煤矿井下电磁波无线随钻测井软件设计与实现

为了实现控制煤矿井下电磁波无线随钻测井仪器,设计并实现了一套煤矿井下电磁波无线随钻测井软件。该软件包括控制软件和随钻监测软件两部分,具有系统自检、数据采集、钻进轨迹偏差计算、电磁波电阻率计算、钻头与顶底板关系判断等数据处理功能。采用MVC对软件的系统构架进行设计。描述了各模块的设计流程,并用C#语言完成软件的开发。实际应用表明该软件现场操作方便可实现随钻测井的实时监测管理。该软件的成功开发,提升了中国煤矿井下随钻测井的能力与技术水平。     

煤矿井下电磁波无线随钻轨迹测量系统设计与应用

井下钻探是煤矿日常生产中获取地质资料及消除安全隐患的技术手段。而现阶段煤矿生产中施工的钻孔多不进行钻孔轨迹测量,造成地质资料误判、安全措施客观上不到位的情况时有发生。为根本解决这一问题,根据钻孔轨迹测量原理研发出基于航姿参考系统的电磁波无线随钻轨迹测量系统。该系统具有成本低、方便应用的特点,且能满足无线随钻测量的要求。井下实验证明,该系统可以高效地完成随钻钻孔轨迹测量,提高钻进效率。     

Blackstar EM-MWD在煤层气水平井中的应用

提高煤层气产量的最有效方法之一是在煤层中钻水平井。常规的电磁波无线随钻仪能够传送的信号参数有井斜、方位、工具面、磁场强度、重力和温度等,而美国BlackStar EM-MWD电磁波无线随钻仪除了可以测量上述参数之外,还可以测得高边伽马、低边伽马,这两个值对于判断煤层顶底板具有很好的指导作用,增强了地质导向性,提高了煤层钻遇率。并以山西柳林和陕西韩城二个工区为例,介绍了BlackStar EM-MWD电磁波无线随钻仪的工作性能及使用情况。     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4孔定向钻进技术应用

介绍了汶川地震断裂带科学钻探项目四号孔定向钻进的施工情况,包括定向钻孔的设计、造斜工具的选择、定向方法、钻孔轨迹控制以及无线随钻定向钻进施工、利用钻具组合进行定向钻进施工、侧钻绕障和定向钻进效果。     

北祁连黑矿型和塞浦路斯型硫化物矿床容矿火山岩的物质来源与形成环境

文章以白银厂石英角斑岩和石居里富钠玄武岩为代表,对产于北祁连造山带的"黑矿型"和"塞浦路斯型"铜多金属块状硫化物矿床的容矿火山岩做了系统的常量元素、微量元素、稀土元素及锶、钕、铅同位素分析。结果表明,这2种火山岩均表现出俯冲带岩浆作用的特征。所不同的是,白银厂"黑矿型"块状硫化物矿床容矿火山岩形成于活动大陆边缘的陆缘弧环境;石居里"塞浦路斯型"硫化物铜矿床形成于大洋板块内部的洋生弧环境。与各自的形成环境相对应,白银厂的石英角斑岩来源于原生地幔在俯冲板片流体参与下的部分熔融,岩浆在上升侵位过程中有部分大陆地壳物质混入。石居里的富钠玄武岩同样也是产生于原生地幔在板片流体作用下的部分熔融,但没有遭受陆壳物质混染。     

保德区块煤层气丛式井无线随钻测量技术(MWD)快速钻井施工工艺

保德地区位于鄂尔多斯盆地东缘北部,属于山西西部褶皱带的北部,保德区块属于中低阶煤层气田,钻井工作量大,煤层气发育,主力煤层8+9#煤层裂缝发育,易造成卡钻事故。通过对保德区块无线随钻定向测量、钻头选型、钻具组合、钻井液性能和施工工艺等方面展开研究,总结出适合保德区块的丛式井无线随钻测量快速钻井施工工艺。     

塔里木盆地顺北地区二叠系随钻堵漏技术

井漏的发生不仅给钻井工程带来损失,也为油气资源的勘探开发带来极大困难。顺北地区二叠系火成岩发育,地层破裂,钻井时井下复杂主要表现为漏失。目前,该区块二叠系井漏现象频发,导致坍塌掉块,造成该区块井下复杂高发,给施工进度带来非常不利的影响。针对此问题,开展了顺北地区二叠系随钻堵漏技术研究,结合顺北1-1、1-5和1-6井的钻井实践以及二叠系地层特点,分析了该区块的二叠系钻进难点,总结了随钻堵漏技术具体的施工措施。为了应对地层可能出现较大漏失的情况,优选出了用于堵1、3和5 mm缝板的堵漏配方。     

基于人工智能的川东北三叠系杂卤石地震识别

作为钾肥的主要来源之一,杂卤石矿藏具有旺盛的需求。我国川东北地区三叠系海相地层中,杂卤石矿藏发育。但该地区杂卤石矿体埋藏较深、分布散乱,勘探难度极大。为降低开发成本,需要充分借助地震资料的优势,为钾盐储层的描述提供钻前支持。针对该地区杂卤石层地震反射特征复杂、常规波阻抗反演方法难以直接预测的问题,本文引入人工智能算法对地震资料进行数据挖掘。本方法首先通过模糊粗糙集属性约简,提取适合富钾地层表征的敏感地震属性;然后以极限学习机为数据挖掘工具,自主学习敏感地震属性和井中实测钾含量曲线的非线性映射关系,形成了基于极限学习机的杂卤石预测方法。应用结果证明:利用极限学习机人工智能方法成功地对川东北地区的杂卤石进行了预测,取得了预期的地质效果,为该地区利用地震数据探寻杂卤石提供了一条新的勘探思路。     

矿用电磁波随钻方位伽马测井系统的研究与实现

煤矿井下定向钻进是在螺杆马达和随钻测斜仪的配合下,按照预先设计轨迹进行钻进,不能根据实际的地层情况进行实时调整钻孔轨迹。矿用随钻方位伽马测井仪可实时测量地层放射性,实时依据地层放射性的变化判断钻孔轨迹是否在目的层中,为实时调整钻孔轨迹提供依据。从矿用电磁波随钻方位伽马测井系统（安标名称为YSDGC）的基本原理、关键技术设计、研制、试验设计等几个方面论述了该系统的研究与实现。该系统在煤矿井下的实际应用显示,系统在地层分界面处具有很好的方位伽马方位特性,为煤矿井下定向钻进根据地质情况调整钻进轨迹提供了依据。     

全液压深孔钻机适用的钻探参数监测系统

针对全液压深孔钻机的特点,研制了一种钻探参数监测系统（简称钻参仪）。该钻参仪采用模块化设计,可实现钻探参数实时监测、存储、回看、工况识别和数据远近程无线传输等功能。现场试验表明,该钻参仪技术先进,性能稳定可靠,可满足施工需要,效果显著。     

油田盐膏层钻井技术

分析了巨厚盐膏层在复杂的压力系统及高温高压下发生塑性蠕动、井径缩小，易发生埋钻、卡钻、下套管困难等严重复杂情况；探讨了盐膏层钻井有关承压堵漏、钻盐膏层的钻井液、钻盐膏层随钻扩孔、盐膏层井径稳态蠕变率测定工艺等问题。     

川西采气厂首口地质导向水平井钻井技术

广金6-2 HF井是川西采气厂在蓬莱镇组气藏首次应用随钻地质导向钻井技术完成的一口长水平段水平井。该井利用随钻地质导向技术及综合录井技术,优选钻具组合,精确控制井眼轨迹,准确卡住目的层砂顶以及A靶垂深,实现A靶精确着陆。单弯双扶钻具组合在蓬莱镇气藏具有良好的稳斜效果,该井水平段进尺为980.84 m,其中滑动钻进进尺为21.5 m,复合钻进进尺为959.34 m,复合钻进比例为97.8％,大大提高了钻井效率。岩屑录井显示,水平段钻遇泥岩4 m,泥质粉砂岩8 m,细粒岩屑砂岩968.84 m,储层钻遇率为98.8％。该井完钻后没有测井,利用地质导向资料及录井资料确定射孔位置,从而缩短了钻井周期,降低钻井成本。     

河南鹿邑深部大口径页岩气调查井钻探施工技术研究

大口径页岩气调查井鹿页1井部署在南华北盆地鹿邑凹陷区,设计井深3 360.00m,完钻井深3 506.50m。钻探目的是查明地层层序,探索上古生界页岩发育特征及含气性,兼探致密砂岩气和煤层含气性。介绍了鹿页1井的钻探施工情况,针对区域内地层复杂,构造发育,山西组及上石盒子组泥岩层段较多,施工中易出现坍塌、掉块等孔内复杂情况,以及目的层垂深大,泥岩、煤、砂岩互层,取心难度大等技术难题,优配了ZJ40石油钻机,研究并实践了PDC钻头+螺杆+MWD无线随钻高效复合钻井技术、复杂地层高密度、高黏度钻井液体系和深孔PDC筒式取心钻头+川8-3取心筒绳索取心技术,建成了1口可供地层含气性测试的合格井,为该区同类钻井工程提供了有益借鉴。获取了岩心等实物资料,查明了该井区地层结构,太原组、山西组、下石盒子组钻遇51层油气显示,为南华北盆地鹿邑凹陷页岩气资源评价奠定了基础。     

老石旦煤矿缓坡斜井大口径通风立眼钻孔关键技术

通过老石旦煤矿缓坡斜井通风立眼的施工,叙述了钻遇采空区的几项施工关键技术。针对大口径通风井过采空区、井较深、井径较大的特点,采用大孔径反井成孔工艺;导向孔采用无线随钻定向技术,后改用无磁单点测斜潜孔锤定向技术;采用技术套管隔离的方法进行了管底特殊处理,保证技术套管顺利起拔;悬空固井技术,大直径套管人工柔性井底的制作等;对大孔径反井施工工艺技术进行了系统全面介绍,并对反井施工过程中发现的问题及取得成果进行的总结,为类似工程的施工具有示范效应。     

MEMS加速度传感器在矿用随钻轨迹测量系统中的误差校正

矿用随钻轨迹测量系统的工具面向角和倾角通常采用加速度传感器实现测量,然而由于传感器制作工艺、探管机械加工以及装配等因素使得工具面向角和倾角的测量出现误差。为了修正上述系统误差,首先介绍了随钻轨迹测量系统及其工作原理,进而分析了加速度传感器的误差产生,并建立了MEMS加速度传感器的误差模型;提出了一种基于三十六位置的加速度标定方法,并对其进行相应的测试。实验结果表明：建立的加速度误差模型在随钻轨迹测量系统中,倾角精度为0.2°,工具面向角精度为0.2°,且倾角和工具面向角之间相互影响较小,能够满足实际煤矿井下钻探工艺的精度需求。     

复合欠饱和盐水钻井液体系在顺北志留系复杂地层的应用

顺北52A井是顺北油气田5号断裂带南部的一口探井,钻遇志留系复杂地层,成井难度大、施工风险高。该志留系地层存在盐水层,密度窗口窄,易发生漏塌共存的现象;地层裂隙发育,漏失风险高;发育大段泥岩,水敏性强,易井壁失稳。针对这些问题,顺北52A井使用了KCl-NaCl复合欠饱和盐水钻井液体系,增强了抗盐水侵的能力;且通过加入聚胺等抑制剂,共同抑制泥岩水化膨胀,增强了体系的抑制性;同时加入堵漏剂和随钻堵漏材料,预防井漏,增强了体系的封堵性。现场使用表明,该复合欠饱和盐水钻井液体系,既降低了井漏风险,又很好地维护了志留系地层井壁的稳定性,使得顺北52A井安全快速钻进,为顺北油气田5号断裂南部志留系地层的钻井施工提供了宝贵的经验和技术支持。     

塔里木盆地顺北区块二叠系井漏复杂的分析及对策

顺北区块钻井项目施工中,二叠系的井漏复杂情况较多,漏失量大,易发生再次或多次漏失,严重时导致井壁垮塌掉块卡钻,致使井下复杂情况高发,给钻井工程带来损失,影响了该区块的勘探开发速度。二叠系火成岩发育,地层裂缝发育,地层破裂,钻井时井下复杂主要表现为漏失。针对此问题开展了顺北地区二叠系井漏复杂分析,结合顺北区块施工项目的实际情况以及二叠系地层特点,分析了该区块的二叠系钻进难点,总结了随钻堵漏技术具体的施工措施和不同漏速下的堵漏方案.经过实践验证,该综合防漏堵漏对策能有效减少井漏复杂,提高堵漏效率。     

冲击倾向性煤层注水对钻进中吸钻卡钻的影响及试验

应用螺旋钻杆局部预测和评价冲击地压等动力灾害时易发生吸钻、卡钻等钻孔动力现象。为研究具有冲击倾向性煤层注水对吸钻、卡钻的影响规律,通过建立钻杆力学模型分析吸钻、卡钻动力现象产生机理,探明煤体应力和钻屑量是影响吸钻、卡钻发生的重要影响因素,推导了注水煤体的钻杆推力、钻杆扭矩等钻削力学参数计算公式,分析煤层注水后煤体应力重分布规律与钻屑量变化规律,并利用钻孔多参量测试系统,在井下对不同含水率煤体进行钻孔试验,从而研究钻杆推力、钻杆扭矩及钻屑量随煤体含水率的变化规律,并结合现场观测到的吸钻、卡钻动力现象,深入研究冲击倾向性煤层注水对煤体力学性质及吸钻、卡钻力学特性的影响。研究结果表明：吸钻时,钻杆推力值明显降低,卡钻时,钻杆扭矩值急剧升高;钻杆推力、钻杆扭矩均值增大幅度和钻屑量均值减小幅度随煤体含水率增大呈现先增大后减小的变化趋势;吸钻、卡钻点随煤体含水率的增大逐渐向煤壁深部转移;井下钻杆推力、钻杆扭矩及钻屑量的数据变化特征与煤体应力分布具有较好的对应关系。研究结果可为冲击地压预测和井下钻孔安全作业提供一定理论借鉴和工程指导。     

国产旋转导向及随钻测井系统在渤海某油田的应用

旋转导向和随钻测井系统可在精确、高效控制井眼轨迹和快速识别地层性质的同时大幅度提高作业效率,降低作业成本。尤其在海上油气开发过程中具有较好的提效效果,但是长期以来该领域均被国外石油公司垄断且租赁价格高昂。中海油国产化研制的Welleader旋转导向系统、Drilog随钻测井系统经过多次试验达到了入井应用要求,在渤海某平台调整井钻井作业中进行了应用,结果表明该套系统旋转导向系统轨迹控制满足定向井轨迹要求、测斜数据准确、测井质量符合标准要求,能够实现钻井过程中的轨迹控制和测井要求。     

随钻中子孔隙度测井响应特性数值模拟

随钻中子孔隙度测井在随钻地层评价中发挥重要作用, 对其响应特性研究具有重要意义.利用蒙特卡罗方法建立随钻条件下地层模型, 模拟研究随钻中子孔隙度测井响应特性.模拟结果表明: 随钻和电缆测井相同条件下中子孔隙度响应变化趋势相同, 随钻中子孔隙度曲线反映孔隙度灵敏程度高于电缆测井, 但其测井响应受钻铤影响较大; 探测深度与地层孔隙度有关, 文中条件下探测深度和纵向分辨率分别为28 cm和19 cm; 在水平井和大斜度井中, 测量方位对中子孔隙度曲线影响较大; 相对倾角α越小, 中子孔隙度曲线过渡区域中点越接近地层界面; α小于60°时, 中子孔隙度曲线受围岩影响可忽略.