Geo-Pilot旋转导向系统发展与应用研究

旋转自动导向系统是旋转导向钻井技术的核心,是目前世界上具代表性和先进性的钻井技术。概述了Geo-Pilot旋转导向钻井系统的发展概况,分析其系统构成和导向机构工作原理,总结了该系统的特点和优势,为现场应用提供参考。     

水平分支井钻井及完井技术

QHD32-6油田于2001年10月投入生产,该油田属河流相沉积,储层分布非常复杂。为了最大程度地动用油田石油地质储量,提高经济效益,在油田现有开发井的基础上,结合油田生产现状,决定在原有的丛式井平台上补钻水平分支井QHD32-6-D27ma井。文中介绍了QHD32-6-D27ma井的钻井及完井技术难点及应对措施,包括井眼防碰技术、领眼钻井技术、地质导向钻井技术、分支井眼侧钻技术、大斜度井段固井质量检测技术、克服摩阻技术、油层保护技术和裸眼内下入筛管的完井技术。另外,还对所用的Schlumberger公司的PowerDrive旋转导向工具做了介绍。     

旋转导向钻井系统

导向泥浆马达已在定向井和水平井钻井得到了广泛的应用，但它们存在作业效率低、机械钻速慢、钻头选型难、泥浆马达－钻头组合性能差等局限性。为克服这些局限性，满足大位称井的钻井需要，Ｃａｍｃｏ公司、ＢａｋｅｒＨｕｇｈｅｓＩＮＴＥＱ公司、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ钻井自动化中心等都在研制旋转导向钻井系统。介绍旋转导向钻井系统的工作原理和发展前景。     

侧向回接系统：水平分支井钻井与完井技术

从一主井眼中钻多个分支井眼，以暴露更多的油气藏，这项技术已日趋成熟。本文描述的侧向回接系统（ＬＴＢＳ），在各分支井眼固井作业时，使各生产尾管相互连接成一整体，该系统比单一水平井眼更能显著地裸露油藏。在直井、定向井和水平井钻井作业期间，在任意预定井深，随时可侧钻分支井眼，修井作业时，该系统使得进入分支井眼作业更加顺利。在用水平井技术开采已获得增产效益的一浅层松软砂岩油藏，用ＣＳ资源公司合作，成功试验     

胜利油田鱼骨状水平分支井钻井技术

为寻求一种更有效、科学和经济的储量动用方式和油藏开发方式,胜利油田开展了鱼骨状水平分支井技术研究与应用。从鱼骨状水平分支井的设计原则着手,对该技术的钻进方式、井身结构、裸眼分支井侧钻技术、钻具组合、地质导向钻井技术、油气层保护技术、完井技术等关键要素进行了研究,同时进行了5口井的现场试验。试验结果表明,试验井产量是普通定向井或直井的3倍多,能极大地提高油藏的动用程度,提高油气藏开发利用率和采收率。鱼骨状水平分支井的成功实施为胜利油田提高油气藏综合开发效益提供了一套全新的技术路线,也为今后该技术的推广应用积累了丰富的经验。     

旋转导向钻井技术在昌吉油田JHW007水平井中的应用

JHW007井是2013年新疆昌吉油田吉木萨尔井区部署的一口目的层为芦草沟组致密油藏的先导试验水平井,设计井深4 593 m。通过优化井身结构、优选PDC钻头、优化轨迹控制技术和钻具组合、使用先进的旋转导向系统等技术措施,该井顺利完钻,在造斜段采用三维绕障轨迹控制技术两趟钻完成施工;三开水平段使用旋转导向钻井系统,使水平段一趟钻完成;全井斜井段施工仅用21.77天完成,大大提高了该区块水平井的机械钻速。     

旋转导向闭环钻井系统

通过对比研究国内外有代表性的旋转导向钻井系统的组成及特点,介绍了旋转导向闭环钻井系统的集成方式、井下定向控制单元、地面监测系统,论述了旋转导向钻井工具在旋转钻进时具有连续三维导向和增大延伸长度的能力,可提高钻速,缩短建井周期,降低钻井成本,并详细阐述了国内正在开发的旋转导向闭环钻井系统(MRSS)的定向控制原理、5个组成部分及主要技术特点。认为只有开发和集成钻井信息管理与决策软件,才能充分发挥旋转导向闭环钻井系统的效益     

旋转导向钻井技术在MDC-15井的应用

旋转导向钻井技术是20世纪90年代出现的一项钻井新技术,是钻井技术的一次质的飞跃。由长庆石油局厄瓜多尔分公司承接的SIPEC项目MDC-15井中应用了由Halliburton公司提供的旋转导向钻井技术,钻井实践取得了成功。本文对此项目进行了全面介绍并做出了展望。     

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。     

旋转导向系统在彭页HF-1井的应用

由于彭页HF-1井在钻进过程中钻速仅在2.62 m/h左右,同时井眼轨迹难以控制,最大井斜角达到16°,采用螺杆钻具纠斜效果仍不明显,这些都给该井的施工带来困难,所以决定采用哈里伯顿旋转导向技术。为此介绍了EZ-Pilot旋转导向系统的结构、性能及其优点,基于其在彭页HF-1井的应用情况,分析了其应用效果。现场应用情况表明,采用EZ-Pilot旋转导向系统解决了传统导向造斜工具施工长水平段水平井时存在的摩阻大、井眼清洁度低的问题,满足该井钻完井施工作业要求。在机械钻速、井眼质量等方面,旋转导向系统都表现出良好的性能,其机械钻速要明显高于螺杆钻具,特别是在水平井段这种优势更明显,同时井眼的狗腿度每30 m仅在6°以内,保证了井眼的光滑。     

连续导向钻井技术在华北油田的应用

连续导向钻井技术是近年来在现场实施的一项新的钻井技术。华北油田第四钻井工程公司在12口井上实施了该技术。实施中,根据不同的地层,选择了不同的钻具组合,在连续导向钻进段选用PDC钻头,在第1口井的实施中,选用了MWD无线随钻测量仪器,运用自行研制的钻井软件,不断调整钻进参数,顺利完成了钻井作业。完成的12口井钻机月速度提高了41%,钻井周期降低了9.34d/口,建井周期降低了11.44d/口。得出了0.85°单弯螺杆造斜率可满足井斜不大于20°的定向井和复合钻进的要求的结论,该技术的应用表明,连续导向钻井技术可大力推广应用。     

自动寻向旋转钻具钻进南海8600m大位移井

南海油田XJ24－3－A18井是1口井深8600m、水平位移7500m、垂深2740m的大位移井,当井深达到7000m以后,旋转钻井方式的井斜控制难度大,同时产生方位漂移,若改成滑动钻井方式,则钻进摩阻大,钻进难且机械钻速低;当钻进到6871m时,改变了钻具结构,下入了“Power Drive”旋转钻井导向工具。应用表明,钻进中钻井参变化不大,井斜和方位变化均匀、控制井斜和方位比较成功,不产生漂移、狗腿度低,机械钻速提高近10倍,经济效益显著,真正达到了安全、平稳、高效、低耗。     

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。     

调制式旋转导向钻井工具稳定平台控制机构研究

深入研究了调制式旋转导向钻井工具中的稳定平台控制机构的结构原理和控制原理。介绍和分析了一种用井下涡轮发电机作为力矩发生器,通过调节其电磁力矩的方法来实现稳定平台控制的方法。在推导控制对象数学模型的基础上对控制系统进行了相应的计算机仿真,仿真结果表明了该控制方案的可行性和有效性。     

旋转导向随钻测井在长庆油田致密油水平井实验区的应用

水平井开发作为提高单井产量的重要手段已在长庆区块普遍应用,但在致密油区块优质、高效地完成薄油层长水平段钻井已成为水平井开发的技术难点。在长庆油田致密油开发实验区,宁平×井应用旋转导向随钻测井技术安全优质地完成该井的测井、定向、导向及解释评价一体化的随钻测控服务,取得了良好的应用效果,为长庆油田致密油水平井开发摸索出了一套系统的解决方案。     

旋转导向钻井工具导向力优化设计

以旋转导向钻井工具的导向工况为背景，从旋转导向钻井工具执行机构侧向力的规律分析入手，推导了侧向力和工具导向力的解析式，总结出了执行机构侧向力及其覆盖面角的变化规律、工具导向力及其覆盖面角的变化规律、工具导向力在导向方向及其垂直方向上两个分量的变化规律。从保持导向力平稳等目标出发，以上盘阀高压孔圆心角为基本变量，给出了最优的导向力及其产生的务件，为工具结构参数的设计提供了依据。     

��ת�����꾮Һ�������ļ��������

文章介绍了正在研制的调制式旋转导向钻井工具MRST的组成及其工作原理；它由测控短节、偏置导向执行机构两大部分组成，是在钻柱全旋转且相对于井壁没有静止支撑点的条件下进行导向钻井的。工具偏置导向执行机构的执行是以钻井液为制导动力源，即作用在执行机构伸缩块上的内外压差而产生的液力推力，液力推力的大小与制导效果密切相关；为此，采用常规钻井水力学计算程序，对MRST在正常钻井工作条件下液力推力的大小及其影响因素进行了计算分析。结果表明，就目前国内陆上钻井设备所具有的条件，所研制的MRST是可以适应7000 m井深以内的井对导向力控制要求的；但作用在MRST伸缩块上的液力推力是随井深、排量、钻井液密度及流变性等的变化而变化的，实际应用MRST时应考虑上述因素变化对MRST工作性能产生的影响；此外，也可考虑通过微调排量的办法来调整MRST导向力的大小。