旋转导向钻井技术研究新进展

井下旋转导向钻井工具是旋转导向钻井系统的核心部件,从应用情况来看,指向式旋转导向钻井工具是发展的趋势。为解决在钻大位移井、水平分支井等复杂结构井时出现的种种难题以及国内指向式旋转导向钻井技术的"瓶颈"问题,将理论与实践相结合,对旋转导向钻井技术的国内外研究现状做了分析;介绍了目前国内外运用比较广泛且典型的推靠式MRST和指向式Geo-Pilot井下闭环旋转导向钻井工具。在大量调研和文献分析的基础上,提出了研制与Geo-Pilot有所不同的新型指向式旋转导向钻井工具的思路,并着重论述了其结构与导向原理,总结出该指向式旋转导向钻井工具的特性与优点,提出了下一步的研究重点、难点与方向。     

旋转导向钻井技术及钻井工具应用研究

旋转导向钻井系统是由井下闭环变径稳定器与测量传输仪器(MWD/LWD)联合组成的工具系统,它完全抛开了滑动导向方式,以旋转导向钻进方式自动、灵活地调整井斜和方位,大幅提高了钻井速度、钻井安全性和轨迹控制精度。分析了旋转导向钻井系统的技术特点,介绍了典型旋转导向钻井系统的结构组成、工作原理及发展、应用情况。为超深井、高难度定向井、大位移井、水平分支井等特殊工艺井的导向钻井提供技术支持。     

Geo-Pilot导向工具在渤海旅大27-2油田水平分支井作业中的成功应用

渤海旅大27-2油田A3m水平分支井应用Geo-Pilot旋转导向工具进行正常钻进和裸眼侧钻,侧钻点2899米处的井斜为96°,此时钻具上翘重力作用对裸眼侧钻的贡献大大降低,增加了裸眼侧钻的难度。本文对A3m水平分支井的成功作业模式、作业工具、作业流程以及施工关键点做了详细介绍。     

Geo-Pilot旋转导向在肇平X井的应用浅析

本文将研究Geo-Pilot旋转导向在肇平X井的应用,结合公司引进的Geo-Pilot旋转导向系统,在实际应用中遇到的问题,并探讨如何为钻井提质提速积累实际经验。     

POWER-V和PD-XCEED垂直导向钻井技术在渤海油田的应用

渤海油田探井深部井段地层倾角大,而且岩性多变,砂泥岩互层频繁,钻井过程中井斜问题非常严重,且地层容易垮塌。简述了渤海2井、3井的地层特征,评价了以往高陡构造防斜打快技术,介绍了POWER-V及PD-XCEED垂直导向钻井工具的防斜打直机理及其各自的应用方法。通过在渤海油田钻井过程中的应用,对两种垂直导向钻井工具进行了对比,并在技术和效益方面对两者的应用情况做了详细的评价。实践表明,两种垂直导向钻井工具都能有效地解决防斜和加大钻压之间的矛盾,变被动防斜为主动防斜,对高陡构造防斜打快、降低钻井成本等方面具有一定的指导意义。     

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总结了渤海使用美国Ｂａｋｅｒ－ＨｕｇｈｅｓＩｎｔｅｇ公司的大曲率短半径导向钻井技术，首次在花岗岩地层中、最大井斜７５°的情况下，应用大曲率短半径钻井技术钻径向分支井获得成功的４项关键的技术。这４项技术是：①花岗岩中侧钻技术；②大曲率短半径导向马达的钻井技术；③大曲率短半径小井眼的打捞及复杂情况处理技术；④大曲率短半径小井眼的ＭＷＤ测量技术。通过该井的关键技术的掌握以及成功技术的应用，为今后在海上开发小井眼、大曲率、短半径水平井及水平径向分支井技术积累了宝贵的经验，同时也为钻井工程了解和掌握在花岗岩地层中钻大曲率短半径分支井钻井技术摸索出了新的方法     

Power Drive Archer侧钻水平分支井应用分析

渤海绥中油田某井是一口水平井,为保证本井产量,油藏决定在原井眼的基础上侧钻分支井,原井眼命名Ma,新井眼命名Mb。大多数分支井钻井使用常规的导向钻具,本井是渤海油田首次采用斯伦贝谢旋转导向工具PD-Archer进行水平分支井作业。     

新型地质导向技术在渤中25—1油田的应用

在水平分支井钻进过程中，地质导向技术是保证井眼顺利进入油层，并在油层中穿行一定距离的重要技术。结合渤海海域渤中25—1油田曲流河相沉积地层水平分支井开发实例，介绍了Powerdrive和GST等地质导向钻井工具，并进一步结合LWD／MWD和综合录井技术，探讨了复杂地层的地质导向技术，包括：依据近钻头电阻率、自然伽马判断钻头处的岩性；依据衰减电阻率和相位电阻率的差别判断钻头是否接近泥岩；利用顶密度和底密度的差别判断泥岩位置；利用顶底密度差别计算地层倾角；利用电阻率曲线的极化角现象识别地层界面；依据钻时和气体数据，结合岩屑、扭矩和D指数判断钻头处岩性；利用地层的韵律性，结合砂岩粒度变化判断井眼位于油层中的位置等。综合利用这些技术，可以在现场及时指导钻进方向，保证井眼轨迹尽可能多的位于油层中。从应用该技术钻进的7口水平井及水平分支井效果上看，钻遇油层率为95．3％，达到了非常理想的水平。导向工具的先进性、导向技术的全面性及技术人员的素质水平，是保障水平井导向最优化的前提条件。     

旋转导向钻井系统的功能、特性和典型结构

旋转导向系统是一个机、电、液一体化的井下闭环控制工具系统,是大位移井钻井的重要导向工具。在介绍其功能、特性的基础上,主要从应用角度出发,重点介绍目前旋转导向系统的典型产品,如Auto Trak系统、Pow-er Drive系统和Geo-Pilot系统等的基本原理、结构及有关参数。     

探析旋转导向钻井技术研究现状与发展趋势

旋转导向钻井技术是随着油田开发过程中人们对钻井井眼轨迹的新要求应运而生的,旋转导向钻井技术的应用能够解决大位移井、水平分支井、薄层水平井等复杂结构井钻井技术难题。本文主要对旋转导向钻井技术的研究现状进行了详细分析,并预测了其未来的发展趋势。     

单弯双稳导向钻具组合复合钻进稳斜能力分析与优化

为解决单弯双稳导向钻具组合长时间复合钻进时实钻井眼轨迹偏离设计井眼轨道的问题,对单弯双稳导向钻具组合的稳斜能力及其影响因素进行了分析。根据底部钻具组合复合钻进导向力的拟动态计算模型,编制了相应的计算机程序,模拟计算了钻具组合结构参数、井斜角和钻压对单弯双稳导向钻具组合复合钻进稳斜能力的影响规律。结果表明:第一稳定器如果外径过小,在复合钻进中将处于悬空状态,失去支撑井壁的作用;随着第二稳定器外径的增大,单弯双稳导向钻具组合复合钻进的钻头井斜力减小;螺杆弯角、井斜角和钻压对单弯双稳导向钻具组合复合钻进的钻头井斜力影响均不显著。根据模拟计算结果,对南堡13-斜1025井稳斜段所用单弯双稳导向钻具组合进行了优化设计。实钻结果表明,采用优化设计的钻具组合复合钻进时稳斜效果很好,井斜变化率只有0.18°/30m。这说明,根据各因素对复合钻进稳斜能力的影响规律,对单弯双稳导向钻具组合进行优化设计,可以提高其稳斜能力。      

征1-斜3井防塌钻井液技术

征1-斜3井是准噶尔盆地中部1区块第一口定向井,完钻井深4 900 m,该区块地质构造复杂,钻井液施工技术难度大。针对此区块不同地层特点,分别采用聚胺强抑制钻井液体系和铝胺成膜防塌钻井液体系,配合相应的现场钻井液维护处理工艺,安全高效钻达目的层,钻井周期创该区块新记录;且测试后,获得日稳产油4.5 t的良好工业油流。     

连续旋转定向钻井系统——AutoTrak RCLS

CACT作业者集团在惠州油田成功地使用了BakerHughesInteq公司最新推出的定向钻井及随钻测量工具AutoTrakRCLS连续旋转闭环定向钻井系统 (AutoTrakRotaryClosedLoopDrillingSystem,简称AutoTrak),这也是AutoTrak首次在中国地区的使用。简要介绍了AutoTrak的组成及其特点,并详细地介绍了AutoTrak在惠州油田HZ2 1- 1平台 2口井中的使用情况。AutoTrak打破了传统可调弯度马达地质导向系统滑动钻进进行定向钻井的模式,引进了在连续旋转过程中进行定向钻进的全新概念,实现了只用一趟钻来完成造斜、稳斜、降斜以及水平段的定向钻进,从而节省了不必要的起下钻时间,提高了机械钻速;同时能够提供更平滑的井眼轨迹和更为清洁的井眼,减少了扭矩和摩阻,从而有利于定向钻进及下套管作业的顺利进行。实现了在井深 10 31m的 2 15.9mm井眼段只用 1趟钻来完成连续定向造斜的任务,把计划的 12d钻井作业时间缩短到 4.7d,减少了钻井事故发生的可能性,提高了钻井作业的效率,节省了作业时间。     

文92-平1深层水平井钻井技术

文92-平1井是中原油田第一口超薄油藏深层水平井，地层硬，井深，压力系数高，二开裸眼段长，油层薄，地层不确定程度高，通过采用聚合醇-正电胶钻井液体系，选用高效PDC定向钻头，精心设计钻具结构和钻井参数。以及得力的井下安全措施。使该井安全满足了甲方要求，全井安全无事故。     

平落006-5井空井固井初探

平落006-5井是平落坝低压易漏地质构造上的一口排水井。设计311.2mm井眼采用空气钻井技术钻至井深1650m下入244.5mm技术套管。为了解决空气钻井达到设计井深后,替入水基钻井液再下套管、注水泥固井面临井壁水化失稳和井漏等问题,第一次实施了空井正注水钻井液固井作业。分析了空井固井的7项技术难点。空井通井采用了模拟钻具配合划眼、加大排气量清扫技术,下套管采用了加长铝质引鞋配合平稳控制下放速度技术,注水泥采用内插管配合施工参数动态监测技术。介绍了现场施工过程中井眼准备及管柱下入、注水泥等工序,值得借鉴和推广。施工顺利,固井质量合格,创造了该地区244.5mm套管空井固井最深纪录,丰富了空气钻井技术。     

南海西江大位移井定向控制技术研究

对南海西江大位移井的定向控制技术进行了分析研究。在南海西江大位移井定向钻进控制中,综合使用了滑动导向马达及旋转导向工具2种钻井系统。当使用滑动导向马达时,虽然可实现水平位移超过8km的大位移井导向钻进目标,但施工难度较大,要求必须通过数值模拟来精心设计底部钻具组合;当使用旋转导向工具时,则可顺利实现大位移井的自动导向控制,并且可获得较高的控制质量。综合考虑技术与经济两方面因素,在钻进大位移井的小位移井段时,可使用滑动导向马达通过复合钻进实现井眼轨迹的连续导向控制,而在钻进较大位移井段时,则宜使用旋转导向工具进行自动旋转导向控制钻进。应根据井况对大位移井定向钻进进行变换控制。     

中原油田第一口超薄油藏深层水平井

文92-平1井是中原油田第1口超薄油藏深层水平井,地层硬、井深、压力系数高、二开裸眼段长、油层薄、地层不确定程度高等因素,使该井的难度在中原油田历年来的水平井中处于首位。同时,施工过程中多次修改地质设计,不断调整垂深追踪油层,给井眼轨迹控制增加了极大困难。通过导向钻具组合及MWD监测的应用,保证了井身质量;通过采用聚合醇正电胶钻井液体系,保证了井下的措施安全,选用高效PDC定向钻头,精心设计钻具结构和钻井参数,使该井全井安全无事故。该井初期投产只射开1/2的水平段,日产油41.1t,产量是邻井的8倍,经济效益显著。