BH-VDT5000自动垂直钻井系统工具

为满足山前高陡构造及逆掩推覆体地层钻井过程防斜打快的技术需求,填补我国在垂直钻井技术方面的空白,2004年以来中国石油渤海钻探工程有限公司工程技术研究院与德国智能钻井公司合作研发BH-VDT5000垂直钻井系统工具,现已获得成功。现场应用表明,该工具性能可靠,效果理想。在克深3、克深203和克深207等10口井试验应用,单趟最高进尺达1527.8m,日最高进尺410m,系统工作正常,井斜角小于0.5°,机械钻速提高70%以上。通过10口井的现场施工和工具检测维修,积累了现场施工经验,锻炼了现场技术服务队伍和检测维修队伍,提高了技术服务能力。现场应用证明,BH-VDT5000垂直钻井系统在高陡构造地层、逆掩推覆体地层的钻探中,防斜打直效果显著,提高了机械钻速,缩短了钻井周期,可进一步推广应用。     

BH-VDT5000垂直钻井系统在克深203井的应用

油气井防斜、纠斜问题是钻井过程中普遍存在但一直未能彻底解决的难题之一。经过数年攻关,渤海钻探工程技术研究院研发了BH-VDT5000垂直钻井系统,介绍了垂直钻井系统的结构、工作原理,并对垂直钻井系统在塔里木油田克深203井的现场应用过程、效果进行了对比分析。垂直钻井系统在克深203井用2趟钻完成了二开井段,总进尺1 558 m,正常钻进井段井斜控制在0.5°以内,与同时使用Power-V垂直钻井系统的邻井相比机械钻速提高23%以上。现场应用证明,BH-VDT5000垂直钻井系统在高陡构造地层、逆掩推覆体地层的钻探中,防斜打快效果显著,可进一步推广应用。     

BH-VDT5000垂直钻井系统在克深207井的应用

保证油气井上部井眼垂直,对油气开采非常重要。经过数年技术攻关实践,渤海钻探工程技术研究院成功研制了BH-VDT5000型垂直钻井系统。文章介绍了塔里木油田克深207井应用BH-VDT5000垂直钻井系统防斜打快的实钻情况。克深207井是塔里木油田山前高陡构造上的一口开发评价井,地层倾角在60°左右,设计井深6960m。二开以转盘方式钻进,采用BH-VDT5000垂直钻井系统防斜打快,完钻井深1804.5m,垂钻进尺1569.5m,下部井段井斜控制在0.20°以内,全井段井斜小于1.00°。与同区块、同井深、同样采用转盘钻井的邻井机械钻速对比,机械钻速提高35%以上,防斜打快效果显著。     

垂直钻井技术在青探1井的应用

玉门青西油田窟窿山逆掩推覆体老地层挤压破碎严重,且裂缝发育,地层倾角60°左右,地层产状变化大,钻井过程中井斜控制难度大,制约了青西地区钻井速度的提高。为此,该油田在青探1井钻井过程中首次试验应用了Power V垂直钻井技术,井斜角控制在0.5°以内,平均机械钻速2.14 m/h,与邻井相比提高了52%以上,且无井下复杂情况和事故发生,顺利完成了该井第三系推覆体地层易斜井段的钻井任务。分析了青探1井地质特点及钻井技术难点,介绍了Power V垂直钻井原理、技术特点及现场试验情况,分析了试验应用效果,对下一步青西油田垂直钻井提出了建议。     

VTK垂直钻井系统在龙深1井钻井中的应用

龙深1在钻遇推覆体地层时，地层倾角变化大，自然造斜能力强，采用塔式钻具、钟摆钻具、大尺寸PDC钻头等多种防斜技术，其结果是井斜控制十分困难、钻井速度极慢；利用弯螺杆＋转盘钻井复合技术，虽然钻井速度有一定的提高，但仍不能达到提速的目的。为提高机械钻速，引进贝克休斯的VTK垂直钻井技术，它是由AUTOTRAK（闭环旋转导向系统）、高性能X-TREME马达、可靠的MWD三种技术开发出来的一种闭环自动垂直钻井技术，能够根据井眼的偏斜，经井下微处理器分析判断，使导向稳定地靠近井眼高边方向导向肋板伸出顶向上井壁，这样使钻头产生合理的降斜力，从而使井眼回到垂直轨道上来。现场应用表明：该技术较好地解决了钻井提速工作中井斜与钻压之间的矛盾，使钻井效率明显提高；为充分发挥该技术的作用，需要选择合适的钻头类型和合理的钻井液性能     

VTK垂直钻井系统在阿北1井钻井中的应用

阿北1井四开井段地层倾角大、构造角度和倾向变化较大,采用大钟摆钻具组合和轻压吊打等措施,纠斜控斜效果不明显。为严格控制井身质量,在四开井段采用171.5 mm VTK垂直钻井系统控制井斜钻进,共计入井11次,总进尺504.92 m,平均机械钻速1.23 m/h,最大井斜2.09°,最小井斜0.11°,不仅达到了纠斜和控斜钻进的目的,同时还提高了机械钻速。     

VTK垂直钻井系统在大湾1井的应用

大湾1井在钻遇推覆体地层时,地层倾角变化大,自然造斜能力强,采用塔式钻具、钟摆钻具、大尺寸PDC钻头等多种防斜技术,其结果是井斜控制十分困难、钻井速度极慢;利用弯螺杆＋转盘钻井复合技术,虽然钻井速度有一定的提高,但仍不能达到提速的目的。为提高机械钻速,引进贝克休斯的VTK垂直钻井系统,较好地解决了井斜与钻压的矛盾,现场应用表明,在易斜地层中使用该工具,可以有效控制住井斜,解放钻压,大幅提高钻井速度。     

贝克休斯垂直钻井系统在大湾1井的应用

大湾1井在钻进千佛崖组到须家河组地层时,由于地层倾角较大,自然造斜能力强,从而造成其井斜很难控制,采用常规纠斜钻具组合亦不能有效控制井斜,井斜控制十分困难,钻速极慢。为了解决上述问题,在该井从1828．96m千佛崖组开始试验使用贝克休斯公司的VertiTrak垂直钻井系统。介绍了现场应用情况,分析了VertiTrak垂直钻井系统的应用效果,指出了应用中需要注意的问题。实践表明：应用VertiTrak垂直钻井系统能够较好地解决钻井提速施工中井斜与钻压之间的矛盾,提高机械钻速并缩短钻井周期。     

Power V垂直钻井技术在黑池1井的应用

笔者简单介绍了Power V工具的主要结构、性能和使用注意事项，以及在黑池1井的应用情况，对比分析了Power V垂直钻井技术应用前后的技术、经济指标。应用结果表明该工具在高陡构造、硬地层的钻进中，能够有效控制井身质量、提高机械钻速，实现井身轨迹的连续控制。     

龙深1井垂直钻井钻井液技术

龙深1井是龙门山前缘逆掩推覆构造带大园包构造上第一口深探井。该井上部地层倾角大,井斜控制困难,受断层影响地层破碎裂缝发育,存在井眼不稳定、井漏等复杂问题。为防斜打快,在Φ406井段使用了贝克休斯垂直钻井技术。在分析钻井地层特性的基础上,设计使用聚合物防塌钻井液稳定井壁,通过携砂剂、增粘剂配伍改善井眼净化水平,应用桥接堵漏和硬塞堵漏工艺提高井壁承压能力,保证了垂直钻井工具的井下安全和正常工作,钻井速度提高近5倍,井斜控制在1°以内。     

Verti Trak垂直钻井系统在川科1井中的应用

川科1井设计井深8 875.00 m,是一口超深重点科学探索井,也是目前亚洲设计井深最深的井.为保证二开大尺寸井眼的井身质量,为后续施工打下良好的井眼条件,应用了美国贝克休斯的Verti Trak垂直钻井系统,累计进尺2 240.44 m,累计纯钻进时间1 200.06 h,平均机械钻速1.87 m/h,全井段井斜角控制在0.5.以内.在介绍Verti Trak垂直钻井系统基本工作原理与工作模式的基础上,详细介绍了其在川科1井二开井段的应用情况,并对其应用效果进行了分析.     

垂直钻井技术在直井侧钻中的应用

HSH2井在山前构造带直井段钻进时由于井下掉块发生了卡钻事故,通过多次打捞未解除,形成了井下落鱼,必须侧钻。在分析不同侧钻方案适应性的基础上,综合考虑侧钻难度和侧钻后的井眼轨迹,最终选择并优化了利用垂直钻井系统的纠斜能力进行侧钻的方案。通过控制施工过程中钻压等钻井参数,成功完成了直井段落鱼卡钻井的侧钻,后续井段通过垂直钻井系统的降斜,一开完钻井斜控制在0.1°以内。现场应用表明,该技术为解决火成岩直井侧钻提供了一种新方案,对今后的钻井事故处理有重要的借鉴意义。     

φ311mm自动垂直钻井系统在宣页1井的应用

宣页1井的地质构造具有地层倾角大、各向异性、可钻性差及自然造斜能力强等特点,采用多种传统防斜钻具组合钻进,依然无法较好地防止井斜。为此,研制了φ311 mm自动垂直钻井系统。该钻井系统包括稳定平台及防斜纠斜执行机构2部分,可以有效解决高陡构造及大倾角地层的防斜打快问题,能够完全释放钻压,在保证井斜精度的前提下,可大幅度提高机械钻速,缩短钻井周期,降低钻井成本。该系统在宣页1井的应用中总进尺210.88 m,纯钻时间64 h,机械钻速3.29 m/h,与传统钻具相比,钻速提高114%,并收到明显的纠斜效果。     

BH-VDT垂直钻井系统导向块结构优化设计及现场试验

我国多个油气田处于高陡构造、地层倾角较大地区,面临防斜打直和钻井提速的难题。渤海钻探自主研发的BH-VDT5000 垂直钻井系统在国内多个油气田进行了成功应用,但在个别井垂直钻井施工中发生导向块落井事故。通过导向块井下工作受力分析,认定事故发生的原因是单驼峰结构导致导向块接触井壁处于压缩状态时,弹簧销与导向块腰孔发生接触摩擦,从而磨损断裂。提出将导向块的单驼峰结构改为双驼峰结构的技术方案,同时在弹簧销内加入实体销和在导向块两侧设计挡板结构,防止复杂的工况把弹簧销带出。改进后的BH-VDT5000垂直钻井系统在塔里木油田山前克深1102井一开?558.8 mm和二开?431.8 mm井段进行了现场应用,取得了良好效果。     

PowerV垂直导向钻井技术在TL601井的应用

TL601井二开在上部陆相地层沙溪庙组引进斯伦贝谢PowerV垂直导向钻井技术,自1016 m垂直导向钻进至2173 m,井斜均控制在0.26°范围内,井身质量控制极佳,有效预防了地层易斜、被动纠偏的情况,为后续钻井提供了优良的井眼条件。垂直导向在本井的成功应用为今后在本区块以及四川高陡构造区块优快钻井提供了宝贵经验。     

一种新型垂直钻井工具

井斜在石油钻井过程中经常发生，它的危害很大。文中介绍的垂直钻井工具的工作原理与常规的“钟摆”、“满眼”不同，它通过柱塞把侧向力直接施加在钻头上。由于侧向力大且与钻具组合和钻井工况无关，因此，防斜效果好。这种垂直钻井工具是纯机械结构，没有电子器件，所以结构简单、维护方便、工作时间长、成本低。文章介绍了该工具的结构、工作过程，通过理论分析证明原理可靠。该工具已获国家专利，专利号是2004200894716。     

机械式自动垂直钻井工具的研制

为了有效地提高直井的钻井速度和质量,根据现有技术研制了机械式自动垂直钻井工具。这种钻具能适时感应井斜的重力信号,并由重力驱动执行机构,利用钻井液循环在钻柱内外形成的压差,在钻柱旋转的情况下推动活塞靠向高边井壁,对钻头施加指向井眼低边的周期性侧向力,在钻进过程中实现对井斜的适时修正。现场试验结果表明,机械式自动垂直钻井工具的工作原理正确,结构可靠,能够在主动、适时防斜的同时,有效地释放钻压,提高钻速。该工具的研制成功为直井的防斜打快工艺提供了一种新的技术手段,具有广阔的应用前景。     

Power V垂直导向钻井技术在普光7井的应用

四川盆地川东普光构造地层倾角大，特别是上部陆相地层，岩性多变，砂岩、泥岩、页岩互层频繁，井斜非常突出。被动防斜技术在川东普光高陡构造钻探过程中受其内在力学性质影响，无法实现防斜打快。而Power V“全自动化”旋转导向垂直钻进工具，在钻进时会自动追踪井斜变化，自动设定和调整工具侧向力，使井眼轨迹快速返回垂直状态。在高陡构造地层钻进中，有效地解决了防斜和加大钻压之间的矛盾，可大幅度地提高钻井速度。以Power V垂直导向钻井系统为代表的主动防斜技术，通过在普光7井的应用，证实了其在保证井身质量的前提下可最大限度地提高机械钻速。     

自动垂直钻井工具在蓬莱气区推广应用

四川盆地地质条件复杂,川中蓬莱气区雷口坡～嘉陵江组挤压褶皱变形、地层倾角大、自然造斜率高,常规的弯螺杆定向+复合钻进方法纠斜效率低,机械钻速慢,钻井周期长,成为该区提速增效的技术难题,影响整体开发效果。为达到解放钻压、防斜打快、提高机械钻速,实现优快钻井的目标,在雷一段～嘉陵江地层和雷一段～飞仙关地层,应用自动垂直钻井方法,使用Power-V、VertiTrak垂钻工具,钻进过程中解放钻井参数,闭环自动调整,使井斜保持垂直,对克服该地区地层倾角大的井斜问题具有针对性。因此进行了工具优选、施工参数优化和配套技术方案的实施,在PSX13、PSX6井等6口井的钻井中,平均机械钻速为8.45 m/h,是未使用该工具邻井的5.71倍,井斜控制在1°以内。其中PSX6、PSX9井等实现一趟钻超千米进尺,实钻数据表明应用先进的垂钻技术在蓬莱气区降斜提速的效果显著,取得了良好的经济效益和社会效益,可在蓬莱气区进一步推广应用。     

Φ311mm垂直钻井系统在T82066井的应用

油气井防斜、纠斜问题是钻井过程中普遍存在但一直未能彻底解决的经典性难题之一。西部钻探克拉玛依钻井工艺研究院历经数年攻关,终于开发出具有自主知识产权的Φ311mm主动式垂直钻井系统,并于2009年9月在T82066井进行了首次试验,喜获成功。从Φ311mm垂直钻井系统自身结构特点出发,结合现场实际,对试验难点及对策、现场试验步骤进行了分析探讨,并对现场试验过程、试验效果进行了阐述、分析。试验证明,Φ311mm垂直钻井系统在陡构造地层、大倾角地层、断层、地应力异常地层的钻探中,纠斜、防斜效果显著,快速钻进能力强。