云顶集团公司最新钻井新技术简介-程常修老师讲稿(幻灯片)

　　云顶集团公司最新钻井新技术简介-程常修老师讲稿(幻灯片)2,套管钻井工艺 套管由顶部驱动装置带动旋转,由套管传动扭 矩,带动安装在套管端部工具组上的钻头旋转并钻 进.钻进过程中,先令2个扩孔钻头张开,即可将井 眼扩大.钻井液自套管内进入,由套管与井眼之间 的环形空间返出.

　　钻头固定在一个专门设计的工具组前端,工具组锁定 在套管端部,并通过钢丝绳与一部专门用于起下钻头的绞 车相连接.当需要更换钻头时,将锁定装置松开,再用绞 车钢丝绳通过套管将工具组起出.换上新钻头后,再用绞 车通过套管将工具组送入,锁定在套管端部.这样一来更 换钻头就变得十分快捷. 钻头的钻进过程也就是下套管的过程.套管一根根打 下去,不再提起.完钻后即可开始进行固井作业.

　　加拿大Tesco公司自1995年起就研究开发套管钻井技 术 . 1998 年 6 月 打 了 第 一 口 试 验 井 , 这 口 试 验 井 用 φ244.47mm表层套管边旋转边钻进到46m处注水泥;二开 采用φ193. mm(73/4〃)套管边旋转边钻进到152m处注 水泥;于1998年10月末最后一层套管柱用φ127mm套管钻 进到609 m处完钻.

　　3,可变径钻头的应用: 可变径钻头在起下钻时直径较小,下到井底一加压, 直径就变大.可变径钻头的最大优点:一是起下钻时钻 头直径可以变得比套管内径及所钻井眼直径小,从而可 以大大减少起下钻时阻卡,减少卡钻事故的发生.而所 钻出的井眼尺寸比常规的要大,从而可以减少下套管的 遇阻,下不到位的复杂情况,同时可以加大套管环间水 泥环的厚度,提高注水泥固井质量.三是可用于套管钻 井技术.

　　随钻测量(MWD)是提供井下信息最重要的技术.在 过去10年中,随钻测量技术最重要的进步是使随钻测量具 备了随钻测井及地质导向的能力.

　　目前的随钻测量已不是仅限于定向测量了,还包括地 质和地球物理数据的测量.其测量参数的范围已包括井斜, 方位,工具面,钻压,扭矩,导常地层压力,伽马射线, 地层电阻率,密度和中子孔隙度等;

　　液压动力系统 液压动力系统的功能是,为连续油 管作业提供液压控制和操作动力. 控制台 由各种开关和仪表组成,用于监测并操纵 连续油管钻井作业. ②循环系统:泥浆泵通过滚筒向连续油管内注入,循 环. ③ 井控系统:连续油管防喷器组.

　　连续油管钻井技术 钻头技术 套管钻井工艺技术 大位移井技术 随钻测量技术 随钻测井技术 地质导向钻井技术 自动化钻井技术

　　1,传统的测井方法是要等到一口井完钻后,才能使 用一系列电缆测井工具进行测井,因此不能为进行有效钻 井和准确命中产层提供实时帮助. 2,随钻测井(LWD)是过去10年中国外发展起来的一 项新的测井技术.随钻测井工具的传感器和电子仪器都装 在接近钻柱底部的钻铤内,它可以进行与用电缆测井工具 测井相同的各种测量.

　　连续油管(CT) 连续油管即工作管柱,是一种连 续的高强度,高韧性的钢管,缠绕在滚筒上.在连续油 管钻井作业中,适合采用外径大于44.45mm(13/4in)连 续油管.

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　　连续油管亦称挠性油管,盘管.连续油管钻 井技术是90年代国 外大力研究和发展的热门钻井 技术之一.1991年,ELF公司首次使用新研制的连 续油管在巴黎盆地钻井取得成功,并证实了它的 可行性.

　　这是一种低频无线电波数据传输技术.与传统的钻井 液压力脉冲和声波传输技术相比,它的优点是数据传输速 率快(是传统传输技术的5倍),而且不受井下环境条件 (如含气相钻井液)的影响.由于它有这些优点,近年来, 电磁波数据传输技术在使用含气相流体的钻井液进行欠平 衡钻井领域的使用很普遍. 随钻测量分有线随钻测量和无线随钻测量.

　　① 连续油管连接器 ②紧急分离工具:钻井过程中,钻具遇卡时该工具可 使连续油管与下部钻具分离,并使液压和电力通讯安全切断. ③ 多路传输接头:实现井下与地面的数据传送. ④定向工具:定向工具具有在地面控制定向和实时测 得井下数据的能力.

　　1,地质导向(SRD),就是使用随钻定向测量数据和 随钻地层主人测井数据以人机对话方式来控制井眼轨迹的 钻井技术.它是以井下实际地质特征来确定和控制井眼轨 迹的钻井,而不是按预先设计的井眼轨迹进行钻井.使用 这一技术,可以精确地控制井下钻具命中最佳地质目标, 即,使井眼避开地层界面和地层流体界面并始终位于产层 内.

　　3,随钻测井的主要优点: ①可以在使用电缆测井工具测井很困难或甚至不可能 的环境条件下进行测井; ②可以使用井下信息传输系统在钻井过程中随时向地 面发送实时决策信息,根据井下实际地质特征控制钻具钻 出最优化的井眼轨迹(即地质导向钻井).

　　连续油管钻井技术 钻头技术 套管钻井工艺技术 大位移井技术 随钻测量技术 随钻测井技术 地质导向钻井技术 自动化钻井技术

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　　1,自动化钻井技术是21世纪钻井技术的重大发展方 向.自动化钻井包括井下自动化和地面钻机自动化两大部 分.当今的自动化钻井系统是靠闭环自动控制系统来实现 的.井下自动化依靠井下闭环自动控制系统(智能系统) 来实现,地面钻机自动化是靠地面闭环自动控制系统来实 现.

　　我国独立完成2000m水平位移以上的定向井还不 到 15 口 , 大 港 油 田 红 9—1 井 垂 深 1156m , 水 平 位 移 1668m,水平位移/垂深比值为1.46.在大位移钻井技 术方面,我国与国际先进水平相比还有相当大的差距.

　　3,连续油管钻井对小直径浅直井,定向井和水平 井都适合.其应用范围包括:新的浅直井,定向井 和水平井,老井加深,侧钻,过油管钻井,产层取 心以及完井钻井等.连续油管钻井的另一个用途是 欠平衡钻井,而且在此领域有着巨大的潜在市场.

　　4,用连续油管钻机进行钻井的最大优点是井控安全, 操作简便灵活,不接单根,不必压井就可以进行换钻头 和起下钻作业.连续油管钻井深度目前已达到3000m左右, 过油管侧钻的深度已达到5000m. 目前在美国Alberta南部地区,用连续油管钻机钻井 的数量已占该地区所有开钻井数量的10%以上.北海油田 用连续钻机钻井更为普遍.

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　　大位移井通常定义为水平位移与垂直深度之比 (HD/TVC)大于2.0以上的井. 1,国外大位移井概况 ①世界大位移井先进水平 1984年,澳大利亚巴斯A16井,测量深度5533m,垂深 2485m,水平位移4597m,位移与垂深比1.85;当时国内川 中48井,测量深度3039m,垂深2482m,水平位移1456m, 位移与垂深比0.59,是当时国内外最大水平位移的记录.

　　③减少了钻井事故和复杂情况的发生.由于套管钻 井的井眼自始至终由套管伴随到井底,大大减少了 常见的地层膨胀.避免了井壁坍塌,冲刷井壁,井 筒内形成键槽或台阶的现象. ④起下钻时能保持钻井液连续循环,可防止钻屑聚 集,减少了卡钻事故的发生.

　　2,闭环自动控制系统,是依靠传感器测量钻井过程 中的各种参数,依靠计算机及人工智能技术获取数据并进 行解释和发出指令,最终由自动设备去执行,变成一种无 人操作的闭环自动控制系统进行钻井.它可以在钻柱旋转 的同时自动按设计井眼轨迹控制井斜和方位,同时还可以 根据地面的指令自动改变井眼轨迹. 3,目前国外有些公司正在着手研制智能钻头,估计 在今后10年中,智能钻头就可能问世.

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　　1,为了提高水平钻井钻速,延长钻头使用寿命, 国外许多公司研制出了耐磨损,抗冲击的各种新型 水平井钻头. 2,PDC钻头的可靠性和效率得到更大提高.PDC钻 头的稳定性得到了大大提高,从而大大提高了它的 可靠性和效率.

　　2,地质导向技术对在薄产层和高倾斜产层中钻水平 井最适用.对于这样的产层,使用常规方法控制井眼轨迹 是很难命中地质目标的.使用随钻定向测量和随钻地层评 价测井数据进行地质导向钻井,可以随时知道钻头周围几 米范围内的地质特征和钻头与地层界面和地层流体界面的 相对位置,因此可以控制钻头始终在产层中行进.

　　归纳起来有10项关键技术:扭矩/摩阻,钻柱设 计,井壁稳定,井眼净化,钻井液和固控,套管作业, 定向钻井优化,测量,钻柱振动及钻机设备.

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　　滚筒 使连续油管保持一定的拉力紧紧地缠 绕在滚筒上,或将连续油管送入井下.滚筒上的匀绕机 构和计数装置,可以使连续油管均匀地缠绕并测量出管 子的长度. 连续油管注入头 连续油管注入头主要用来为连续油 管下入井内提供推力,并控制连续油管下入速度,承载 悬空连续油管的全部重量.

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　　1,套管钻井工艺技术的优点 套管钻井工艺是取消常规钻杆,以套管代替钻杆, 由此给钻井作业带来以下优点:

　　① 整个钻井过程不再使用钻杆; ② 减少了起下钻时间.在钻井过程中不再有传统的起下钻 过程,只利用专用绞车通过纲丝绳起下钻头,十分迅速,比传 统的钻杆起下钻大约快5～10倍,大大节约了钻井时间和费用;

　　1997年6月,美国Phillips石油公司与中国海洋石 油总公司合作,在我国南海东部钻成西江24—3—A14世 界纪录的大位移井,测量井深9238m,垂直井深2985m, 水平位移8063m,位移与垂深比值2.7. 1998年2月,英国BP石油公司在英国南部WF油田M11 井创造了测量井深10656m,垂直井深1650m,水平位移 10114m,位移与垂深比值6.13的记录.2001年该公司在 M16Z井更创造了测量井深11278m,垂深1637m,水平位 移10728m,位移与垂深比值6.89的记录的新的世界记录.