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钻井技术的现代发展技术有哪些?
20世纪80年代末随钻测井仪(LWD)问世,三参数组合随钻测井仪(地层电阻率、体积密度和中子孔隙度)和四参数组合随钻测井仪(地层电阻率、体积密度、中子孔隙度和自然伽马)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2种记录。20世纪90年代以来MWD和LWD的发展日趋结合,形成了新的随钻地层评价测试技术(FEMWD)。
井下钻井动态数据实时采集、处理与应用技术
旋转钻井中,钻柱为高柔性结构并在钻进时存在转向、扭转和横向振动。振动可能会使钻头短暂离开井底使钻头空转,也会造成钻头非正常磨损,严重时可能发生扭转振动,钻头和钻柱反转(涡动)、钻具脱扣及钻柱粘、滑扣等复杂情况或事故。20世纪90年代以来,由于传感检测技术和微电子技术的进步,已开发出钻井动态传感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。
井下闭环钻井技术
闭环钻井技术是在20世纪90年代信息化、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。根据1987年R.L.Monti的定义,要实现闭环钻井作业的全过程,必须完成以下六项工作:1)地面测量,主要包括钻井液录井和钻井参数地面测量。2)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。3)数据采集和地面计算。4)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作业,并用“人工智能”把世界范围内经验应用于井场。5)地面操作控制自动化。6)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、井下半闭环钻井阶段。井下使用地面可控制的造斜工具(如可变径稳定器、可调弯接头、可变弯角井下动力钻具、可伸缩偏心垫块),并采用较的井下测量工具(如MWD、LWD等)。测量数据向地面传输,经过计算机处理和地面模拟,通过传输通道向井下传输操作指令,随后对井下操作控制