中国石油大学（华东）现代远程教育2009春季学期《现代钻井技术》大作业
《现代钻井技术》大作业
注意事项：
1、以书面形式手写（纸张大小为A4纸，封面按照统一格式）完成大作业。
2、作业上交截止时间为：2009年10月17日。
3、打印、抄袭、雷同作业一律按零分论处。
一、解释下列基本概念5分/每题
1、特殊工艺井
除用常规钻井工艺钻的直井之外的井统称为特殊工艺井。
2、大位移井
国际上普遍采用的定义是指井的水平位移与垂深之比等于2或大于2的井称为大位移井。
3、欠平衡压力钻井
欠平衡压力钻井是指在钻井过程中钻井液柱作用在井底的压力（包括钻井液柱的静液压力，循环压降和井口回压）低于地层孔隙压力 。
4、地质导向钻井
它可在钻井作业的同时,能实时测量地层参数和井眼轨迹,并能绘制各种测井曲线的一种钻井技术。这种随钻测井(LWD)地质导向钻井技术是国际钻井的前沿技术。其原理是,由随钻测井仪,测出油气层的渗透率或电阻率后,将信息发至地面的闭环钻井调控台,经电脑优选参数自动下达指令给井下随钻测斜监控仪,以便按照指令增斜、减斜或调控方位。还可跟踪油层电阻率、渗透率,并指导轨迹控制,能在薄层内水平钻进。这一操作原理,又称为地质导向(geological steering)。这种钻井对保护油气层,提高钻井成功率、降低作业风险,提高钻井效率和降低钻井成本均具有显著的效果。
二、回答下列问题10分/每题
1、欠平衡压力钻井的优越性？
1.减轻地层伤害，解放油气层，提高油气井产能。对于低渗油气藏，压力衰竭的油气藏，这一优势更为突出。
2、有利于识别评价油气藏。钻进过程中井内钻井液柱的压力低于地层孔隙压力，允许地层流体进入井内，这有利于识别和准确评价油气藏。
3、减少完井后地层改造的费用。
4、明显提高机械钻速。欠平衡压力钻井比超平衡压力钻井井底岩石容易破碎，而且井底易清洗，机械钻速大幅度提高，同时减轻了钻头磨损，提高钻头的使用寿命。
5、减少或避免压差卡钻和井漏事故的发生。
6、节约钻井时间，降低钻井费用。
2、钻井过程中地层伤害的主要方式？
(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道；(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙；(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道；(4)产生水锁效应，增加油气流动阻力。
3、大位移井的特点？
（1）、水平位移大，能较大范围地控制含油面积，开发相同面积的油田可以大量减少陆地及海上钻井的平台数量；（2）、钻穿油层的井段长，可以使油藏的泄油面积增大，可以大幅度提高单井产量。
4、发展特殊工艺井钻井技术的意义？
采用特殊工艺一般是结合该井的具体情况如地层岩性，地应力，地层压力等，以便配置合适的钻具，井身结构，钻进参数，从而实现快速钻井，节约成本的目的。
三、论述题 20分/每题
1、结合本油田油气藏的特点，谈谈如何用钻井的手段提高采收率。
一.项目背景
全球能源逐渐显现紧张态势，并且各行业要求可持续发展呼声日高。所以总公司对油层保护工作力度逐渐在加大，要求最大程度地利用有限资源。
屏蔽暂堵保护油气层钻井液技术主要用来解决裸眼井段多压力层系地层保护油气层技术难题，其原理是利用钻井液液柱压力与油气层孔隙压力之间的压差和钻井液中的固相，在油气层被钻开的极短时间内在近井筒井壁附近形成渗透率接近零的屏蔽暂堵带，此屏蔽暂堵带能有效地阻止钻井液、水泥浆中的固相和滤液继续侵入油气层，对油气层造成污染，形成的屏蔽暂堵带能够通过射孔解堵。
二.两溶性暂堵剂的研发依据
油层保护工作的最终目的尽可能使产层保持原始状态以获得最大的产能，那么如何实现这个目的呢，那就是尽量减少泥浆中的固、液态物质进入产层，即使不可避免的进入产层，也要做到液态物质尽量不影响产层，固态物质能够在日后的处理工艺中被处理掉。两溶性暂堵剂本着以下两点原则进行油层保护工作的。
1.直接对产层进行可恢复性封堵，减少其它固相颗粒进入地层。
2.提高泥饼的致密度，降低液相物质进入地层
三.产品作用机理及特点
1.用特殊工艺使对地层进行封堵的微粒子的直径可塑可变以适应不同直径的孔喉。
2.在地层刚被打开形成瞬时失水的瞬间，产品中的油溶性微粒优先吸附在地层表面，在压差作用下对地层孔喉进行封堵，阻止固体颗粒进入地层。
3.瞬时失水结束，泥饼形成阶段中，产品中水溶性部分与粘土颗粒作用，使泥饼更加致密，降低泥浆失水，减少液相对地层的污染。
4.因为产品微粒形状可塑，粒径可变，所以适应性非常广，尤其适用于底孔隙度、低渗透率
的地层。
四.对作用机理的分别说明
(一)产品为粒径可变的膏状体系
固体堵剂的暂堵颗粒尺寸是固定的,其适应不同孔隙直径的地层有其局限性。
而两溶性暂堵剂通过特殊工艺把堵机颗粒分散成不同直径的可塑性颗粒, 其直径覆盖范围大且粒径可变,能更好的适应不同地层,而目前实现此目的的较为可行的工艺就是膏状体系。
(二) 两种方式的暂堵过程
FLOCK对地层的封堵分两种情况, 其一 就是当堵剂颗粒尺寸大于地层孔隙是的封堵过程; 其二是堵剂颗粒小于地层孔隙的情况。这两种情况下的封堵过程是不同的。
1.当堵剂颗粒大于地层孔隙时
a.覆盖.
b.变形挤入.
c.形成铆钉式封堵.
由于堵剂颗粒大于孔隙直径，所以堵剂首先覆盖在孔隙上，又因为堵剂颗粒是可塑性的，于是在泥浆压差作用下部分挤入地层，在压力平衡和泥饼形成后，形成类似铆钉式的封堵。这种方式适用于低孔隙、低渗透的地层。
2.当堵剂颗粒小于地层孔隙时
a.填充.
b.挤压合并．
b.形成填充式封堵.
由于堵剂颗粒小于孔隙直径，堵剂直接填充在孔隙中，同样因为堵剂的可塑可变性，堵剂之间发生粘连，加之泥浆压力的作用，形成填充式封堵。这种方式适用于高孔隙度、高渗透率的地层。
(三) 增加泥饼的致密性
FLOCK具有独特的双溶结构, 形成泥饼的粘土颗粒是亲水性的, 而FLOCK的水溶部分也正好具有亲水结构,这种亲水基团携带可塑的亲油部分吸附在粘土颗粒表面,由于亲油部分是可塑的, 所以提高了泥饼的致密度,表现在高温高压滤失量的降低上。
五.FLOCK的技术指标
为了准确体现该产品的上述特性，特制定了如下技术指标，标准号为Q/12DGY3491-2004。
项目指标
外观 深褐色或黑色膏状物
油溶率，% ≥85
水溶率，% ≥50
高温高压滤失量，mL（120℃） ≤30
荧光级别 ≤
4六.现场实验及使用情况
自2004年以来该技术首先在枣83×
1、歧北
21、港东12 ×1等13口井上作了试验，根据实验数据统计，产层表皮系数平均为-2.38，最低为-4.02，充分显示了该产品对产层优异的保护作用。从2005年到现在，在勘探、开发及评价等上百口井上应用，使用结果显示该项技术保护油层效果可靠稳定，现场易于操作，不影响泥浆其它性能，解决了以往现场施工作业中存在的泥浆发泡、提粘、糊振动筛等问题，取得了成功。
七．关于成本问题
与传统产品先比，该产品在具有不可比拟的油层保护特性的同时，不增加材料成本。另外由于加量比传统产品少的多，降低了工人劳动强度，稳定了泥浆性能，减少了由于副作用而带来的复杂情况的发生。
2、科学化钻井的总体目标是什么？如何达到？
总体目标：
1.向信息化、智能化方向发展
2.向多学科紧密结合、提高油井产量和油田采收率方向发展
3.向有效开采特殊油气藏方向发展
如何达到：
1.能引进的采取引进一消化一创新的技术路线来跟踪前沿，不能引进的国内自主开发；
2.在水平井钻井技术、多分支钻井技术和欠平衡压力钻井技术三大新钻井技术方面，我国目前还有许多基础工作要做，建议有计划地组织攻关；
3.钻井科研工作者在观念上应有新的转变。目前石油工程技术的发展要求钻井工程不仅要建油流通道，而且要担负提高单井产量和油田采收率部分任务以及开发开采特殊油气藏的任务，因此钻井科技人员应熟悉和了解采油工程和油藏工程有关理论和技术。
