国内外水平井井眼清洁监测技术现状及发展建议

发布时间：2021-11-17 13:57

　　实时监测井眼清洁状况,对保证水平井安全及高效钻进至关重要。目前成熟的井眼清洁监测技术被国外公司掌控,制约了我国水平井钻井技术的发展,故加快国内井眼清洁监测技术的研究势在必行。鉴于此,在进行大量文献及资料调研的基础上,首先介绍了国内外现有井眼清洁监测技术的原理及特点,包括ECD监测摩阻、扭矩及钩载监测、返出岩屑体积监测、气体钻井监测、岩屑形状及PSD等其他监测技术;其次从模型、软件、装置及新技术4个方面对比分析了国内外井眼清洁监测技术;最后针对该技术的发展方向给出建议:对现有的岩屑运移规律模型进行修正与优化,提高模型与实际情况的符合程度与计算精度;进行井眼清洁分析软件的编制与优化,使其具有适用范围广和准确度高等特点;进行岩屑返出测量装置的研制与改进,提高返出岩屑称量与井下岩屑残余量计算的准确度;加快利用成像仪和光谱仪测量返出岩屑粒径分布及形态、利用冲击力传感器测量返出岩屑体积等新技术的研究。 

【文章来源】：石油机械. 2020,48(03)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

CNH17-1井岩屑床厚度变化曲线

目前在ECD监测井眼清洁技术方面，国内也做过相关研究。李相方等[37]利用立压减去钻柱、BHA和钻头等循环压耗来计算环空循环压耗，进而计算出ECD，编制的软件在大港油田进行了现场应用，对预防卡钻等事故起到了一定的作用。李云波和梁海波等[38-39]为降低循环压耗计算模型的误差，利用PWD分别建立ECD模型并编制相关软件，对海上钻井和煤层气欠平衡钻井提供了指导。汪志明等[40]基于环空岩屑运移规律及岩屑床成床机理，采用岩屑分层运移模型，结合岩屑对环空压耗的影响以及环空压耗与循环钻井液当量密度的转换关系，建立了适合工程中监测井眼清洁状况的ECD曲线，在大港油田进行了应用，应用结果如图2所示。穆林等[41]为提高监测的准确度，建立了多种监测参数的模型，并编写了相应软件。以上几种模型和软件在现场应用中起到了一定的作用，具有一定的指导意义。2.2 摩阻、扭矩及大钩载荷监测技术

所谓的质量流量计是指科里奥利流量计，以下简称科氏流量计。流体在振动管道中流动时，会产生与流体质量流量成正比的科里奥利力，基于该原理的科氏流量计可直接测量返出管线中混合流体的质量流量和密度。科式流量计根据外形可分为倒三角形、U形、V形以及直管形4种，外形不同对流过的流体阻力不同，以上4种流量计在相同尺寸时对流体的阻力依次减小。U形科氏流量计模型如图1所示[2]。利用科氏流量计测得返出管线岩屑与钻井液混合质量流量、混合密度和混合体积，结合录井资料获得入井钻井液密度与岩屑密度。由物质平衡有:

【参考文献】：
期刊论文
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[3]自旋转岩屑清洗工具模拟计算与分析[J]. 张云驰,王俊姬,鞠少栋,王新涛.  石油机械. 2017(09)
[4]基于音频信号的气体钻井返出岩屑量监测方法研究[J]. 夏文鹤,潘硕,孟英峰,李永杰.  石油钻探技术. 2017(03)
[5]水平井岩屑清除工具设计及结构优化研究[J]. 纪国栋,汪海阁,陈志学,葛云华,孙晓峰.  石油机械. 2016(07)
[6]煤层气欠平衡水平井的井眼清洁监测方法[J]. 梁海波,徐莎莎,赵万明,张喆.  天然气工业. 2013(10)
[7]大位移井井眼清洁监测技术在大港油田的应用[J]. 汪志明,翟羽佳,高清春.  石油钻采工艺. 2012(02)
[8]气体钻井返出岩屑监测方法研究[J]. 马晓伟,窦金永,董玉辉,杨毅.  西部探矿工程. 2011(06)
[9]大位移钻井全井段岩屑动态运移规律[J]. 郭晓乐,汪志明,龙芝辉.  中国石油大学学报(自然科学版). 2011(01)
[10]空气钻井技术在元坝地区的应用[J]. 肖新磊.  石油钻探技术. 2010(04)

硕士论文
[1]气体钻井岩屑返出监测系统设计[D]. 闫自愿.中国石油大学(华东) 2016



本文编号：3501055