套管外绝缘涂层特性对EM-MWD信号影响规律分析

利用套管外绝缘涂层技术可减少电磁随钻测量(EM-MWD)信号在低电阻率地层中的衰减,进而增大其信号传输深度。为探明套管外绝缘涂层适用的地层电阻率范围,获取绝缘涂层特性对EMMWD接收信号的影响规律,基于有限元法建立了仿真模型,并针对绝缘涂层敷在不同电阻率地层套管外的应用效果、绝缘涂层的电阻率、厚度和长度对EM-MWD信号强度的影响规律展开仿真实验。结果表明：套管外绝缘涂层在低电阻率地层对EM-MWD接收信号的增强效果更显著;随着绝缘涂层电阻率的增大,EM-MWD接收信号先缓慢增强,随后快速增强,最后趋于稳定;随着绝缘涂层厚度的增加,接收信号强度呈现先不断增强随后保持稳定的趋势;在低电阻率地层中,在涂层长度不断增加到敷满该地层处套管的过程中,信号强度不断增强。研究成果对合理运用套管外绝缘涂层技术以突破EM-MWD应用井深限制具有理论指导意义。     

钻柱对地面钻孔EM-MWD信号传输影响的ANSYS模拟分析

钻柱是电磁波随钻测量（EM-MWD）信号传输的重要信道,评价EM-MWD信号传输效果,不可忽视钻柱的影响。基于此,采用ANSYS有限元软件,对EM-MWD信号传输特性进行仿真。从地面接收电压和电流密度两方面,分析了孔眼环空横截面积、钻柱横截面积、钻柱电阻率和绝缘短节位置对电磁波随钻测量信号传输的影响规律。仿真结果表明:地面接收信号随钻柱横截面积增大而增强,受孔眼环空间隙影响小;钻柱电阻率越低,接收信号越强;绝缘短节与钻头之间的距离越长,接收信号越强。      

基于ANSYS的接地发射电极对双向EM-MWD下传信号的影响分析

接地发射电极作为双向EM-MWD信号下传系统的必要组件,其合理参数设置可提高信号下传效果,但目前关于其对下传信号的影响规律认知甚少。基于双向EM-MWD工作机理,结合电流场理论,应用ANSYS有限元软件,建立双向EM-MWD信号下传三维仿真模型,研究接地发射电极的发射距离、长度、直径和电阻率对下传信号传输的影响。结果表明:下传信号接收效果与接地发射电极直径及长度呈现正相关关系;接地发射电极电阻率小于10-4 ?·m时,其电阻率变化对下行信号传输的影响小,常规金属材料即可满足对电阻率的要求;随着双向EM-MWD地面发射距离的增加,下传信号接收强度先快速增强,超过一定距离后,信号强度趋向定值。      

套管井脉冲源磁场特性的有限元分析

利用有限元法对套管井中脉冲源的磁场分布进行数值模拟,并讨论了套管相对磁导率,套管厚度以及脉冲时宽对磁场分布的影响。模拟结果表明,脉冲源套管井中磁场信号分为早期信号和晚期信号,早期信号衰减剧烈,主要为无用信号和高频的有用信号,晚期信号主要为低频的有用信号,衰减缓慢,可较好地反映地层信息;套管相对磁导率较大时磁场强度小,套管相对磁导率较小时磁场强度较大,但衰减很剧烈,不稳定,所以适中的套管相对磁导率更有利于测量。     

电磁随钻测量技术及其在固体矿床勘探中应用的可行性分析

电磁随钻测量（简称EM-MWD）是现代石油钻井中的一项新技术,在国内各大油田的定向钻井中正在推广应用,但使用过程中仍存在石油地层电阻率低,电磁波信号衰减严重、测量深度受限等问题。据此特点,提出了研究设计小直径化EM-MWD系统,将其用于地层电阻率高,钻深浅的固体矿床钻探的设想,以便扬长避短,为电磁随钻测量开辟新的应用领域。分析了电磁随钻测量技术应用于固体矿床勘探的技术要求及可行性,提出了进一步研究工作的建议。     

试论欠平衡钻井中应用电磁波随钻测量技术的若干问题

在简介欠平衡钻井技术应用现状的基础上,论述了电磁波随钻测量技术(EM-MWD)的特点及其在欠平衡钻井中的适应性,认为把电磁波随钻测量系统用于欠平衡钻井中还需解决诸如加大井下信号频率的可调范围、井下仪器电源问题、接收信号的灵敏度、地面接收系统的抗干扰性、增加钻井测量参数等关键技术.     

液动锤套管起拔器的研制与应用

液动锤套管起拔器的原理是利用冲洗液作为动力介质,推动冲击锤产生振动,将机械应力波通过液动锤传至套管,使其松动后拔起。新研制的液动锤套管起拔器减轻了普通蛮力起拔方法对套管的损伤,节约钻探成本。本文介绍了双作用和正作用两种液动锤套管起拔器的起拔原理以及工作方法,并介绍了其在河北省遵化市西山带铁矿区进行野外试验中取得的效果。     

水力内割刀在中国东部海区科学钻探套管卡阻事故处理中的应用

中国东部海区科学钻探CSDP-02井完钻井深2843.18 m。为后续开展相关科研工作,完井后要进行扩孔钻进施工。扩孔前需起拔井内φ114 mm套管,由于套管在井内时间较长,井壁失稳,套管起拔遇卡,无法正常起出。采用水力内割刀工艺,分段割取遇卡套管,提高单次起拔遇卡套管长度,经济、高效地解决了该井套管卡阻事故。本文结合工程实例,对水力内割刀的使用方法及要点进行了阐述。     

电磁波随钻测量双向信号传输系统

介绍了自制电磁波双向信号传输装置的基本原理、单元结构关系、相关工作参数以及试验情况。试验结果表明,随钻测量双向信号传输系统在硬岩中传输距离远,可实时传输井下工况信息,也可从地面向井下传输指令,与智能化钻具配合,还可从地面遥控井下钻具。不同波形对电磁波双向信号传输有较大影响:正弦波有较强的抗干扰能力;方波易受地层干扰信号的影响,特别在接收信号微弱时,方波传输信号误码率较高。另外,下传信号比上传信号衰减大。      

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。     

全套管钻孔咬合桩在临近地铁基坑工程中的应用

以苏州某商业大楼咬合桩的施工为例,介绍全套管钻孔咬合桩在临近地铁基坑支护工程中的应用情况以及咬合桩施工技术要点。施工结果表明,全套管钻孔咬合桩对周围环境影响小,对地层扰动小、施工快、造价低,在苏州软土及高水位土层基坑支护中具有广阔的应用前景。     

可膨胀管技术实验方法与仿真分析

可膨胀管技术是钻井工程领域的一项新兴技术,应用该技术可以简化井身结构,降低钻探成本。论述了该技术研究现状和地面实验的一种方法,并且利用非线性有限元技术对膨胀过程进行了仿真分析,得到了有效数据。     

φ175 mm电磁随钻测量系统的研制及试验研究

在深孔、定向孔钻进过程中,对钻孔轨迹的控制十分重要。电磁随钻测量系统能够监测钻孔状态参数并通过无线电磁波实时传输至地面,具有信号传输速率高、不受钻井液影响等优势。详细阐述了一种自主研发的电磁随钻测量系统及试验情况,试验最大孔深为609 m,此时地面接收信号高达200 mV。试验研究表明：该系统性能可靠,完全能够满足随钻测量近钻头处钻孔状态及环空压力、温度等参数的需求。     

MD－50型钻机

ＭＤ－５０型钻机是一种新型的全液压动力头式锚杆钻机，经北京等地岩锚和砂卵石层潜孔跟管钻进施工，都取得了满意的效果。本文对钻机设计中的有关问题作了介绍。     

电缆湿接头在小口径定向孔中的应用

小口径地质勘探不断向深部发展,受地层条件、孔内事故和孔斜要求等因素影响,很多钻孔需要定向钻进施工。而小口径钻孔一般采用φ50、60 mm钻具无法满足随钻仪器的下入要求。通过技术攻关及数次现场试验和改进,研制成功了一套小直径电缆湿接头,较好地解决了小通孔钻杆随钻受控定向钻进的关键技术及难点。具体方案为：把测量探管和传输电缆分开,定向测量探管事先与钻具连接,随钻具下放到预定深度,电缆连接信号上接头由钻杆内腔下入,与探管顶部的信号下接头在钻井液中实现电气连接和信号传输,完成定向作业。该方法在国投新集杨村煤矿DF33断层地面探测及注浆工程和莲塘李井田煤炭勘探中进行了试验并成功应用。具有一定的推广应用价值。     

Analysis of the External Pressure on Casings Induced by Salt-Gypsum Creep in Build-up Sections for Horizontal Wells

To alleviate the problems of casing collapse induced by the coupling effect of salt creep movement, as it relates to the curved sections of horizontal wells, an experimental approach was taken to determine the creep (visco-elastic) property of the salt-gypsum formation, using finite-difference software to establish a creep model with curved casing, wellbore and salt formation. With this model, the effects of borehole curvature, drilling direction and casing thickness on external pressure on casing were analyzed, and casing deformation in the non-uniform in situ stress field was simulated. For horizontal wells drilled through salt-gypsum formations, this analysis led to the following conclusions: (1) the casing tends to be much safer when drilling is undertaken along the direction of the minimum horizontal stress; (2) casing deformation occurs and stress increases as the borehole curvature increases; (3) for the same curvature and drilling direction, thicker casings are safer; (4) as the creep time increases, the external pressure on the casing rapidly increases until it reaches its maximum value, whereupon it stays at that value; (5) under the effect of non-uniform in situ stress, a larger non-uniform coefficient would result in greater external pressure on the casing. This model has been successfully applied to analyze the external pressure on curved casings in a build-up section for horizontal wells drilled through salt-gypsum formations in an oilfield in Northwest China. The model has helped to improve the casing design and reduce drilling downtime with greater wellbore stability in salt-gypsum formations.