钻井新技术1.doc

一：1，多分支井钻井：在一口主井眼的底部钻出两口或多口进入油气层的分支井眼，甚至再从二级井眼中钻出三级子井眼。主井眼可以是直井、定向斜井，也可以是水平井。分支井眼可以是定向斜井、水平井或波浪式分支井眼。2，几何导向钻井：对钻井井眼设计轨道负责，使实钻轨道尽量靠近设计轨道，以保证准确钻入设计靶区。3，地质导向钻井：用地质准则来设计井眼的位置。用近钻头地质，工程参数测量和随钻控制手段来保证实际井眼穿过储层并取得最佳位置。地质导向的任务就是对准确钻入油气目的层负责，为此，它具有测量、传输和导向三大功能。4，套管钻井：用套管代替钻杆对钻头施加扭矩和钻压，实现钻头旋转与钻进。5，控压钻井：在油气井钻井过程中，能有效控制井筒液柱压力剖面，达到安全高效钻井的钻井技术。二：对现代钻井技术包含的内容和未来钻井技术发展方向进行分析对现代钻井技术包含的内容现代钻井技术主要进展 1.1 随钻井下测量与评价技术 定向井中使用的MWD与近钻头测斜器(MNB)配合使用,可以随钻测得井斜角和方位角，求出井眼实时偏差矢量，实现几何导向。随钻测井 (LWD)可进行地层电阻率、体积密度、中子孔隙度和自然伽马测井，已成为标准的LWD，可进行实时地面传输和井下仪器芯片内储 地质导向技术(GST)是在MWD、LWD和SWD技术基础上发展起来的一种前沿技术，是使用随钻定向测量数据和随钻地质评价测井数据以人机对话方式来控制井眼轨迹的钻井技术。 1.2 井下动态数据实时采集、处理与应用技术 传感检测技术和微电子技术的进步，开发出了钻井动态传感检测元件和高速数据监测及处理应用系统(DDS)，实现了钻井动态数据在井下采集和诊断，然后将诊断结果传输到地面，以有效地对井下钻具的运动状态进行控制。 1.3 井下闭环钻井技术 闭环钻井技术是信息化、智能化钻井向自动化钻井迈进中发展起来的集成化钻井技术，包括以下6项工作： 地面测量，主要包括钻井液录井和钻井参数地面测量； 井下随钻测量，即采用MWD及LWD测量井下几何参数和地层参数； 数据采集和地面计算； 数据整体综合解释，主要包括把测量数据解释成有用参数以指导作业,并用“人工智能”把世界范围内专家经验应用于井场； 地面操作控制自动化； 井下操作自动控制，主要是利用“智能”型井下工具和可控的井底钻具组合进行控制。整个钻井作业过程分别由井下和地面两大操作系统完成。从环路系统来看，可以将闭环钻井系统分为井下闭环和地面闭环两大系统。 1.3.1 井下闭环钻井的发展阶段 井下闭环钻井的发展经历了井下开环钻井阶段、井下半闭环钻井阶段、井下闭环钻井阶段和全闭环钻井阶段。其中，全闭环钻井阶段是钻井技术发展的最后阶段。即井身轨迹控制完全离开人的干预，井下采用智能化钻井系统，地面监控和操作采用规范的自动化系统。在地面控制中心,由计算机控制整个钻井作业系统，井下智能钻井系统则带有独立的微电脑。 1.4 水平井和大位移井钻井技术 1.4.1 水平井钻井技术 水平井钻井技术作为常规钻井技术，目前已应用于各类油藏。其钻井成本不断降低，甚至有的水平井钻井成本只是直井的1.2倍，而水平井产量则是直井的48倍。2004年，中原油田钻井院在油田内外施工完成了七口水平井（见下表）。1.4.2 大位移井钻井技术 大位移井(ERD)包括大位移水平井，是指水平位移(HD) 与垂直深度(TVD)的比大于2以上的定向井和水平井，当比值大于3时,则称为特大位移井。旋转导向技术及其工具变径稳定器和可控偏心器应用，解决了钻柱摩阻增大和清除井内钻屑问题，使大位移井钻井技术得以向前发展。同样与使用先进MWD、LWD、SWD、FEMWD、GST及井下闭环钻井技术是密不可分的。大位移井钻井技术对海上钻井、海油陆采具有更突出的经济意义，将是21世纪发展的先进钻井技术之一。 1.5 多分支井及重入井钻井技术 多分支井是指在1口主井眼的底部钻出2口或多口进入油气藏的分支井眼(2级井眼)，甚至再从2级井眼中钻出3级井眼。主井眼可以是直井、定向斜井和水平井。分支井眼可以是定向斜井、水平井或波浪式水平井。多分支井可以在1个主井筒内开采多个油气层，实现1井多靶的立体开采。多分支井可以从老井也可从新井再钻几个分支井眼(或者再钻几个分支水平井)。从老井中钻分支井眼称原井再钻(Re-entry)又称重入井钻井。重入井钻井不仅可利用老井为主井筒，又可充分利用油田已有的管网、道路、井场及其它设施，效益极高。 现在已建立了多分支井分级体系，简称TAML (Technology Advancement Multi Laterals)分级体系。按TAML分级，将多分支井完井方法分为16S级。TAML是按多分支井的3个特性来评价其技术和完井方法分类的。3个特性是连通性(Connectivity)、隔离性(Isolation) 和可及性(可靠性、可达性和重返井眼能力，Accessibility)。目前世界上用得最多的是4 级完井。虽然多分支井在完井方法上还在进一步攻关和完善中，但预计这项技术在21 世纪初将得到更大的发展，将成为石油工程的主导技术之一。 1.6 欠平衡压力钻井技术 欠平衡压力钻井又称有控制的负压钻井。欠平衡压力钻井具有以下优点：避免井内液体进入地层，减少对油气层的污染和损害；及时发现新的油气层，特别是低压低渗油气层；消除了钻井时井内液柱压力对岩屑的“压持效应”，可大幅度提高机械钻速，并避免钻井液漏入地层和粘附卡钻事故；可边钻井，边开采油气，提早使油气井投产。但采用欠平衡钻井是有条件的,主要条件是:应有完善的井控设施；无水层；井壁稳定性良好。欠平衡压力钻井技术,适应了勘探过程中及早发现油气层和开采过程中提高油井产能和油气采收率的要求，越来越广泛地得以应用。中原油田从1994年开始推广欠平衡钻井技术，在本油田濮深5井、白21井、毛8井、文古2井运用了欠平衡钻井技术，另外，还为克拉玛依油田、青海油田、江苏油田等国内其它油田企业提供了欠平衡钻井技术服务。 1.7 连续油管和小井眼钻井技术 1.7.1 连续油管钻井技术 连续油管(简称CT) 钻井技术是为了适应多分支井、原井重钻(包括老井加深、侧钻)、过油管钻井、小井眼钻井和欠平衡压力钻井需要发展起来的新技术。其优点主要是：设备简单，起下钻容易，不接单根，井控安全，投资少和钻井成本低。目前已研制出高强度大直径(89mm 和127mm)连续油管、小直径井下马达、高扭矩导向工具、井下钻具组合和多路传输接头等工具，为连续油管钻井创造了条件，与普通侧钻方法相比，费用可节省40%。 1.7.2 小井眼钻井技术 最初小井眼钻井的目的主要是减小钻头尺寸，相应减小套管尺寸和钻柱尺寸，有利于减小钻机负荷，从而节约钻井成本并提高钻井速度。但随着钻井技术的发展一大批先进的钻井工艺技术问世，如侧钻水平井、分支水平井、多分支井、重入井、连续油管钻井和欠平衡钻井都要采用小井眼钻井来完成，给小井眼钻井技术赋予了新的技术内涵，使小井眼钻井进入了新的高潮时期。 2 现代石油钻井技术发展趋势 (1)以提高勘探开发的综合效益为目标，向有利于发现新油气藏和提高油田采收率方向发石油钻井界和相关服务公司在发展信息化、智能化钻井技术基础上又开发了有利于发现新油气藏和提高采收率的新钻井技术。如欠平衡压力钻井、水平井及分支水平井钻井、大位移井钻井和多分支井钻井技术，对原有的老井重钻技术、小井眼钻井技术和连续油管钻井技术也给予了新的技术内涵，这些技术最显著的技术目标是以最直接的钻井方式沟通油气藏，以最原始的状态打开和保持油气藏，从而达到最大限度地开采油气藏，获得最好的经济和社会效益。 (2) 以信息化、智能化为特点，向自动化钻井方向发展。 采用地面自动化钻机配合井下旋转闭环导向钻井系统，不断强化对钻井和地层的实时监测，通过卫星和互联网实现对现场的远程监控，建立钻井信息数据综合管理和适时应用的远程快速决策系统。（3）向多学科结合方向发展，提高采收率。(4)向快速、优质高效、低成本方向发展（5）向更加注重QHSE方向发展、钻井安全和环境保护问题得到更加注重。(6)向更加有力于保护油气层方向发展。（7）在世界石油资源的处女地和复杂地区的工作量将增大，在极地、远海、深层和复杂油气田将钻更多的井（8）钻井技术将按三个层次发展，即成熟技术集成化、在研技术工业化、高新技术和创新工程加快引入和发展（9）钻井工程的理论研究将更加系统化与成熟三：分析我国钻井技术的发展状况，存在的问题，以及努力的方向1. 在钻井设备方面，国外正在实现机械化、自动化、智能化，达到有效、快速安全、经济的要求、钻机实现高效化模块化高效运移，满足各种复杂情况特殊作业。但我国特殊工艺钻井井下工具的高端产品人主要以进口为主，自动化工具和装备还处于试验间断。2. 在钻井核心技术和前沿技术研究方面，目前我国还处于跟踪模仿外国的先进钻井技术阶段。3. 在解决复杂地层深井井下复杂问题方面差距还很大。4. 先进理念、先进技术、先进技术装备落后。今后应明确目标、集中攻关，强调研究与开发有自主知识产权的创新工程与技术。应加强钻井理论研究，如钻井预测理论等。面向21世纪钻井技术的发展关键在人才，如何培养为钻井服务的创新人才和胜任国际全球化竞争的 队伍迫在眉睫具体建议近期1）新型油井（水平井、大位移井、多底井、老井侧钻等）产业化技术2）随钻地震、随钻测井等随钻遥测新技术3）新型、环保、优质、高效钻井完井液体系与处理剂研制4）钻井信息技术、软件技术、网络技术5）新一代欠平衡钻井完井技术6）柔性管钻井、修井技术7）小眼井钻井、修井技术8）深井在速度、周期、质量、效益诸方面赶上世界先进水平的有关技术9）滩海、近海、远海钻井、完井技术10）钻井和完井用钻头、工具、装备的现代化建设远期1）全自动化闭环钻井（可先搞井下闭环钻井）2）现代完井技术（智能完井、选择性完井、遥控完井）3）远程网络化钻井工程技术与管理智能系统的研究与应用4）按国际健康-安全-环保标准，研制钻井完井需用的绿色 无毒、无污染系列工作液及精细化学品5）全自动化钻井及配套装备的研制与应用四：写出十种以上钻井新技术中英文名称水平钻井（horizontal drilling)大位移延伸井技术（extended reach drilling)多分支井钻井技术（Multi branch well drilling）几何导向钻井技术（Geometry steerable drilling technology）旋转导向钻井技术（Rotary steering drilling technology）套管钻井技术（Casing drilling technology）欠平衡钻井技术（Underbalanced drilling technology）小井眼钻井技术（Slim hole drilling technology）液动冲击回转钻井技术（Hydraulic percussive rotary drilling technology）复合钻井技术（The compound drilling technology）五：完成一口水平井的设计和施工六：水平井有哪几种井眼类型，简述超短半径径向水平井的实现方法 图答 长曲率半径：R400m，1-2/10m；中等曲率半径：R=120-350m，6/10m；短曲率半径：R=8-16m，1-10/m；超短曲率半径：R0.3m。其是一种新型钻采方法，其特点是采用水力喷射钻井，井眼由垂直方向转向水平方向的弯曲半径小于0.3米，可以在一个水平面上完成多个水平辐射井眼。超短半径水平井的实现办法1.采取柔性钻具组合，生产管的前进速度和高压水的流量对水平井井眼的井斜角2.控制井斜 ：生产管前部的电子测斜器实时测量 信息储存 MWD 通过泥浆脉冲将信息传到地面，并及时调整3.控制钻速七：水平井的方位，压裂裂缝的走向与地应力的关系 图答 考虑到压裂裂缝方向易于沿最大主应力方向延伸，采用水平井压裂方式开采时，八：如何确定侧钻水平井的开窗位置，简述开窗方法1，对原井油层套管试压，憋压10MPA，30min压力不降为合格2，应满足井眼轨迹控制要求3，原井井斜，方位角及井眼轨迹有利于侧钻4，应避开原井套管接箍和套管扶正器，选在完整的套管本体上5，应避开原井事故井段和套管损坏井段6，避开坚硬复杂地层，选固井质量好，地层易钻且较稳定的井段方法：原井套管中下入地锚斜向器，用开窗工具在套管上开出窗口，然后再用侧向钻具钻出新井眼；将原井眼的一段套管用段铣器铣掉，然后注水泥填井，再用侧钻钻具钻出新井眼。斜向器开窗侧钻的方法前提是地层较硬不易侧钻，固井质量较好，侧钻点上下可选择范围很小，原井眼井下复杂，套管不易段铣，原井眼井斜较大的情况下。九：简述水平井钻井钻斜眼的作用和类型 图十：水平井裸眼（机械）封隔器分段压裂方法和作业程序 答十一：什么是大位移井？为什么要钻大位移井？大位移井即采用定向井技术向某个或多个指定目标点延伸，使其达到勘探开发的目的。井的水平位移与垂深之比大于2，且航行角大于60度的定向井。钻大位移井的目的：1、开发海上油气田：节省建造人工岛或固定平台等的投资。 2、开发近海油田：距海岸10km左右的油田，可从陆地开发。 3、用大位移井代替海底井：不用海底设备，从而节省投资。 4、开发不同类型的油气田，提高经济效益：小断块或几个不相连的小断块油气田，可钻1口或2口大位移井开发；若几个油气田或油气层不在同一深度、方位，可钻多目标三维大位移井开发，节省投资，便于管理。 5、开发老油气田：利用原有基础设施钻大位移井，可加速油田探边和开发，缩短产油周期，扩大泄油半径，提高单井产量，增加井的寿命，提高最终采收率。 6、保护环境：在环保要求比较高的地区钻大位移井，可满足环保要求。十二：与常规水平井相比，钻大位移井有哪些技术难题？1，井深设计（客服大位移井中的轴向摩阻是个极大难题）2，扭矩，来自对套管摩檫产生的扭矩，动态扭矩，钻头产生的扭矩以及机械扭矩产生的影响、3，摩擦阻力，钻柱上行阻力的预测与扭矩的预测极为相似，但在过大的轴向压力下，钻柱下行时可能发生弯曲。4，钻柱设计：钻柱设计，钻柱选择，井底钻具组合中应考虑的因素5，套管设计：套管结构设计的原则，套管磨损等6，井眼稳定性：7，钻井水里参数和井眼净化分布8，完井可行性分析十三：钻大位移井，降低钻柱扭矩和模距的措施降低扭矩的措施 A.在有套管的井段，不旋转的DP保护器（DPP）可用来降低扭矩，使用DPP可在钻柱和套管接触载荷很高时钻进较长的距离。同样，裸眼井段可通过在短接轴承上安装不旋转的金属套筒来达到降扭矩的效果。 B.优化井身剖面的设计和实施。 C.提高泥浆的润滑性。高油水比可以改善泥浆的润滑性，此外，高浓度的纤维LCMS也可降低摩擦。 D.出现扭转力时，可考虑使用旋转反馈系统来降低扭力。 E.钻头的选择和BHA的设计。 F.加强钻具接头应力平衡和使用高扭矩的螺纹脂增加钻柱的抗扭矩能力。 G.使用整体式叶片增加井眼的清洁度，从而降低由碎屑引起的机械扭矩。 H.使用减少扭矩的工具，如不转动钻杆护箍、Security DBS公司开发的钻柱降扭短接。阻力的控制有下列方法： （1）优化钻井泥浆的润滑性和井身剖面； （2）使用降低摩擦的钻杆保护器； （3）优化钻杆设计，降低屈曲程度； （4）使用复合钻柱； （5）在近垂直井段使用厚壁钻杆，增加钻柱强度。 （6）使用旋转顶部驱动系数。 （7）通过优化浮鞋，套管浮箍以及套管旋转方案，降低套管阻力。1，在有套管的井段，不旋转的DP保护器可用来降低扭矩2，优化井深刨面的设计和实施3，提高泥浆的润湿性4，出现扭转力时，可考虑使用反馈系统来降低扭力。5，钻头的选择和BHA的设计6，加强钻具接头应力平衡和使用高扭矩的螺纹脂增加钻柱的抗扭矩能力。7，使用整体式叶片增加井眼的清洁度，从而降低由碎屑引起的机械扭矩8，使用减少扭矩的工具。十四：钻大位移井，影响钻屑运移的因素. 答 影响碎屑运移的因素主要有： .井斜角：井斜角增大，井眼清洗效率逐渐降低，3565o时最为困难。 .钻井液流变性：流动指数(n)、屈服强度(to)、塑性粘度(h)均在不同程度上影响流速分布。泵排量一定时，改变流变参数可获得不同的清洗效果。 .流体密度：增加流体密度，对碎屑产生了较大的浮力，从而降低岩屑的下沉速度。 .钻柱速度：钻柱转速与清洗效果成正比关系。当扭矩达到较大程度时，较高的转速（150180rpm）有助于携带岩屑。 .碎屑尺寸：增加碎屑尺寸会增加碎屑的下沉速度。 .钻杆偏离度：钻杆位置决定了环空横截面上流速的分布。当钻杆偏向一边时，该边的流速较小，而另一边的流速则较大。此问题，还无法很好控制，因为钻杆的偏向在不断地改变。 .流体速度(泵排量)：较高的速度可达到较好的清洗效果。15简述大位移井悬浮下套管的工作原理与方法答 工作原理：是利用套管柱下部封闭的一段空气或低密度的钻井液增大套管柱在井内钻井液中的浮力，从而达到减小摩阻的目的、这种技术只用于下高摩阻套管，如果摩阻不是很大，一般不宜采用。 套管漂浮组件包括漂浮接箍、止塞箍、盲板浮鞋以及与之配套使用的固井胶塞等。盲板浮鞋和止塞箍连接在套管串的最下端，中间隔有23根套管；漂浮接箍安装在套管串中部。漂浮长度是指盲板浮鞋与漂浮接箍之间的套管长度，套管漂浮就是通过在这段套管内封闭空气或低密度钻井液实现的。如果用空气充填，下套管过程中在漂浮接箍一下不需要灌钻井液；如果用低密度钻井液充填，则下套管过程中在漂浮接箍一下腰灌低密度钻井液。 方法：根据阻力曲线，预先确定空套管的长度并下入井内。接着把一个塞子（膨胀式封隔器或回收桥塞）装入下一根套管接头处，把套管柱分成两个密封室。隔离塞以上套管内灌满钻井液。下完套管后使用钻杆把隔离室打开。隔离塞可以收回或利用下胶塞把它泵入井底，也可以钻掉。16与普通定向井，水平井相比，多分支井的特点。答 优点：1井眼结构不同：存在多个分支井眼连接处。2 油藏工程：增大油藏的裸露面积，提高泄油效率；改善油流动态剖面，降低锥进效应，提高重力泄油效果；纵向调整油藏的开采；可以应用于多种油气藏的经济开采。3钻井：减少无效井段，减少钻井设备的搬迁；节约套管、泥浆费用；充分利用海上平台井口槽，降低了平台建造费用。4地面：由于地面井口的减少，相应的土地使用面积、地面管汇建设、油井管理等费用也大大降低，增加了经济效益。 缺点完井风险，可能丢失分支井眼，沟通不了油藏； 增加泥浆对油层的浸泡时间，可能造成油藏伤害； 在分支井眼洗井作业时，因各分支井眼不同的要求，可能牵涉到的过程较复杂； 操作费开支由于风险因素的存在而无法完全确定。17按TAML系统分级，多分支井钻井分为几级？分别有哪些区别？答 一级完井：主井眼和分支井眼都是裸眼。侧向穿越长度和产量控制是受限的。完井作业不对各产层分隔也不能对层间压差进行任何处理。二级完井：主井眼下套管并注水泥，分支井裸眼或只放筛管而不注水泥。主分井筒连接处保持裸眼或者可能的话在分支井段使用“脱离式”筛管(drop-offliner)，即只把筛管(衬管)放入分支井段中而不与主井筒套管进行机械连接。与一级完井相比可提高主井筒的畅通性并改善分支井段的重返潜力。三级完井：主井眼和分支井眼都下套管，主井眼注水泥而分支井眼不注水泥。三级完井提供了连通性和可及性。分支井衬管通过衬管悬挂器、快速连接系统(Rapid connect)或者其他锁定系统固定在主井眼上，但不注水泥。主-分井筒连接处没有水力整体性或压力密封，但是却有主-分井筒的可及性。四级完井：主井眼和分支井眼都下套管并注水泥，提供了机械支撑连接，但没有水力的整体性。分支井的套管也可由水泥固结在主套管上的。主井眼和分支井都可以全井起下进入。五级完井：五级完井具有三级和四级分支井连接技术的特点，还增加了可在分支井衬管和主套管连接处提供压力密封的完井装置。可以通过在主套管井眼中使用辅助封隔器、套筒和其他完井装置来对分支井和生产油管进行跨式连接(Straddle)以实现水力隔离。从主井眼和分支井眼都可以进行侧钻。五、六级完井的分支井具有水力隔离、连通性和可及性特点。六级完井：连接处压力整体性可通过下套管取得，而不依靠井下完井工具。六级完井系统在分支井和主井筒套管的连接处具有一个整体式压力密封。一个耐压密封的连接部，是为了获得一个整体密封特征或整体成形或可成形金属设计，这在海洋深水和海底(Subsea,水下)安装中将是有价值的。18多分支井钻井的集合类型，应用 类型用途答 在油层段有非渗透性泥岩和（或）泥灰岩夹层的含油砂岩和交替分布的多个薄含油砂层的非均质油藏用锥状多分支井。 在储层渗透率差、初始含油饱和度低、单井产量小的贫弱油藏用鱼骨井。 在块状或透镜体油藏以及阁楼油、断层油聚集区油藏，可在主井筒的水平井段采用水平分支和径向分支井相结合的鱼骨状分支井或者三维蛇形井及其分支井19多分支井钻井的重要解决关键技术？如何实现多分支井钻井分支井眼再进入？答 一是在新井钻井下套管时预先下入一只定位定向短节，通过它与斜向器开窗系统底部的啮合实现对斜向器开窗系统的定位定向；这种方案主井眼再进入通径比较大，只适合新钻分支井，不适合油田中后期综合治理，应用范围有限。二是采用斜向器磨铣开窗锚定器系统，主要是在系统下部位连接安装一只永久性锚定封隔器，通过它与斜向器开窗系统底部的啮合对斜向器开窗系统进行定位定向；这种方案适合新钻分支井和老井侧钻分支井，适合的井比较多；但是主井眼再进入通径只有锚定封隔器内径一样大，再进入作业比较困难。 国内实施的简单技术方案主要对下部井眼的尾管悬挂器喇叭口部位进行改进安装了一套定位定向装置定向回接筒，通过它与斜向器底部的啮合进行定位定向，适合于新钻分支井或老井侧钻并报废老井下部井眼的分支井。通过研究，认为无论是国外技术方案还是国内（胜利油田、辽河油田）的技术方案，都存在一个比较严重的问题，那就是主井眼再进入作业能力比较差，再进入通径和相应井眼尺寸的封隔器或尾管悬挂器一样大。因此，需要开发一种新的工具和工艺技术，实现主井眼再进入通径比较大，以弥补国外技术方案的不足，从而满足主井眼或下部支井眼后期作业对通径的要求。1.在尾管悬挂器顶部加装一个特殊的定向回接接头，通过专门设计的回接工具与斜向器连接，以实现开窗侧钻和分支井眼的再进入。2.套管短接标示答 根据地质、油藏条件和拟用的采油方式，选择TAML分级标准的某级并确定井身剖面的类型，设计主分井筒的整体方案以及每个井筒的结构及相应的完成方法。尽量采用智能完井、选择性完井、遥控完井等新技术。 多分支井钻井完井工艺技术的研究。精心设计主分井筒的井身轨迹并采用先进有效的井身轨迹控制技术，确保井眼准确穿越实际需要的靶区。尤其是使用先进的随钻地质导向技术和闭环钻井技术寻优控靶。确保井身质量并有良好的重返井眼能力，确保主分井眼对固井、完井、采油、增产、修井等作业的顺利进行。 使用先进的开窗技术，确保窗口形状、尺寸、质量等。使用预铣窗口套管短节、研究无碎片系统等以减少井下工作时间和提高井眼清洁性。研究窗口周围密封技术、研制特种水泥(含填料)提高密封质量。 研制密封的、可封隔的、耐高温高压的连接部件。研制井下专用工具和管件，研究完井测控安装技术。研究仅需较少起下钻次数的完井安装方法以减少相应的安装时间并确保安装一次成功的安装质量。 研究多分支井能够维护井壁稳定、保护油气产层以及低摩阻、强抑制、高携屑能力、净化井眼好的钻(完)井液及其精细处理剂的技术。多分支井的固井、完井、采油、增产、修井配套技术。 多分支井专用软、硬件的研究与应用。 训练有素的能胜任多分支井设计、施工的多学科复合型人才的培养和使用。多分支井管理协调指挥机构与团队的建立。 井眼再进入 1）在尾管悬挂器顶部加装一个特殊的定向回接接头，通过专门设计的回接工具与斜向器连接，以实现开窗侧钻和分支井眼的再进入。 2）膨胀管系统构成及工作原理.膨胀管系统构成主要包括：下堵头、尾管、胀头、膨胀管、密封环、中心拉管、啮合接头和下入工具及增压总成（图4.3、图4.4）。膨胀管系统下入时胀头预置于管尾部分，与管尾及下堵头间形成高压容腔，胀头与中心拉管柱相连接并一起运动；当高压泥浆通过中心拉管内部通道进入三个高压容腔 （膨胀管内部一个，增压总成内两个）并达到一定压力值后，在压差作用下，胀头及中心拉管与膨胀管和下入工具及增压总成发生相对运动；可膨胀管在胀头相对运动过程中在胀头作用下发生膨胀变形；膨胀后可膨胀管及可膨胀管外设的铜制密封环与套管内壁发生挤压作用，达到满足轴向承载、横向承扭及压力密封的要求。膨胀管系统对斜向器进行定位定向主要是通过斜向器底部的定向回接接头上的定向键及其弧面与膨胀管上部啮合接头上的键槽及弧面通过机械接触关系来实现对斜向器的准确定位定向功能(图4.5)；这种简单的定位定向方式在保证其准确可靠的同时，便于斜向器打捞回收。20简述一种旋转导向钻井系统的工作原理和系统组成，画示意图。答 PowerDrive 流场变向器原理：可在井下灵活调整井斜和方位的导向工具，依靠流场定向。21随钻测量系统可分为几大类？各类系统采集的信息主要作用是？答 MWD measure while drilling EM.MWD eleetronic measure MWD FE.MWD formtion Evaluation MWD DWD Diagnostic-While-Drilling LWDlogging while drilling SWDseismic while drilling GST Geosteering ToolMWD-井斜角、方位角、工具面角及辅助参数如温度等。LWD-除包括MWD的测量参数外，还必须全部或部分的有地质参数（如：随钻电阻率、随钻伽马、随钻密度、随钻孔隙度等等）和钻井工程参数（随钻钻具扭矩、随钻振动、随钻钻压等等地层电阻率、体积密度、中子孔隙度和自然伽马测井SWD-是利用钻井期间旋转钻头的振动作为井下震源，传递的振动信息经加工处理,可以实时获得各种地层参数(如层速度、钻头前方反射界面的深度等)，根据获得的各种地质参数可以估算出钻头前方待钻地层的各项储层岩石参数和地层性质，使发现油气层成为可能，从而提高探井成功率。其次，随钻地震获取的信息是油藏未被污染的原始参数，对制定保护油气层和油藏描述工作有重要价值。另外，由随钻地震剖面得到井身轨迹的空间曲线及井身参数值，为井眼轨迹控制提供地质导向依据，使井眼轨迹准确“入窗中靶”，实现实时地质导向。地质导向技术(GST)-是使用随钻定向测量数据和随钻地质评价测井数据以人机对话方式来控制井眼轨迹的钻井技术。它是以井下实际地质特征来确定和控制井眼轨迹的钻井。使用随钻定向测量和随钻地层评价测井数据进行地质导向钻井,可以随时知道钻头周围几米范围内的地质特征、钻头与地质界面以及地层流体界面的相对位置，因此可以控制钻头始终在油气层中行进22与电缆测井相比优势不足？答 使测井在地层被破坏或被污染之前完成 部分信息能实时测量，可使钻井过程更有效 使测井更安全保险（某些井环境恶劣、下电缆困难） 避免了仪器落入井中又无法回收等事故 几乎能完成所有电缆测井工作，且有相同的测量精度 成本高、尺寸大 海上钻井作业中，使用LWD的比例高达95% 每年随钻测井服务产值已占整个测井行业产值的25 23 随钻地震工作原理，突出特点?答 在钻井过程中，旋转钻头冲击井底岩石产生振动，形成钻头波场。钻头震源波的部分能量沿钻杆自下而上的传播，在钻杆顶端安装的参考传感器，接受向上传播振动波，简称参考信号。同时，钻头震源波的其余能量向地层中传播，以直达波和反射波的形式传播到地面。 布置在地面的检波器接到来自地层的各种地震波，如直达波、反射波、和多种干扰波。如果将检波器设在附近的井眼里，就可以实现精简地震技术。将钻杆顶端的参考信号与地面检波器接收到的信号经行相关对，可计算各种波延至旅行时间，得到波在各种地层的传播速度，钻头位置，从而获得井身几何参数、预测钻头前方岩石及目的层的深度。地层岩性及地层界面、裂缝位置、方向等 随钻地震技术是用钻井过程中钻头产生的自然振动作为井下震源，也称为反向VSP（逆VSP）。即检波器分散布置在地面，而震源则在井中激发，这样，多井源距观测资料采集的效率较常规VSP采集方法得意提高。数据采集、处理、解释 它结合了地面地震和井中垂直地震(VSP)的优点，具有不干扰钻井工作，不占用钻井时间，无检波器下井风险，勘探效率高等特点，并能实时预测井筒周围、钻头前方地层的构造细节，以达到减少钻探风险为主要勘探目的。24小井眼钻井优点？与常规钻井相比的关键技术？答 优点 节省钻井费用：大量钻井实践表明，小井眼比常规井节约钻井费用3075%。有利于环境保护：小井眼占用耕地少，排放废料，废气少，噪声小。机动性能好：小井眼钻机设备轻便，机动性能好，特别适用于边远地区，复杂地面条件油气田（如海滩，沼泽，沙漠，戈壁，山区，丛林，城市）。 关键技术：1、井控： 环空水利学 井涌早期检测 动态压井技术 高精度，高灵敏度压力，流量检测仪器 2、钻具选择及钻柱力学特性： 钻柱动力学 钻柱强度 钻柱减震 钻柱稳定性 3、钻井液及固控： 无固相钻井液 低密度钻井液 钻井液的润滑性 4、钻头： 牙轮钻头 热稳定金刚石钻头（TSD） PDC钻头 取心钻头 抗偏型PDC钻头 5、钻井参数的优选 喷射钻井在小井眼中的应用 井底当量泥浆密度 6、连续取心技术及岩心分析和解释处理技术： 现场岩心快速分析处理 7、完井方法和固井技术研究： 裸眼完井 射孔完井 小间隙固井质量 单筒井眼（Monobore） 小井眼电测，试井，采油，修井，增产作业25为什么要进行低压欠平衡钻井？目前推广应用的根本原因？答 因为（1）常规钻井方法根本打不成的井。漏、喷、塌、卡等事故严重到无法克服的地步。（2）打了井不见油气显示，导致勘探开发失败。（3）打了井产油气太少，导致勘探开发低效。（4）常规钻井方法成本太高，事故多，效率低，钻井困难。所以要进行低压欠平衡钻井。 推广原因是 首先是目前和今后油气资源勘探开发中的一个共性问题低压，原生性低压、老油气田改造挖潜的低压、非常规油气资源的低压。而低压钻井首先就迎合了这个需要。其次来看低压钻井如何做到防止油气层伤害，从而达到提高勘探精度、提高勘探成功率、保证油藏描述、保证开发效益的目的。第三是低渗透储层。低渗透储层最大的伤害是吸水和水敏伤害；无论是过平衡钻井，还是欠平衡钻井，只要用水基工作液，这种伤害就不可避免，只是正压差（过平衡）伤害更加严重。低压钻井，可以采用气基流体，使工作液极少失水甚至不失水而消除这种伤害。第四是复杂地质条件下的储层，漏、喷、塌均发生在储层。低压钻井采用非常规压力、非常规流体，甚至非常规措施解决此类问题。第五是低压钻井技术。由于钻速快，具有良好的提高经济效益的能力，同时又具有克服某些钻井困难的能力，这已是众所周知的事实。此处应强调的是：经过技术改造的低压钻井技术，将能更加显著地提高经济效益，将具有更强、更宽的克服钻井中具体困难的能力。概括来看，低压欠平衡主要利用了如下的一些非常规方法、非常规流体、非常规轨克服了“钻进中不允许喷，漏，塌”的观念，创造了边喷边钻，边漏边钻，边塌边钻的方法，用边喷边钻来保护储层，提高勘探精度。26控压钻井技术工艺原理？何为精细控压钻井技术？核心技术？答 控压钻井是一种自适应的钻井工艺，可以精确控制全井筒环空压力剖面，确保钻井过程中保持“不漏、不喷”的状态，即井眼始终处于安全密度窗口内动态条件（循环条件）P井底=PD地层+P环空压力损耗静态条件P井底=PD地层MPD技术通过钻井泵泵入钻井液，回压泵补充井底值，钻井节流器实施压井和节流器操作来和处理钻井过程中可能出现的溢流事故。 精细控压钻井技术就是在钻井过程中，能够精细控制井筒环空压力剖面，有效实现安全钻井的技术。 它的核心技术除旋转防喷器、井口连续循环装置、地面压力控制装置和多相密闭分离装置等专用硬件设备与工具外，还包括随钻井底环空压力测量（APWD）、地面流体流量和回压等关键控制参数的精确测量与控制、环空多相流流动规律的研究与建模等。27何为全过程欠平衡钻井？在目前钻井条件下能否实现全过程欠平衡钻井？全过程欠平衡技术是指在不压井的条件下实现欠平衡钻进，过井口密封装置带压起下钻具，电测仪器，完井管具等可以实现 欠平衡钻进 不压井带压起下钻 不压井带压测井不压井下入完井管具关键在于不压井作业通过旋转防喷器，配合井下套管阀或不压井提下钻，以及不压井测井作业装置，可以实现全过程欠平衡钻井。强行提下钻井下套管阀是一种全井筒的安装于套管的截止阀，可作为技术套管的组成部分下入并固在井中，在阀板关闭状态能够隔离井下的油气和压力，保证井口安全作业；在开启状态允许钻具组合通过当欠平衡钻井过程中需要起钻时，首先将钻具带压起钻至井下套管阀以上，然后关闭阀板，泄掉上部套管的压力，按照常规方法起钻；下钻时按常规方法下至阀板上方时，首先关闭地面压力控制系统，从井口泵入流体以平衡阀板上，下的压力，然后打开阀板，带压下钻到井底并进行欠平衡钻进答 即在整个钻、测试、甚至完井作业过程中，保持井底压力始终小于或等于地层孔隙压力的欠平衡钻井技术。（或是从欠平衡钻井井段开始至钻井完井结束前，施工过程中钻进、起下钻、取芯、中途测试和完井（如欠平