Φ311自动垂直钻井系统技术探讨

在钻井过程中,有效实现高陡地层的防斜打快是一个普遍存在的技术性难题。传统的防斜纠斜方法,大多以牺牲钻压、降低机械钻速为代价,防纠斜效果不明显,因此具有较多弊端。Φ311垂直钻井系统是克拉玛依钻井工艺研究院历时多年研制成功的井下工具,是机、电、液一体化的井下智能自动垂直钻井系统。该系统已在新疆油田成功应用两井次。试验结果表明,该系统各项指标均达到设计要求,满足了高陡易斜难钻地层防斜打快的技术要求。本文主要对该垂直钻井系统的结构、工作原理、配套技术及现场应用等情况进行论述。     

垂直钻井系统在吐哈盆地山前高陡构造的应用

针对吐哈山前高陡构造的井斜规律,通过优化垂直钻井系统应用井段,在高陡构造带柯19-11井等4口井分别试验应用了国产SVD和斯伦贝谢POWER-V两种垂直钻井系统.通过现场应用证实了垂直钻井系统可有效控制井身质量,同时可大幅度地提高钻井速度；在高陡构造地层钻进中,可以有效地解决防斜和强化钻井参数打快之间的矛盾.     

易斜地层防斜打快钻井理论与技术探讨

在高陡构造等易斜地层进行垂直钻井时，如何实现防斜打快的理想目标，是目前石油工程领域的重大技术难题之一。简要讨论了传统静力学防斜理论和技术的局限性，进而阐明了动力学防斜打快理论的基本概念与技术要点。在此基础上，较详细地讨论了光钻铤大钻压、偏心“刚柔”钻具组合等动力学防斜打快技术理论及其应用情况，同时分析了井下动力钻具复合旋转钻井方式的优越性，并简要介绍了国外自动垂直钻井系统的发展概况。     

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。     

VTK垂直钻井技术在川东地区的应用

四川盆地川东高陡构造区内的侏罗系沙溪庙组-下三叠统嘉陵江组地层岩性组合复杂、软硬交替频繁,属于典型的易井斜地层,采用常规的防斜技术虽能防斜,但因钻井参数受限,严重影响了机械钻速的提高。VertiTrak是贝克休斯公司最先进的垂直钻井系统,它是综合了闭环旋转导向系统、高性能X TREME马达、可靠的随钻测试等3种技术而开发出来的一种闭环自动垂直钻井系统（简称VTK垂直钻井技术）。在川东地区试验应用了VTK垂直钻井技术,同时强化钻井参数、优化钻井液防塌及流变性能。结果表明,试验获得了成功：①在已经发生井斜的井段用VTK工具进行正常钻压钻进,较快地实现了井眼轨迹的平稳降斜;②纠斜任务完成后,正常钻压钻进过程中实现了稳斜防斜;③VTK垂直钻井防斜打快效果显著--钻压达25 t,机械钻速提高50%～60%,钻井周期缩短30%以上。该方法为实现川东高陡构造区沙溪庙组-嘉陵江组长段易斜地层的防斜打快探索出了一条新途径。     

PowerV垂直钻井技术在克拉2气田的应用

随着塔里木油田在山前构造区域勘探开发力度的不断增大,防斜打快技术成为制约塔里木地区山前构造勘探开发钻井进程的关键技术。位于新疆库车凹陷山前构造的克拉2气田是西气东输工程的主力气源地,目前进入了大规模开发阶段。简述了克拉2气田的地层特征,评价了山前高陡构造防斜打快技术,介绍了PowerV垂直钻井新技术工作原理及其应用方法,列举了其在西气东输克拉2气田2口直井开发井?406.4mm井眼段的应用情况,并在技术和效益方面对应用情况作了评价,认为PowerV垂直钻井技术可完全解放钻压,变被动防斜为主动防斜,对将来山前高陡构造防斜打快、缩短钻井周期、降低钻井成本具有一定的借鉴意义。     

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。     

φ311垂直钻井系统的研制

在钻井过程中,实现高陡地层的防斜打快是一个普遍存在的技术性难题。国内已有的钻井防斜方法,大多以牺牲钻压、降低机械钻速为代价。因此,都不能经济高效地解决在大倾角、陡构造等地层的井斜问题。介绍了一种井下智能防斜纠斜的钻井工具——φ311垂直钻井系统,其具有自主发电、井下闭环控制、数据井下储存井上回放等特点。该系统可极大地解放钻压、提高钻速,目前已在新疆油田进行了现场试验,并获得成功。     

川东地区高陡构造VTK垂直钻井配套钻井液技术

针对川东地区高陡构造高地层倾角井井眼轨迹控制难度大,并且上部自流井群泥页岩极易发生垮塌等特点,提出应用VTK(VertiTrak)垂直钻井技术防斜打快,并配合使用活度平衡防塌钻井液,以确保井眼稳定和VTK设备安全.介绍了钻井液体系的选择思路和配方的优选.天东004-X3和板东006-H1两口试验井通过应用该技术,平均机械钻速比邻井相同层位提高了57.1％以上,钻井周期缩短了6.1 d,表明VTK垂直钻井技术在高陡构造高倾角井和易斜地层能有效控制井斜,实现直井段的防斜打快、提高机械钻速,配套的活度平衡防塌钻井液具有“强抑制、平衡滤液活度、超低渗透”特性,能有效解决易塌泥页岩地层的井眼稳定问题,并成功实现化学防塌,较大幅度地降低了钻井液密度.     

川东北地区陆相地层防斜打快技术

川东北地区气藏受多期地质构造运动和沉积条件的影响,其大部分地层为复杂小褶皱高陡构造,特别是陆相地层普遍为大倾角地层,其岩性变化大且自然造斜能力较强,因此在该地层钻井时的井斜问题十分突出,给钻头选型以及防斜钻具组合的应用增加了难度。基于此,分析了川东北地区影响防斜打快的地质和工程因素,推荐了大尺寸钻铤钻具组合、垂直钻井系统技术以及空气锤钻井等技术方案,并通过各方案应用效果的分析和评价,综合利用以上钻井技术在防斜打快中的优势,有效地解决了在该地区施工中陆相地层井斜控制和提速之间的矛盾。加快了川东北地区的勘探步伐。     

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。     

普光气田防斜打快技术研究与应用

井斜问题是油气井生产中一个非常突出的难题，尤其是在高陡构造的深井钻井中，如何实现防斜打快一直是钻井界努力探索的课题。为此，介绍了普光气田防斜打快技术研究取得的新进展。实践表明，复合钻井、垂直钻井、空气钻井、空气冲击钻井在普光气田实现了防斜打快的预期目标，成为了加快普光气田勘探开发进程的重要技术。分析认为，垂直钻井技术、空气钻井技术和空气冲击钻井技术将会成为国内深井、特别是高陡构造深井、超深井防斜打快的核心技术之一。     

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。     

Φ311mm垂直钻井系统的工作原理及现场应用

Φ311mm垂直钻井系统是克拉玛依钻井工艺研究院历时多年研制成功的井下工具,是机、电、液一体化的井下智能钻井系统。该工具可实现在高陡地层,特别是在山前构造带地层的防斜打快技术。目前,该系统已在新疆油田试验两口井次,并获成功。试验结果表明,该系统各项指标均达到设计要求,满足了闭环控制的设计要求,具有广阔的应用前景。     

"偏轴防斜打快钻井技术"通过专家评定

２０００年９月１１日，中国石油勘探开发研究院钻井所承担的“偏轴防斜打快钻井技术”的成果通过了科研处组织的专家评定。 与会专家们认为：井斜问题一直是困扰国内、外石油钻井工程界的难题之一，偏轴防斜打快钻井技术的成功在钻井工程上具有重要的理论意义和应用价值。 钻井所通过课题的理论研究与现场应用，已经建立了直井防斜打快的新理论和新工具，并形成了一套新技术。 偏轴防斜打快技术改变了传统的防斜观念与方法，建立了高陡构造条件下全新的防科打快钻井模式，并根据山前高陡构造带地层特征和井身结构的特点，已经设计出三种尺…     

阿北1井垂直钻井工具应用分析

为解决塔里木盆地两北地区二叠系地层底部-志留系地层采用常规钻具组合钻井时井斜严重及防斜与打快矛盾突出的难题,阿北1井进行了VTK垂直钻井系统防斜打快试验。VTK垂直钻井系统为一种闭环自动垂直钻井系统,在工作中可主动启动液压部件,通过1~2个肋板向井壁施加一定的作用力以对抗井斜趋势,以保持井眼按垂直方向钻进。现场试验结果表明:阿北1井应用VTK垂直钻井系统钻进深部易斜地层时,井斜角控制在0.14°~2.09°,大部分井段的井斜角小于1.00°;大部分试验井段(5 331.00~5 532.00和5 698.8~5 965.15 m)机械钻速可达2.34~1.17 m/h,与常规钟摆钻具组合相比,机械钻速提高17%~21%。这表明利用VTK垂直钻井系统基本可以解决塔里木盆地两北地区井斜控制困难及防斜与打快突出的难题,但为充分发挥VTK垂直钻井系统防斜打快的优势,需在钻头选型、钻井液性能优化及应对井下故障能力等方面进行进一步研究。      

捷联式自动垂直钻井系统井斜方位动态测量算法研究与应用

捷联式自动垂直钻井系统是针对高陡构造及大倾角地层的防斜打快难题而提出的一种新型自动垂直钻井工具.在小井斜动态旋转条件下,提出一种新的捷联式自动垂直钻井井斜、方位角动态测量算法,并针对不同倾斜角、不同钻铤转速等因素对算法进行仿真研究.结果表明,未经误差补偿的动态解算结果可用于自动垂直钻井的方位角动态测量.只是其精度受倾斜...     

防斜打快技术在准噶尔盆地南缘地区的应用

准噶尔盆地南缘地区发育山前冲断带,属山前高陡构造.高陡构造在钻井过程中易造成井斜,钻井参数难以强化,影响整体机械钻速,因此开展该地区防斜打快技术的研究与应用具有重要意义.通过对南缘地区防斜打快技术的梳理,总结了该地区早期防斜打快技术使用的钟摆钻具组合和满眼钻具组合的特点及适用性,分析了当前南缘地区主要使用的三种防斜打快技术,即PDC钻头配合螺杆钻具、MWD加微弯螺杆复合钻进技术和PowerV垂钻系统.对南缘地区当前采取的三种防斜打快技术现场应用效果进行了分析研究,认为当前采用的防斜打快技术现场应用效果明显优于早期技术;当前三种防斜打快技术以PowerV垂钻系统防斜打快效果最好,其次为复合钻井技术,但是PowerV费用昂贵,技术受限;多种复合钻井技术研究和国产垂钻系统的试用推广是准噶尔盆地南缘地区防斜打快技术的发展方向.     

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。     

涡轮钻具防斜打快钻井理论与技术探讨

基于对涡轮钻具防斜打快钻井理论与技术的研究。首先对涡轮钻具防斜打快钻井理论进行分析,阐述涡轮钻具防斜打快钻井技术,其中包含高陡构造特点、防斜打快钻井机理,并将其应用在钻井工作当中,从而推动资源勘探工作的更好发展,进而推动国家更快进步。