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鉆井技術(shù)范文第1篇

【關(guān)鍵詞】井控技術(shù) 水合物 淺層氣 安全性

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，鉆井井控技術(shù)也取得了較快的發(fā)展。但面臨的問(wèn)題依然非常嚴(yán)峻。眾所周知石油鉆井工藝是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)大、技術(shù)含量高、挑戰(zhàn)性強(qiáng)的工程。有些低層構(gòu)造比較特殊，更使得鉆井面臨存在淺層氣、天然氣水合物、地基不穩(wěn)定、地層破裂壓力低等諸多問(wèn)題。井控是保證鉆井安全的重中之重，與常規(guī)鉆井相比，這些地方的井控在工藝和設(shè)備上有更嚴(yán)格的特殊要求。所以，針對(duì)出現(xiàn)的技術(shù)難點(diǎn)，必須制定相應(yīng)的解決措施，確保井控作業(yè)的安全性。

1 鉆井井控技術(shù)難點(diǎn)

1.1 節(jié)流管線長(zhǎng)，造成壓力損失

我們知道在整個(gè)鉆井過(guò)程中，節(jié)流管線必須保證一定的長(zhǎng)度，這就導(dǎo)致了在壓井循環(huán)時(shí)出現(xiàn)摩擦壓力損失。節(jié)流管線內(nèi)產(chǎn)生的壓力損失，加上地層破裂壓力梯度低，使得在壓井時(shí)，容易在開(kāi)泵時(shí)造成薄弱地層破裂。如果氣體充當(dāng)了溢流體，那么氣體在進(jìn)入或排出管線時(shí)，體積迅速發(fā)生變化，使得環(huán)空壓力和節(jié)流管線內(nèi)壓力也迅速發(fā)生變化，這時(shí)只能通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥來(lái)增加套壓，保持壓力穩(wěn)定。但事實(shí)上，對(duì)于操作者來(lái)說(shuō)，要想突然間做到迅速、精確的調(diào)節(jié)節(jié)流閥，明顯是有難度的。

1.2 天然氣水合物

在鉆井過(guò)程中，由于壓力高、溫度低，極易產(chǎn)生天然氣水合物，堵塞隔水管、連接器、防噴器和節(jié)流管線，給井控作業(yè)帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)。所以，在井控作業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，都要考慮到天然氣水合物可能產(chǎn)生的影響，盡量避免事故的發(fā)生。

1.3 淺層氣

淺層氣主要是指地表以下1000米內(nèi)的氣體。這些氣體產(chǎn)生的壓力一般都比較高，且隨著下潛的距離增加，井底壓力和氣體的潛在流量都是不斷增加的。一旦發(fā)生事故造成淺層氣井噴，就會(huì)使氣體迅速向上膨脹、擴(kuò)展，造成的影響非常大，影響的范圍非常廣。

1.4 破裂壓力與孔隙壓力安全窗口窄

不同地方和深度的巖石密度不同，所以當(dāng)?shù)貙拥纳疃认嗟葧r(shí)，上面覆蓋的巖石密度較小，產(chǎn)生的地層表面壓力就越低，造成的破裂壓力就越低。所以，上面受到的破裂壓力要遠(yuǎn)大于底層受到的破裂壓力。這也就使得破裂壓力與孔隙壓力安全窗口窄，造成隔水管鉆井液安全增量、允許的最大關(guān)井套壓和井涌余量隨水深的增加而降低。越往下，地層越疏松，鉆井井壁的穩(wěn)定性也就越差，使得井控作業(yè)難度不斷加大，甚至?xí)?dǎo)致井漏等事故的發(fā)生。

1.5 防噴器內(nèi)圈閉氣

防噴器內(nèi)圈閉氣是在處理氣體溢流時(shí)，在防噴器內(nèi)殘存的氣體。在鉆井井控技術(shù)工藝上，圈閉氣的壓力是不可忽視的，因?yàn)楣?jié)流管線很長(zhǎng)，且圈閉氣的壓力大小與節(jié)流線內(nèi)的靜液柱壓力相等。如果在壓井結(jié)束后，直接打開(kāi)防噴器，就會(huì)導(dǎo)致氣體迅速在隔水管內(nèi)膨脹，造成井噴，甚至?xí)斐筛羲芷屏?。隨著深度的增加壓力增高，產(chǎn)生的危害就會(huì)越大。

2 井控中幾種主要難點(diǎn)的對(duì)策

2.1 天然氣水合物的處理

解決天然氣水合物帶來(lái)的困擾，必須實(shí)行預(yù)防和處理手段并行的辦法。

重在預(yù)防，主要有以下幾點(diǎn)：

（1）當(dāng)鉆水合物地層時(shí)，最好采用無(wú)隔水管鉆井方式；

（2）在進(jìn)行井控作業(yè)前，通過(guò)井場(chǎng)災(zāi)害調(diào)查，對(duì)淺層水合物部分進(jìn)行評(píng)價(jià)，在進(jìn)行井位選擇時(shí)，應(yīng)盡量避免水合物區(qū)；

（3）在平時(shí)，定期對(duì)BOP進(jìn)行水合物抑制劑注射，防止產(chǎn)生水合物；

（4）采用合成油基泥漿和油基泥漿進(jìn)行鉆井操作，這類泥漿含水量低、鹽度高，所以一般情況下不會(huì)產(chǎn)生水合物。在合成基泥漿不允許使用的場(chǎng)合，可以用高鹽度的水基泥漿代替；

（5）針對(duì)不同場(chǎng)合，采用不同的鉆井工藝，對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行改良等。

天然氣水合物一旦產(chǎn)生將很難除去，主要有以下四種方法解決：

（1）加熱法。在壓力一定的情況下，可以加入一定的循環(huán)熱流體，不斷增高水合物周圍的溫度，當(dāng)溫度比平衡溫度還要高時(shí)，水合物就會(huì)慢慢溶解；

（2）機(jī)械法。就是采用一些機(jī)械力強(qiáng)力破壞水合物，比如施工設(shè)備生成水合物時(shí)，可以使用ROV將其除去；

（3）化學(xué)方法。利用化學(xué)反應(yīng)的原理，注入水合物抑制劑，使水合物與抑制劑直接接觸，慢慢溶解；

（4）減壓法。當(dāng)溫度一定的時(shí)候，可以通過(guò)降低水合物表面壓力，使其小于水合物的平衡壓力的方法，將天然氣水合物逐漸溶解。

2.2 淺層氣的處理

淺層氣的問(wèn)題若處理不當(dāng)，就會(huì)造成井噴，后果不堪設(shè)想。所以，當(dāng)在井控作業(yè)時(shí)遇到淺層氣，必須采取合理的措施進(jìn)行處理。

（1）井控作業(yè)無(wú)隔水管時(shí)，要保證鉆井液的密度小于壓裂梯度。若存在淺層氣，則在保證地層不被破壞的情況下，最大排量注入壓井液壓井。若這樣仍不能壓住井，必須停止作業(yè)，將工作平臺(tái)移到安全區(qū)域。

（2）井控作業(yè)有隔水管時(shí)，隔水管主要起到導(dǎo)流的作用，為鉆井流體提供了一個(gè)環(huán)形回流空間。目前，大多數(shù)鉆井平臺(tái)的導(dǎo)流系統(tǒng)都是將天然氣引向下風(fēng)，減少火災(zāi)發(fā)生的幾率，但這種情況僅僅滿足于小氣量、低壓的情況。當(dāng)淺層氣數(shù)量較大時(shí)，也要采用加大鉆井液的方法來(lái)壓井。在保證地層不被破壞的情況下，最大排量注入壓井液壓井。若這樣仍不能壓住井，必須停止作業(yè)，將工作平臺(tái)移到安全區(qū)域。

（3）鉆領(lǐng)眼注意事項(xiàng)。在淺地層可以通過(guò)鉆領(lǐng)眼的方法對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠一定程度上規(guī)避淺層氣風(fēng)險(xiǎn)。如果在鉆領(lǐng)眼時(shí)遇到淺層氣，就需要最大排量注入壓井液平衡壓力，如果氣流仍然得不到控制，就必須停止作業(yè)，將工作平臺(tái)移到安全區(qū)域，待淺層氣釋放完畢后，再回到井位繼續(xù)作業(yè)。

2.3 防噴器內(nèi)圈閉氣的處理

壓井結(jié)束后，關(guān)閉的防噴器內(nèi)殘存了一部分氣體，這些壓力較大的氣體就是圈閉氣。圈閉氣的壓力與節(jié)流管線內(nèi)的靜液柱壓力相等，并且隨著鉆井深度的增加而增大。處理圈閉氣的方法主要有：

（1）關(guān)閉下面的防噴器閘板，隔離下部井眼；

（2）從壓井線一端注入壓井液，并且從節(jié)流線返出，直到節(jié)流線和壓井線內(nèi)都充滿壓井液為止；

（3）關(guān)閉壓井線閥門(mén)，使用油氣分離器使節(jié)流線泄壓；

（4）打開(kāi)環(huán)形防噴器，同時(shí)關(guān)閉分流器，通過(guò)壓井液不斷循環(huán)排除剩余氣體；

（5）關(guān)閉環(huán)形防噴器，通過(guò)壓井液將節(jié)流線內(nèi)的海水和氣體排除。

3 結(jié)論

盡管鉆井井控技術(shù)仍然面臨著諸多的難點(diǎn)，但通過(guò)本文的分析，已經(jīng)提出主要難點(diǎn)的解決措施，對(duì)其它的難點(diǎn)也提出了相應(yīng)的解決策略。對(duì)于天然氣水合物的處理，要采取預(yù)防和處理并行的手段，具體問(wèn)題具體分析。對(duì)淺層氣的處理和防噴器內(nèi)圈閉氣的處理，也具體針對(duì)幾種特殊情況提出了相應(yīng)的解決方案。另外，要想更好的完成鉆井井控作業(yè)，還要注意以下幾點(diǎn)：

（1）鉆井之前，必須準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地層破裂壓力和地層孔隙壓力，確定鉆井液密度和井身結(jié)構(gòu)。對(duì)淺層氣出現(xiàn)的可能性做出準(zhǔn)確分析和評(píng)價(jià)，在選擇井控井位時(shí)，盡量避開(kāi)淺層氣位置，減少淺層氣傷害。

鉆井技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：鉆井；新技術(shù)；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

本文以振動(dòng)預(yù)防為例，闡述了新技術(shù)的發(fā)展及其對(duì)鉆井行業(yè)的影響。

一、為什么要進(jìn)行鉆井技術(shù)優(yōu)化

鉆井成本控制是決定石油和天然氣投資的關(guān)鍵因素。在鉆井成本高和鉆井事故可能發(fā)生的情況下，鉆井成本控制尤其重要。鉆井技術(shù)優(yōu)化的關(guān)鍵在于減少非作業(yè)時(shí)間，諸如卡鉆、MWD/BHA失效、漏失、循環(huán)處理井眼、井壁坍塌等等。非生產(chǎn)時(shí)間占鉆機(jī)時(shí)間的20%，在復(fù)雜地區(qū)所占比例更高。在最近的一個(gè)關(guān)于墨西哥灣淺海鉆井非生產(chǎn)時(shí)間的研究顯示，非生產(chǎn)停工時(shí)間達(dá)到25%。以美元計(jì)算單井損失在1500，000$。因此，降低井下復(fù)雜事故發(fā)生的概率，可以極大地節(jié)約鉆井成本。除了降低成本外，鉆井優(yōu)化也是提高鉆井效率、安全性和環(huán)境保護(hù)的關(guān)鍵因素。在一些極具挑戰(zhàn)性的鉆探環(huán)境中（例如在孔隙壓力和壓裂梯度接近），如果不進(jìn)行鉆井技術(shù)優(yōu)化就無(wú)法進(jìn)行鉆探。

出于對(duì)以上原因的考慮，鉆井行業(yè)在過(guò)去的20多年中，采取了許多的新技術(shù)強(qiáng)化鉆井技術(shù)優(yōu)化以提高鉆井效率。特別是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的鉆井儀器儀表和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、鉆井現(xiàn)場(chǎng)一體化以及MWD/LWD的應(yīng)用。

二、什么是鉆井技術(shù)優(yōu)化

鉆井技術(shù)優(yōu)化就是通過(guò)井下和地面?zhèn)鞲衅?、?jì)算機(jī)軟件、MWD和有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人士來(lái)一起致力于降低井下事故發(fā)生率和提高鉆井效率。傳統(tǒng)的鉆井技術(shù)優(yōu)化包括以下幾點(diǎn)：①鉆前運(yùn)行表；②實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控；③鉆后分析及技術(shù)總結(jié)。在這個(gè)過(guò)程中，有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)專家是中心，他們可以提出建議來(lái)避免復(fù)雜事故的發(fā)生，從來(lái)提高鉆井效率。通常來(lái)說(shuō)，全面的鉆井技術(shù)優(yōu)化應(yīng)包括以下三方面的解決方案：鉆柱完整性，水力參數(shù)的管理，井眼完整性。

三、新鉆井優(yōu)化技術(shù)

新的鉆井優(yōu)化技術(shù)強(qiáng)調(diào)信息管理和實(shí)時(shí)決策。傳統(tǒng)的3步優(yōu)化過(guò)程將不能滿足實(shí)時(shí)工藝過(guò)程，必須進(jìn)行革新。首先，鉆前運(yùn)行表應(yīng)該轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)時(shí)建模。這種革新是必須的，因?yàn)殂@前運(yùn)行表的數(shù)據(jù)通常情況下都是過(guò)時(shí)的和不正確的。因此。這些數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)時(shí)決策的制定是沒(méi)有多大用處的。其次，一體化的實(shí)時(shí)建模和數(shù)據(jù)是必要的，以對(duì)井下環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)診斷。最后，井場(chǎng)-辦公室的一體化的好處在于，一個(gè)信息團(tuán)隊(duì)可以24h不間斷的監(jiān)控優(yōu)化過(guò)程。這3個(gè)新技術(shù)可以概括為：（1）實(shí)時(shí)建模；（2）一體化實(shí)時(shí)建模和數(shù)據(jù)；（3）實(shí)時(shí)控制中心（RTOC）。

（1）實(shí)時(shí)建模

傳統(tǒng)的建模通常是在鉆井期間運(yùn)行，提供一組可預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)。隨著鉆井過(guò)程的進(jìn)行，輸入的參數(shù)會(huì)隨時(shí)改變。因此，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)軟件需要不斷地手動(dòng)更新數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生相關(guān)的結(jié)果。然而，這樣的一個(gè)程序，已被證明是不切實(shí)際的。與之相比，實(shí)時(shí)建模是自動(dòng)更新，使用“合適”的輸入數(shù)據(jù)，毫無(wú)疑問(wèn)更準(zhǔn)確。此外，實(shí)時(shí)建模始終在線，允許連續(xù)監(jiān)測(cè)，以防止鉆井事故。實(shí)時(shí)建模還允許實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的集成，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)決策（見(jiàn)下一節(jié)）。

到目前為止，哈里伯頓已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一些實(shí)時(shí)建模，或者正在開(kāi)發(fā)的建模如下：

① 底部鉆井動(dòng)力學(xué)

② 扭矩和阻力

③ 孔隙壓力/破裂壓力預(yù)測(cè)

④ 水力學(xué)

⑤ 井眼清潔（現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試）

⑥ 井眼穩(wěn)定性（現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試）

（2）一體化實(shí)時(shí)建模和數(shù)據(jù)

雖然實(shí)時(shí)建模比傳統(tǒng)的獨(dú)立建模取得更好的結(jié)果，在“有用”模式下的“有用”信息的傳送，以及問(wèn)題的診斷也需要井下數(shù)據(jù)建模與集成。例如，以下建模和數(shù)據(jù)的集成總是有益的：

① 井下鉆具振動(dòng)數(shù)據(jù)的動(dòng)力學(xué)模型

② PWD和FTWD數(shù)據(jù)的孔隙壓力模型

③ PWD數(shù)據(jù)的水力模型

④ PWD和固相含量的井眼清潔模型

⑤ LWD成像數(shù)據(jù)的井眼穩(wěn)定性模型

（3）實(shí)時(shí)控制中心（RTOC）

首個(gè)實(shí)時(shí)控制中心是由殼牌石油能源公司于2002年初在新奧爾良建立。此后，根據(jù)不同操作者的使用，幾個(gè)其他的RTOC被開(kāi)發(fā)出來(lái)專門(mén)用于海上平臺(tái)。

有許多理由來(lái)成立實(shí)時(shí)控制中心。第一，海上鉆井成本比較高，很顯然需要最優(yōu)秀的人員。第二，關(guān)鍵決策通常需要多部門(mén)決定，但是來(lái)進(jìn)行決策的多部門(mén)專家被安排在一個(gè)平臺(tái)是不現(xiàn)實(shí)的。第三，計(jì)劃的執(zhí)行需要固定的人員和辦公場(chǎng)所，實(shí)時(shí)控制中心可以滿足這一點(diǎn)。最后，24h不間斷實(shí)時(shí)鉆井優(yōu)化監(jiān)測(cè)和信息管理可以避免危險(xiǎn)，24h不間斷的對(duì)關(guān)鍵人員監(jiān)測(cè)最好在實(shí)時(shí)控制中心。

因此，實(shí)時(shí)控制中心在鉆井優(yōu)化中扮演著重要的角色。實(shí)時(shí)MWD數(shù)據(jù)比如震動(dòng)、PWD等等在RTOC會(huì)實(shí)現(xiàn)24h不間斷檢測(cè)。鉆井技術(shù)優(yōu)化專家通常是最有經(jīng)驗(yàn)的員工，他們可以在預(yù)期事件偏離鉆井計(jì)劃之前聯(lián)系鉆井隊(duì)長(zhǎng)。RTOC的干預(yù)已被證明是最重要的價(jià)值之一。

四、案例研究-振動(dòng)預(yù)防

1.實(shí)時(shí)振動(dòng)建模

Sperry-Sun開(kāi)發(fā)了一種BHA動(dòng)力程序“WHIRL?”，用于預(yù)測(cè)臨界轉(zhuǎn)速。該程序由三部分組成：（1）BHA靜力分析采用半解析法預(yù)測(cè)上臨界點(diǎn)；（2）以有限元程序?yàn)榛A(chǔ)計(jì)算自熱頻率；（3）S梅椒計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速。

WHIRL軟件通過(guò)錄井和（MWD）隨鉆測(cè)斜數(shù)據(jù)已經(jīng)升級(jí)到實(shí)時(shí)模型。常規(guī)錄井在模型中使用的數(shù)據(jù)是底部鉆井結(jié)構(gòu)、鉆壓、轉(zhuǎn)速、和泥漿比重。這些數(shù)據(jù)可以從地面一體化系統(tǒng)通過(guò)（井場(chǎng)信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)）從第三方錄井或通過(guò)由鉆井承包商租賃的其他數(shù)字平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)獲得。用于建模的MWD（隨鉆測(cè)斜）數(shù)據(jù)，DLS（狗腿嚴(yán)重度），井眼尺寸（如果聲波測(cè)徑在使用）。

為了調(diào)查由于輸入錯(cuò)誤信息而出現(xiàn)的誤差，已經(jīng)對(duì)不同鉆壓、井斜以及井眼尺寸進(jìn)行了敏感性研究。該研究所用鉆具是一個(gè)近鉆頭穩(wěn)定器導(dǎo)向組件。結(jié)果表明，相比其他因素的影響，臨界轉(zhuǎn)速對(duì)鉆壓和井斜特別敏感，鉆壓和井斜微小數(shù)據(jù)的變化可能會(huì)導(dǎo)致在相當(dāng)大的誤差。例如，模型中井斜從1°變成3°，在關(guān)鍵的RPM（機(jī)械鉆速）可能產(chǎn)生18%的誤差；而鉆壓從8klbs（千鎊）變成10klbs在關(guān)鍵RPM預(yù)測(cè)中可能產(chǎn)生16%的誤差。

2.實(shí)時(shí)振動(dòng)建模與數(shù)據(jù)一體化

沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)信息系統(tǒng)，如INSITE?鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)信息管理系統(tǒng)軟件，實(shí)時(shí)建模與井下振動(dòng)數(shù)據(jù)的整合是不可能的。INSITE軟件用于采集錄井和井下數(shù)據(jù)，運(yùn)行工程軟件，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和展示。信息集成是通過(guò)“各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可用的信息智能”組合，并以信息的方式展示出來(lái)。此信息可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上的任何工作站查看，這些工作站可能包括：鉆井辦公室，鉆臺(tái)，地質(zhì)師和甲方辦公室，實(shí)時(shí)衛(wèi)星或網(wǎng)絡(luò)鏈接使得這些數(shù)據(jù)也可以在基地辦公室進(jìn)行展示。INSITE系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使得平臺(tái)信息可以在世界的任何角落進(jìn)行共享。

本文討論的一體化，實(shí)時(shí)振動(dòng)建模和數(shù)據(jù)系統(tǒng)，于2002年在墨西哥灣進(jìn)行了首次測(cè)試。自井場(chǎng)成功試驗(yàn)以來(lái)，這套系統(tǒng)在墨西哥灣，加拿大東海岸，挪威和北海已經(jīng)運(yùn)行了20多口井。從客戶收到的積極反饋之一是，實(shí)時(shí)完整性系統(tǒng)提供了清晰、有針對(duì)性的信息，極大地促進(jìn)了實(shí)時(shí)決策。

3.RTOC的一體化系統(tǒng)

一體化振動(dòng)建模和數(shù)據(jù)系統(tǒng)在RTOC和其他系統(tǒng)有了進(jìn)一步的“整合”，并已成為一個(gè)重要的鉆井優(yōu)化服務(wù)，該服務(wù)已得到客戶的好評(píng)。自從2003年一體化系統(tǒng)被應(yīng)用于RTOC，使用該系統(tǒng)的井場(chǎng)客戶反饋中，沒(méi)有任何與振動(dòng)相關(guān)的BHA或MWD故障發(fā)生。這樣的記錄表明，實(shí)時(shí)一體化系統(tǒng)可以顯著提高鉆井性能和效率。由于其巨大的成功，人們也對(duì)RTOC其他一體化系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討。

結(jié)論

統(tǒng)計(jì)表明，NPT（非生產(chǎn)時(shí)間）如卡鉆、MWD/BHA失效、漏失、清潔井眼、井壁穩(wěn)定等，約占鉆機(jī)時(shí)間的25%，在復(fù)雜地區(qū)鉆進(jìn)的占比更高。鉆井優(yōu)化技術(shù)的出現(xiàn)是降低石油工業(yè)鉆探成本的關(guān)鍵。

全面的鉆井優(yōu)化技術(shù)應(yīng)考慮鉆柱的完整性，水力參數(shù)管理和井眼完整性。傳統(tǒng)的鉆井過(guò)程包括以下幾點(diǎn)：①鉆前運(yùn)行表；②實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控；③鉆后分析及技術(shù)總結(jié)。已開(kāi)發(fā)的新技術(shù)使得這3個(gè)工藝流程在實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)上融合在成為一個(gè)。實(shí)時(shí)一體化的目的是通過(guò)協(xié)助實(shí)時(shí)決策來(lái)識(shí)別不安全的鉆井環(huán)境并降低NPT（非生產(chǎn)時(shí)間）。

此文中探討的新鉆井優(yōu)化技術(shù)，比如：實(shí)時(shí)建模、一體化實(shí)時(shí)模型和數(shù)據(jù)以及RTOC，將會(huì)不斷地發(fā)展以滿足充滿挑戰(zhàn)性的可鉆性差的硬巖石、深水、深井、高溫高壓以及孔隙壓力和破裂壓力特別接近的地層鉆井條件。

參考文獻(xiàn)

鉆井技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞：鉆井防斜鉆具

井斜是鉆井工作中一個(gè)較為普遍的問(wèn)題 ,它直接影響著鉆井井身質(zhì)量和鉆井度。鉆井作業(yè)不但要求鉆速快，而且要求井身質(zhì)量好。井身質(zhì)量的好壞是油氣井完井質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)。它直接關(guān)系到泊氣田的勘探和開(kāi)發(fā)工作是否成功。

1 井斜的危害

（1）對(duì)勘探開(kāi)發(fā)的影響

對(duì)于勘探工作來(lái)說(shuō)，井斜大了會(huì)使井深發(fā)生誤差，使所得的地質(zhì)資料不真實(shí)；同時(shí)，由于井底遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)井位，會(huì)錯(cuò)過(guò)油氣層，造成勘探工作的失誤，這對(duì)斷塊小油氣田顯得格外重要；如果井斜過(guò)大，也會(huì)打亂油氣田開(kāi)發(fā)的布井方案。

（2）對(duì)鉆井施工的影響

如果井斜過(guò)大，惡化了鉆柱工作條件，鉆柱易發(fā)生疲勞破壞；易造成井壁坍塌及鍵槽卡鉆等事故；井斜過(guò)大，造成下套管困難，套管下入后不易居中，會(huì)直接影響固井質(zhì)量，往往造成面井竄槽和管外冒油、冒氣。

（3）對(duì)采油工藝的影響

井斜過(guò)大會(huì)直接影響分層開(kāi)采及分層注水工作的正常進(jìn)行，如下封隔器因難、封隔器密封不好等；抽油井常引起油管和抽油扦的磨損和折斷，甚至造成嚴(yán)重的井下事故。

2 井斜的原因分析

（1）地質(zhì)因素對(duì)井斜的影響。

地質(zhì)條件是產(chǎn)生井斜的重要原因，一般影響井斜的地質(zhì)因素有:地層傾角、層狀結(jié)構(gòu)、各向異性、巖性的軟硬交錯(cuò)以及斷層等。人們提出了許多理論，來(lái)解釋地質(zhì)因素導(dǎo)致井斜的原因，其中最本質(zhì)的是遞呈的可鉆性的不均勻性和地層的傾斜兩個(gè)因素。這種地層可鉆性的不均性表現(xiàn)許多方面，再與地層傾斜相結(jié)合，導(dǎo)致井眼傾斜。

（2）下部鉆具對(duì)井眼彎曲的影響

導(dǎo)致鉆具的傾斜和彎曲的原因一般有以下幾點(diǎn)：首先，由于鉆具直徑小于井眼直徑 鉆具和井眼之間有一定的間隙，所以鉆具在井眼內(nèi)活動(dòng)余地很大，這就給鉆具的傾斜和彎曲創(chuàng)造了空間條件。其次，由于鉆壓的作用下部鉆具受壓后必將靠向井壁一側(cè)而傾斜，當(dāng)壓力超過(guò)一定值后，鉆柱將發(fā)生彎曲，彎曲鉆柱將使靠近鉆頭的鉆具傾斜更大。

下部鉆具彎曲引起鉆頭傾斜，在井底形成不對(duì)稱切削，新鉆的井眼將偏離原井眼方向；下部鉆具彎曲使鉆頭受到測(cè)向力的作用，迫使鉆頭進(jìn)行測(cè)向切削，也使新鉆的井服將偏離原井眼方向，如圖所示。產(chǎn)生下部鉆具彎曲的原因主要是鉆具和井眼之間有一定的間隙，鉆具有彎曲的空間，當(dāng)壓力超過(guò)一定值后，鉆柱將發(fā)生彎曲。

圖1 鉆頭不對(duì)稱切削導(dǎo)致井斜

3 井斜的控制措施

3.1 鐘擺鉆具組合控制井斜。

鐘擺鉆具原理如圖2所示，當(dāng)鐘擺擺過(guò)一定角度時(shí)，在鐘擺上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向回?cái)[的力 Gc，稱作鐘擺力， 。顯然，鐘擺擺過(guò)的角度越大，鐘擺力就越大。如果在鉆柱的下部適當(dāng)位置加一個(gè)扶正器，該扶正器支撐在井壁上，使下部鉆柱懸空，則該扶正器以下的鉆柱就好像一個(gè)鐘擺，也要產(chǎn)生一個(gè)鐘擺力。此鐘擺力的作用是使鉆頭切削井壁的下側(cè)，從而使新鉆的井眼不斷降斜。

圖2 鐘擺鉆具原理圖

（1） 鐘擺鉆具組合的鐘擺力隨井斜角的大小而變化。井斜角大則鐘擺力大，井斜角等于零，則鐘擺力也等于零。所以，鐘擺鉆具組合多數(shù)用于對(duì)井斜角已經(jīng)較大的井進(jìn)行糾斜。

（2） 鐘擺鉆具組合的性能對(duì)鉆壓特別敏感，鉆壓加大，則增斜力增大，鐘擺力減小。鉆壓再增大，還會(huì)將扶正器以下的鉆柱壓彎，甚至出現(xiàn)新的接觸點(diǎn)，從而完全失去鐘擺組合的作用!所以鐘擺鉆具組合在使用中必須嚴(yán)格控制鉆壓。

（3） 在井尚未斜或井斜角很小時(shí)，要想繼續(xù)鉆進(jìn)而保持不斜，只能減小鉆壓進(jìn)行“吊打”，由于“吊打”鉆速很慢，所以這時(shí)多使用滿眼鉆具組合，僅在對(duì)軌跡要求特別嚴(yán)的直井（段）中，才使用鐘擺鉆具組合進(jìn)行“吊打”。

（4） 扶正器與井眼間的間隙對(duì)鐘擺鉆具組合性能的影響特別明顯，當(dāng)扶正器直徑因磨損而減小時(shí)應(yīng)及時(shí)更換或修復(fù)。

3.2 滿眼鉆具組合控制井斜

從上述對(duì)井斜原因的分析可知，井斜的原因可歸結(jié)為：鉆頭對(duì)井底的不對(duì)稱切削； 鉆頭軸線相對(duì)于井眼軸線發(fā)生傾斜；鉆頭上側(cè)向力導(dǎo)致對(duì)井底的側(cè)向切削，我們防斜的措施就是要想辦法克服這三個(gè)原因，滿眼鉆具組合就是這樣設(shè)計(jì)的。

（1） YXY組合的結(jié)構(gòu)

YXY組合一般包括四個(gè)扶正器，如圖3所示，自下而上依次為：近鉆頭扶正器；中扶正器；上扶正器；第四扶正器。

（2） 滿眼鉆具組合的使用需要注意的問(wèn)題：

在已經(jīng)發(fā)生井斜的井內(nèi)使用滿眼鉆具組合并不能減小井斜角，只能做到使井斜角的變化（增斜或降斜）很小或不變化。所以滿眼鉆具組合的主要功能是控制井眼曲率+ 而不能控制井斜角的大小。

使用滿眼鉆具組合的關(guān)鍵在于一個(gè)“滿”字，即扶正器與井眼的間隙對(duì)滿眼鉆具組合的性能影響非常顯著。在使用中應(yīng)使間隙盡可能小。設(shè)計(jì)間隙一般為0.8―1.6mm。在使用中，因扶正器的磨損，間隙將增大。當(dāng)間隙達(dá)到或超過(guò)兩倍的設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換或修復(fù)扶正器。

保持“滿”的另一個(gè)關(guān)鍵在于井徑不得擴(kuò)大。這要求有好的鉆井液護(hù)壁技術(shù)，但即使鉆井液護(hù)壁技術(shù)不好，井徑的擴(kuò)大總要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間才會(huì)發(fā)生。只要搶在井徑擴(kuò)大以前鉆出新的井眼，則仍可保持“滿”的效果。這就要求加快鉆速。我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員將此概念總結(jié)為“以快保滿，以滿保直”。

在鉆進(jìn)軟硬交錯(cuò)，或傾角較大的地層時(shí)，要注意適當(dāng)減小鉆壓，并要勤劃眼，以便消除可能出現(xiàn)的“狗腿”。

4 結(jié)束語(yǔ)

鉆井技術(shù)范文第4篇

關(guān)鍵詞：欠平衡鉆井；設(shè)備；壓力控制；連續(xù)油管；防噴器

一、欠平衡鉆井技術(shù)的定義及作用

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于欠平衡鉆井的定義有以下幾種：

API定義：鉆井過(guò)程中主體產(chǎn)層流體可流入井眼，并可將其循環(huán)到地面，地面可有效控制。

ERCB的定義：設(shè)計(jì)鉆井液柱壓力低于產(chǎn)層壓力，若液柱壓力不夠低時(shí)，在鉆井液中加入空氣或氮?dú)猓^低液柱壓力必然引起地層流體流進(jìn)井眼，并且這種地層流體必須循環(huán)出地面，并在地面進(jìn)行控制。

CNPC的定義：地層流體受負(fù)壓差的作用，向井筒內(nèi)連續(xù)流動(dòng)的條件下，所進(jìn)行的有控制的鉆井過(guò)程。

欠平衡鉆井的基本概念有多種表述，無(wú)論哪種表述都包含以下兩個(gè)主要方面，即：第一，井筒環(huán)空中循環(huán)介質(zhì)的當(dāng)量循環(huán)密度一定要低于所鉆地（儲(chǔ)）層的孔隙壓力當(dāng)量密度，這個(gè)差值即為欠壓值。第二，地層流體一定要有控制地流入井筒，并把它循環(huán)到地面再分離出來(lái)。通俗稱欠平衡鉆井技術(shù)為“邊噴邊鉆”，關(guān)鍵是在鉆井過(guò)程中使地層流體連續(xù)進(jìn)入井筒，因此欠平衡鉆井技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是二次井控技術(shù)。因此它是不同于常規(guī)鉆井的存在一定技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的新型技術(shù)。

欠平衡鉆井在勘探開(kāi)發(fā)中的作用主要體現(xiàn)在：

（1）在油氣勘探上，欠平衡鉆井技術(shù)可以提高低壓、復(fù)雜巖性、水敏性、裂縫性等類儲(chǔ)層油氣的發(fā)現(xiàn)和保護(hù)，因此，對(duì)于油氣勘探來(lái)說(shuō)它是一種油氣層識(shí)別技術(shù)；

（2）在油氣開(kāi)發(fā)上，欠平衡鉆井技術(shù)可以通過(guò)有效地保護(hù)儲(chǔ)層，提高單井產(chǎn)量，降低開(kāi)發(fā)綜合成本。因此，對(duì)于油氣開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)它是一種油氣層保護(hù)技術(shù)；

（3）在工程上，欠平衡鉆井技術(shù)可以解決低壓地層漏失問(wèn)題，提高機(jī)械鉆速、減少壓差卡鉆。因此，對(duì)于鉆井工程來(lái)講，它是二次井控技術(shù)、保護(hù)油氣層鉆井技術(shù)、防漏技術(shù)和提高機(jī)械鉆速的方法。

二、欠平衡鉆井裝備

欠平衡鉆井所用的地面常規(guī)裝備有：氮或壓縮氣供應(yīng)裝置、容 積小且壓力大的注液泵、液-氣混合管匯、節(jié)流管匯、鉆屑或鉆井液取樣器、化學(xué)劑注射泵、采油分離系統(tǒng)和自動(dòng)燃燒氣體系統(tǒng)，以下是國(guó)外目前比較先進(jìn)的專用裝備。

1、高壓旋轉(zhuǎn)分流器-防噴器系統(tǒng)

又稱旋轉(zhuǎn)防噴器(BOP)。國(guó)外有好幾個(gè)廠家都有專利產(chǎn)品，其中美國(guó)Williums工具公司生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)防噴頭使用最多，壓力級(jí)別最為齊全。該公司供應(yīng)的高壓系統(tǒng)有7000型和7100型兩種：7000型的靜試驗(yàn)壓力為21MPa，工作壓力為10.5MPa；7100型包括旋轉(zhuǎn)控制頭總成、熱傳遞-裝置、遙控監(jiān)控臺(tái)和遙控防爆電源設(shè)備。旋轉(zhuǎn)控制頭總成殼體試驗(yàn)動(dòng)壓力可達(dá)70MPa，靜壓力為35MPa，工作壓力為17.5MPa。

2、液流導(dǎo)向系統(tǒng)

國(guó)外研制了一種電磁閥導(dǎo)向系統(tǒng)，可增加鉆深。馬達(dá)被設(shè)計(jì)成一種金屬對(duì)金屬的葉片，采用非彈性體制成的正容積馬達(dá)，不會(huì)由于失速而使轉(zhuǎn)速過(guò)快。

3、地面分離系統(tǒng)

2006年前后，國(guó)外加強(qiáng)了地面分離系統(tǒng)研制，包括壓力額定值為35MPa的地面分離裝置、自動(dòng)節(jié)流系統(tǒng)及各種分離器，這些設(shè)備可處理大量液體、巖屑和鉆井液。此外，有一種密封循環(huán)分離器，每天可處理566336立方米容量的液流；還有一種高效小型分離器，適用于近海地區(qū)。委內(nèi)瑞拉Mamdbo湖有一口近岸井，為了降低化學(xué)劑成本，首次使用密封循環(huán)地面分離系統(tǒng)，還使用配有全套連續(xù)油管的駁船和2000bbl（原油標(biāo)準(zhǔn)桶）容量的泡沫裝置。泡沫循環(huán)液密度降低到179.74～359.4千克/立方米，在分離后，泡沫可再循環(huán)使用，以降低配制化學(xué)劑和水的成本。

4、隔水管帽(Riser Cap)旋轉(zhuǎn)防噴器系統(tǒng)

一種回流裝置，所用主要設(shè)備是旋轉(zhuǎn)控制頭，裝在水上隔水管頂部，可代替隔水管系統(tǒng)的滑動(dòng)接頭、球形接頭和分流器。將高壓軟管接到旋轉(zhuǎn)控制頭雙流管出口端，可提高井控能力，防止鉆井液流失。高壓機(jī)械密封置裝于鉆臺(tái)下面的鉆桿與隔水管之間，鉆井液通過(guò)軟管回流井下。

5、實(shí)用隔水管(Virtual Riser)裝置

該裝置包括旋轉(zhuǎn)控制頭、封隔器―鎖定總成和環(huán)形壓力控制―排放系統(tǒng)三大部件，其中封隔器―鎖定總成是一個(gè)經(jīng)改進(jìn)的直徑508mm可膨脹套管封隔器，起到控制頭及井口下面套管間的壓力密封作用。其元件是一個(gè)3m長(zhǎng)的密封，置于660.40～914.40mm套管里面，用遙控船可遙控該封隔器。

6、地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

欠平衡鉆井時(shí)，要測(cè)量并記錄壓力、速度、氣含量、液含量和溫度，并實(shí)時(shí)顯示這些數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)過(guò)平衡和井噴現(xiàn)象。該系統(tǒng)可在鉆井作業(yè)時(shí)，通過(guò)與現(xiàn)有鉆井控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接口，提供實(shí)時(shí)信息，還可與動(dòng)態(tài)多相流量模型接口，允許將實(shí)際參數(shù)與計(jì)算參數(shù)加以比較。

三、欠平衡鉆井設(shè)計(jì)

1、欠平衡鉆井取得成功的關(guān)鍵

欠平衡鉆井要想取得成功必須做到以下幾點(diǎn)：完全搞清楚油藏和地質(zhì)情況；選擇合適的欠平衡鉆井技術(shù)；合理的設(shè)計(jì)與多相流計(jì)算機(jī)模擬和制定應(yīng)急計(jì)劃。

2、欠平衡鉆井參數(shù)設(shè)計(jì)

參數(shù)設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：氣體鉆井主要是設(shè)計(jì)攜帶巖屑所需要的最小氣體流量；霧化鉆井主要是設(shè)計(jì)攜帶巖屑和液體所需要的氣體流量；泡沫、充氣鉆井設(shè)計(jì)氣體流量和液體流量；溢流鉆井主要是設(shè)計(jì)鉆井液密度和氣體、霧化、泡沫和充氣要用多相流軟件設(shè)計(jì)。

多相流流動(dòng)模型：常用的模型有均相流模型、分相流模型和漂移流動(dòng)模型等；氣體、霧化、泡沫鉆井采用均相流模型，即氣、液兩相的運(yùn)行速度相同；而充氣、溢流鉆井采用漂移模型，漂移模型考慮了各相之間的相互作用和相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即氣相滑脫速度和油相的漂移速度。

四、對(duì)國(guó)內(nèi)欠平衡鉆井技術(shù)的建議

1、進(jìn)一步研究欠平衡鉆井工藝技術(shù)

雖然國(guó)內(nèi)對(duì)欠平衡鉆井技術(shù)已進(jìn)行了一些理論上的研究，并已取得一些研究成果，但是，研究的范圍較窄，過(guò)去的研究工作，主要放在自然形成欠平衡條件下的邊噴邊鉆技術(shù)上，其它方式的欠平衡鉆井技術(shù)，如使用空氣、氮?dú)?、泡沫、充氣鉆井液進(jìn)行欠平衡鉆井，還很少涉及到，或者還沒(méi)有深入地涉及到，所以需擴(kuò)大研究?jī)?nèi)容。

2、加強(qiáng)國(guó)內(nèi)欠平衡鉆井設(shè)備系列配套的研制

隨著欠平衡鉆井技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)發(fā)出了一些較先進(jìn)的欠平衡鉆井地面設(shè)備，如旋轉(zhuǎn)防噴器（額定的動(dòng)密封壓力已達(dá)17.5MPa）、閉式四相分離處理系統(tǒng)等，這為安全、有效地欠平衡鉆井提供了必要條件，有些設(shè)備國(guó)內(nèi)有些油田已引進(jìn)。而國(guó)內(nèi)也早在1980年代就開(kāi)始進(jìn)行研制旋轉(zhuǎn)防噴器和鉆井液/氣體分離器，但這些設(shè)備在某些設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上及技術(shù)指標(biāo)上，與國(guó)外相比，還有一些差距，因此，還需在吸收國(guó)外設(shè)備先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)的研制工作，使其系列配套，滿足欠平衡鉆井的需要。

鉆井技術(shù)范文第5篇

關(guān)鍵詞：高職；鉆井技術(shù)專業(yè)；鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)；實(shí)訓(xùn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5727（2013）07-0171-02

高職鉆井技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是具備石油與天然氣鉆井專業(yè)理論與實(shí)際操作基本知識(shí)和基本技能，可在石油與天然氣勘探開(kāi)發(fā)生產(chǎn)一線從事鉆井、完井、試油及井下作業(yè)等生產(chǎn)技術(shù)和管理方面工作的高技能應(yīng)用型人才。

該類專業(yè)是實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，學(xué)生通常在接受了一定的理論知識(shí)后，通過(guò)相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)來(lái)鍛煉素質(zhì)和培養(yǎng)自身技能。所以，實(shí)踐教學(xué)是該專業(yè)教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。但實(shí)踐教學(xué)也是目前教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)，主要體現(xiàn)在學(xué)生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏、工程意識(shí)淡薄、技術(shù)及原理講解困難等方面。

目前，高職鉆井技術(shù)專業(yè)在實(shí)踐教學(xué)的組織上，采用的方法主要有案例教學(xué)、課程設(shè)計(jì)教學(xué)、校內(nèi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)和校外實(shí)習(xí)教學(xué)，其中校內(nèi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)主要采用仿真模擬教學(xué)方法。仿真模擬可以分為物理模擬和計(jì)算機(jī)模擬兩大類，物理模擬主要通過(guò)對(duì)實(shí)物模型的觀摩認(rèn)識(shí)、講解說(shuō)明、模擬演示、拆裝練習(xí)等方式完成實(shí)訓(xùn)，它的優(yōu)點(diǎn)是直接、形象、易信，但模型受限、易破壞、難以重用。鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)屬于計(jì)算機(jī)模擬。計(jì)算機(jī)模擬在實(shí)踐教學(xué)中有很多優(yōu)勢(shì)，它可以模擬先進(jìn)的工藝措施、儀器設(shè)備，而且可以重復(fù)演示、反復(fù)使用，這種模擬是多方面、多角度的。

高職鉆井技術(shù)專業(yè)鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)的特點(diǎn)

鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)能夠創(chuàng)造出一種以鍛煉受訓(xùn)者專業(yè)實(shí)踐技能為目的，與鉆井施工現(xiàn)場(chǎng)非常相似的模擬實(shí)訓(xùn)環(huán)境。受訓(xùn)者在該環(huán)境下進(jìn)行實(shí)踐操作，能強(qiáng)化他們對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，同時(shí)也能提高他們將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的能力。以西南石油大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院開(kāi)發(fā)的DS-7B鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)提供了鉆井現(xiàn)場(chǎng)共23種工況的模擬，每一種工況按照現(xiàn)場(chǎng)施工預(yù)先設(shè)計(jì)了操作程序，受訓(xùn)者必須按照現(xiàn)場(chǎng)的操作程序一步一步地進(jìn)行操作才能夠完成相應(yīng)的工況。而在完成每一種工況的操作過(guò)程中，受訓(xùn)者需要不斷思考自己所學(xué)的鉆井工程理論知識(shí)，不斷嘗試每一個(gè)步驟的操作。DS-7B鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)的絕大多數(shù)操作和真實(shí)鉆機(jī)完全相同，司鉆操作臺(tái)、司鉆關(guān)井控制臺(tái)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等設(shè)備都是按照一比一的比例仿真實(shí)鉆機(jī)設(shè)計(jì)，操作者有完全真實(shí)的操作體驗(yàn)和感受。鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下。

經(jīng)濟(jì)性 對(duì)像鉆井施工這種設(shè)備復(fù)雜、耗材多的大型工程項(xiàng)目，若使用真實(shí)的鉆機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)戰(zhàn)性培訓(xùn)，其費(fèi)用是相當(dāng)驚人的。而鉆井模擬器的使用可以使受訓(xùn)者在最終接受實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練前，對(duì)鉆井施工中的各種工況進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，達(dá)到相當(dāng)?shù)氖炀毘潭?，并大大減少實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn)的次數(shù)和惡性事故發(fā)生的幾率可以極大地減少費(fèi)用。

可重復(fù)性 對(duì)于鉆井施工人員來(lái)說(shuō)，除了熟練掌握常規(guī)鉆井技術(shù)和操作外，對(duì)突發(fā)性事件也需要進(jìn)行快速的判斷和處理。在實(shí)際鉆井中，突發(fā)事件的發(fā)生應(yīng)是盡量避免的。而如果使用鉆井模擬器，則可以重復(fù)性地模擬各種突況，使受訓(xùn)者有足夠的機(jī)會(huì)接受突發(fā)事件的挑戰(zhàn)。

高效性 在具體操作訓(xùn)練中，鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)省去了對(duì)材料、儀器、設(shè)備的準(zhǔn)備過(guò)程，操作完成后，也節(jié)省了回收時(shí)間。學(xué)員可以輕松地對(duì)操作過(guò)程初始化，有些實(shí)際操作只需要按一個(gè)按鈕就能完成，這極大地提高了培訓(xùn)效率。

直觀性 鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)通過(guò)大量動(dòng)畫(huà)直觀再現(xiàn)鉆井工藝過(guò)程和原理。在DS-7B系統(tǒng)中，可以看到環(huán)形防噴器和閘板防噴器開(kāi)關(guān)井的動(dòng)作，可以看到鉆頭在地層中鉆進(jìn)的情形。在壓井過(guò)程中，可以看到壓井液循環(huán)的情形和立管壓力、套管壓力變化曲線，而這些在實(shí)鉆現(xiàn)場(chǎng)都是看不到的。

可普及性 由于鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)程序結(jié)合一些硬件設(shè)備來(lái)完成相應(yīng)操作的，它不受實(shí)際鉆機(jī)設(shè)備和材料的影響，也不受時(shí)間和環(huán)境限制，因此可以在任何油田企業(yè)或職業(yè)教育培訓(xùn)部門(mén)安裝應(yīng)用，具有很好的推廣普及性。

鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)法的實(shí)施

制定鉆井模擬實(shí)訓(xùn)計(jì)劃 教師在授課之前應(yīng)根據(jù)高職鉆井技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案和《鉆井施工技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)制定鉆井模擬實(shí)訓(xùn)計(jì)劃，實(shí)訓(xùn)計(jì)劃包括實(shí)訓(xùn)科目及要求、計(jì)劃及進(jìn)度、課時(shí)分配、重難點(diǎn)、時(shí)間及地點(diǎn)等內(nèi)容。然后，根據(jù)實(shí)訓(xùn)計(jì)劃制定課表并告訴學(xué)生相應(yīng)的安排。

鉆井模擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)的具體方法 （1）觀摩認(rèn)識(shí)。學(xué)生第一次接觸鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該先對(duì)整個(gè)系統(tǒng)作一個(gè)初步了解，內(nèi)容包括了解系統(tǒng)各部分的名稱和組成、各部分的作用和工作原理、系統(tǒng)的工作原理、操作注意事項(xiàng)、開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的步驟、初始狀態(tài)的調(diào)節(jié)、簡(jiǎn)單故障的處理等。這些內(nèi)容可以減少學(xué)生在后續(xù)實(shí)訓(xùn)中遇到的麻煩。（2）理論講解。每一個(gè)工況實(shí)訓(xùn)之前都應(yīng)有講解說(shuō)明，講解內(nèi)容包括該工況最基本的原理，操作時(shí)的準(zhǔn)備工作、操作步驟、注意事項(xiàng)等。以DS-7B鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)為例，在模擬正常鉆進(jìn)條件下的關(guān)井工況時(shí)，必須講清楚什么是關(guān)井，為什么要關(guān)井，關(guān)井的原理是什么，關(guān)井要用到哪些設(shè)備，“四七”動(dòng)作是如何進(jìn)行關(guān)井操作的，關(guān)井的準(zhǔn)備工作和注意事項(xiàng)有哪些。這些內(nèi)容可以消除學(xué)生在實(shí)訓(xùn)操作時(shí)的許多疑問(wèn)。（3）操作示范。理論講解完畢并基本理解之后，由教師對(duì)具體的工況進(jìn)行操作示范，操作示范可以重復(fù)2～3次，在操作示范中對(duì)每一個(gè)操作步驟進(jìn)行詳細(xì)講解。操作示范必須嚴(yán)格按照模擬器操作使用指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行規(guī)范操作，這可能需要教師在上課之前做較長(zhǎng)時(shí)間的準(zhǔn)備。（4）操作訓(xùn)練。操作示范之后，由學(xué)生進(jìn)行嘗試性操作，也就是操作訓(xùn)練，這個(gè)過(guò)程持續(xù)的時(shí)間比較長(zhǎng)，原則是要保證每名學(xué)生都有充分的時(shí)間來(lái)熟練每一個(gè)工況的操作，同時(shí)注意操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性。在學(xué)生操作過(guò)程中，教師要注意與學(xué)生的交流互動(dòng)，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)解答并參與探討。（5）操作點(diǎn)評(píng)。所有學(xué)生操作訓(xùn)練完成之后，要進(jìn)行操作點(diǎn)評(píng)，當(dāng)然可以針對(duì)某一名學(xué)生的情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，或者對(duì)多數(shù)學(xué)生的共同特點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出其操作的可取之處和需要努力改進(jìn)的方向。（6）實(shí)訓(xùn)考核。實(shí)訓(xùn)考核是校內(nèi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。DS-7B鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考試系統(tǒng)，將實(shí)訓(xùn)考核變得簡(jiǎn)單方便。可以預(yù)先在主控機(jī)上將培訓(xùn)模式設(shè)置成考試模式，這樣每個(gè)學(xué)生在操作完畢之后，計(jì)算機(jī)就會(huì)對(duì)他們的操作給出相應(yīng)的成績(jī)。

鉆井模擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)的實(shí)施 以DS-7B鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)為例，它共設(shè)計(jì)了23種工況的模擬，這些工況可以概括為6大類，分別是下鉆操作、起鉆操作、鉆進(jìn)操作、事故及復(fù)雜處理、關(guān)井操作和壓井操作。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，可以將這6大類工況分為6個(gè)項(xiàng)目或6個(gè)情境進(jìn)行組織和實(shí)施，每一個(gè)項(xiàng)目作為一個(gè)獨(dú)立的教學(xué)單元，有教學(xué)目的和要求，教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，教學(xué)方法和實(shí)施步驟，教學(xué)效果的評(píng)估等。實(shí)訓(xùn)教學(xué)最好能與《鉆井施工技術(shù)》課程進(jìn)度相適應(yīng)，在學(xué)生掌握一定專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講解和訓(xùn)練每一個(gè)項(xiàng)目中的一兩種工況，其余的工況可以作為課外延伸的內(nèi)容讓學(xué)生自己思考和探索，從而有助于他們綜合能力的提高。

鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用效果

鉆井工藝過(guò)程變得更直觀 DS-7B鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)的所有操作都是通過(guò)動(dòng)畫(huà)展現(xiàn)在受訓(xùn)者面前的，這些動(dòng)畫(huà)形象地展現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景、設(shè)備動(dòng)作、人員操作、施工過(guò)程，再結(jié)合逼真的音響效果，使復(fù)雜的鉆井工藝過(guò)程變得一目了然。

鉆井工藝操作變得更現(xiàn)實(shí) DS-7B鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)的絕大多數(shù)操作和現(xiàn)場(chǎng)是完全一致的，而且很多設(shè)備也是按照一比一的比例設(shè)計(jì)的。比如，剎把的外形和手感、指重表的反映、離合器的操作都和真實(shí)鉆機(jī)完全相同。這樣，學(xué)生就有更多機(jī)會(huì)接觸并感受鉆井工藝的操作。

鉆井工藝?yán)碚撟兊酶腥?對(duì)于一些復(fù)雜抽象的鉆井工藝?yán)碚摚瑔蜗蚝捅粍?dòng)的接受通常會(huì)使人感覺(jué)乏味和無(wú)趣。DS-7B鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)可以充分調(diào)動(dòng)人的各種感官和肢體動(dòng)作，同時(shí)結(jié)合大腦的記憶、分析、聯(lián)想和決策，將所學(xué)復(fù)雜抽象理論應(yīng)用到實(shí)際中，這樣就使學(xué)習(xí)變得更有趣味。

鉆井工藝課程教學(xué)變得更有效 鉆井模擬培訓(xùn)教學(xué)具有很好的交互性，學(xué)生在培訓(xùn)中完全沉浸在模擬器所設(shè)置的鉆井場(chǎng)景中，與虛擬環(huán)境之間有多維信息交互作用。學(xué)生在定性和定量綜合集成的虛擬環(huán)境中，可以獲得對(duì)操作對(duì)象的感性和理性認(rèn)識(shí)。

鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)發(fā)展展望

鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)還在不斷的發(fā)展和完善中，其發(fā)展趨勢(shì)有以下三方面。

精細(xì)化 DS-7B鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)主要模擬帶頂驅(qū)的電動(dòng)鉆機(jī)在陸地鉆井時(shí)的相關(guān)操作，隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，各種鉆井新技術(shù)不斷出現(xiàn)，各種鉆井新設(shè)備不斷應(yīng)用，這就需要更為精細(xì)的鉆井模擬設(shè)備和程序來(lái)完成相應(yīng)模擬。

智能化 DS-7B鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)將具體的鉆井操作設(shè)計(jì)成了一系列固定的程序，這些程序的智能化程度還不是很高，不能完全按照鉆井現(xiàn)場(chǎng)的操作進(jìn)行訓(xùn)練。如果能夠?qū)⑦@些程序變得更智能化，使它們模擬的場(chǎng)景和現(xiàn)場(chǎng)完全一致，就可以進(jìn)一步提高培訓(xùn)的效率。

網(wǎng)絡(luò)化 DS-7B鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)屬于單機(jī)版培訓(xùn)系統(tǒng)，不能在線升級(jí)，也不能提供其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。如果鉆井模擬培訓(xùn)系統(tǒng)能夠和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上模擬、更新、升級(jí)等，模擬培訓(xùn)功能將會(huì)變得更強(qiáng)大。

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