成膜封堵也因适用地层范围广、封堵性能出色而得到越来越多的研究与关注，发展潜力巨大。所以在施工生产中我们应结合施工实际对封堵剂进行综合考量和使用，争取达到经济效益最大化。
参考文献
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