云顶集团公司钻井新技术、新方法ppt

　　云顶集团公司钻井新技术、新方法ppt免费在线、钻超大位移井，实现海油陆采 创造新的世界纪录的超大位移井Odoptu OP-11井 2011年1月 俄罗斯远东的萨哈林-1项目，岸上 测量井深12345米——新的世界纪录 水平位移11475米——新的世界纪录 钻井周期60天 截至2011年1月共钻成了17口大位移井，屡创大位移井世界纪录 2、钻超大位移井，实现海油陆采 BP公司计划2013年在美国阿拉斯加波弗特海一个以前建成的人工岛上钻数口超大位移井开发海上Liberty油田，这些井的设计井深约16000米，垂深约3200米，水平位移约12800米。 BP公司计划2013年钻数口超大位移井开发海上Liberty油田 2、钻超大位移井，实现海油陆采 发展前景 钻超大位移井（包括超大位移水平井）可减少海上钻井平台用量，扩大井的控制面积，实现近海油气的集中开采或海油陆采，有利于降低油气开发成本，未来将在近海、北极油气田开发中得到越来越多的应用。随着技术的不断进步，测深和水平位移有望不断刷新世界纪录，测深甚至达到20000米。 汇报内容 一、钻头及破岩方法 二、钻井液 三、井下管材 四、井型 五、Reelwell钻井方法 六、安全环保 七、钻井技术总的发展趋势 八、几点认识 六、Reelwell钻井方法 顶驱 顶驱配合接头 地面流量控制装置 管中管钻柱 双浮阀 旋转控制头 防喷器 套管 挪威Reelwell公司 ? 成立于2004年 ? Reelwell钻井方法 ?研发得到多家公司的长期支持，包括壳牌、巴西国家石油公司、道达尔、BG集团等等。 六、Reelwell钻井方法 管中管 内管外壁有绝缘涂层，管中管充当同轴电缆，向井下供电，实现数据的高速、双向传输（6.4万bps）。 六、Reelwell钻井方法 ? 反循环。 ? 管外环空内充满清洁的钻井液，可维持井筒清洁。 ? 无岩屑床。 双浮阀 六、Reelwell钻井方法 ? 自动控压钻井。 ? 双梯度钻井。 ? 更好地解决窄密度窗口问题，减少非生产时间，提高作业安全性。 地面流量控制装置 六、Reelwell钻井方法 ?在水平井段和大位移井中，推动钻柱前进，给钻头施加更有效的钻压。 ?没有岩屑床，降低扭矩和摩阻。 ?适合钻水平位移超过20km的超大位移井。 液压活塞（可选） 优点 ?钻井液主要在管中管内反循环，井壁环空除井底一小段以外，其余均充满清洁的流体，可维持井筒清洁，消除岩屑床问题，有利于有利于降低扭矩和摩阻，减少井下复杂情况，更好地保护储层； ? 实施自动控压钻井，提高作业安全性； ? 通过管中管向井下供电，解决井下仪器和工具的用电问题； ? 实现数据高速、双向传输。 六、Reelwell钻井方法 六、Reelwell钻井方法 缺点 ? 管中管比常规钻杆重，刚性也比常规钻杆大（钻杆外径6-5/8英寸，内管外径3-1/2英寸、内径3英寸），不利于钻小曲率半径水平井； ? 内管的绝缘层和密封件的可靠性及耐久性是潜在的问题，一旦绝缘失效，将影响电力的输送和数据的传输； ? 如何确保钻杆柱处于受拉状态时内管连接处可靠密封，无疑是个难点； ? 钻井液在管内反循环，要增加流动阻力，除非采用小排量； ? 管中管成本很高。 应用现状及发展前景 Reelwell钻井方法解决了岩屑床、井筒清洁和井下数据高速传输问题，与自动控压钻井结合可明显减少井下复杂情况及由此引起的非生产时间，更好地保护储层。迄今为止，Reelwell钻井方法已完成一些现场试验，还有待做进一步的现场验证。一旦投入商业应用，将成为钻井技术一次重大突破，有望在水平井和大位移井钻井中得到推广应用。 六、Reelwell钻井方法 Reelwell无隔水管钻井 常规海洋钻井需要使用隔水管建立钻井液从海底上返到海洋钻井装置的完整通道，深水钻井需要使用长隔水管，但是使用长隔水管会带来诸多问题，主要包括： ?隔水管很粗、很重，需要有很大的存储空间，并对浮式钻井装置的甲板可变载荷提出更高的要求； ?隔水管安装、拆卸很费时，为提高作业效率，通常需要使用配备双作业钻机的浮式钻井装置，但它们的日费很高。 因此，国外发展了无隔水管钻井技术。 六、Reelwell钻井方法 挪威AGR钻井服务公司的无隔水管泥浆回收系统 优点是可实现无隔水管钻井。 缺点是适用的水深有限。迄今为止主要用于浅海钻井，应用的最大水深只有620米。 主要由海底吸入模块、海底泵模块、泥浆回流管线组成。 钻井液由钻井平台上的泥浆泵泵入钻杆内，经钻杆到达井底，由钻头喷嘴喷出，携带岩屑由井眼环空上返，在环空顶部经海底吸入模块进入海底泵模块，在海底泵模块的举升下，经泥浆回流管线返回钻井平台，再经固控系统处理后，重新进入循环系统。 六、Reelwell钻井方法 特点 ?钻井液在管中管内反循环，无需使用隔水管，从而减少浮式钻井装置的承重，即使第三代或半潜式钻井平台也能在3000米的深水区钻井，可大大降低深水钻井成本。 ?无需使用海底泥浆回收系统，大大简化了钻井作业，而且可用于深水、超深水钻井。 顶驱配合接头 地面流量控制装置 管中管钻柱 双浮阀 Reelwell无隔水管钻井 六、Reelwell钻井方法 特点 ?自动控压钻井 ?向井下供电 ?数据高速、双向传输 顶驱配合接头 地面流量控制装置 管中管钻柱 双浮阀 Reelwell无隔水管钻井 六、Reelwell钻井方法 * 国外钻井新技术、新方法 汇报内容 一、钻头及破岩方法 二、钻井液 三、井下管材 四、井型 五、Reelwell钻井方法 六、安全环保 七、钻井技术总的发展趋势 八、几点认识 钻头虽小，意义重大，直接关系到钻井速度、钻井周期和钻井成本，甚至影响钻井安全。在提速提效方面，改进钻头可以收到事半功倍的效果，对于深井、超深井尤其如此。当井深超过4500米时，钻头成本很高，平均每次起下钻前前后后要花一两天时间，如少用1只钻头，则可节省数十万元人民币，效益非常可观。 一、钻头及破岩方法 四大技术服务公司几乎垄断国际钻头市场：2012年占85% PDC钻头越来越多地取代牙轮钻头，成为世界上应用最多的钻头。在美国年度钻井总进尺中，大约80%的进尺是由PDC钻头完成的。中石油的情况也是如此。 钻头虽小，而且数十年来看上去好像没有什么变化，但其中大大小小的改进及创新不计其数，涉及切削齿材质、尺寸、形状及分布，喷嘴、钻头外形、密封材料、加工工艺等方方面面。近几年的改进主要集中在以下几方面： ? 拓宽地层适应性； ? 增强运转稳定性，延长钻头使用寿命； ? 增强可导向性； ? 提高耐温耐压能力； ? 个性化设计。 1、不断改进钻头 ? 拓宽地层适应性 在钻头领域，近年来集成创新是一个重要趋势，也是拓宽钻头的地层适应性的有效途径云顶集团。 混合型钻头 在塑性地层（比如页岩）、硬地层、交互层等复杂地层中，单纯的PDC钻头或牙轮钻头钻井效果有时不尽人意。针对这种情况，贝克休斯公司于2010年推出了一种新型钻头，即混合型钻头——Kymera?钻头。 1、不断改进钻头 贝克休斯的混合型钻头 + ? 1、不断改进钻头 这种混合型钻头集PDC钻头和牙轮钻头于一身，破岩方式既有PDC钻头的剪切破岩，也有牙轮钻头的冲击压碎破岩，钻头的轴向震动更小，方向控制性更好，适应地层范围更宽，尤其适合钻页岩地层和交互地层，钻速更快，进尺更多，寿命更长。 案例：2013年6月Kymera钻头在塔里木油田迪北103井试用取得成功：一只Kymera钻头从2524米钻至2866米，完成进尺342米，相当于邻井6只常规钻头的进尺，减少了5次起下钻。 1、不断改进钻头 混合型钻头是钻头发展历程中的又一个重大技术突破，具有里程碑意义，标志着钻头出现一种新的类型，即混合型，混合型钻头未来将得到更大的发展。但是，由于存在以下不足，其未来应用规模可能会受到一定影响：依然有活动部件，有发生掉牙轮的可能；如PDC切削齿和牙轮的适应性和耐用性匹配不当，则难以充分发挥二者的优势。 1、不断改进钻头 NOV生产的混合齿钻头 混合齿钻头 Varel国际公司生产的混合齿钻头 ? 增强运转稳定性，延长钻头使用寿命 提高钻头使用寿命始终是钻头改进的一个重要方向。斯伦贝谢新推出了一种在PDC钻头工作面中心布置一颗锥形PDC切削齿的PDC钻头，这颗锥形PDC切削齿破碎井底中央的岩石，同时起定心作业，有助于提高钻速和钻头工作稳定性。斯伦贝谢还推出了装有固定PDC切削齿和多颗可旋转PDC切削齿的PDC钻头。可旋转PDC切削齿有助于充分发挥PDC切削齿的潜能，以提高钻速和延长钻头使用寿命。 1、不断改进钻头 ? 增强可导向性 ? 提高耐温耐压能力 比如金属密封牙轮钻头 1、不断改进钻头 个性化设计是钻头技术一个重要的发展趋势。例如，针对页岩地层推出一些个性化钻头。 斯伦贝谢公司的为页岩层水平段设计的Spear PDC钻头 ?除屑快，机械钻速高 ?方向控制能力强 ?钻头稳定性好，造斜能力强 贝克休斯的Talon 3D PDC钻头 哈里伯顿公司的SteelForce PDC钻头 ? 个性化设计 1、不断改进钻头 为提高钻速，国外从未停止对新的破岩及辅助破岩方法的探索。 探索中的一些新的破岩及辅助破岩方法： ? 激光钻井； ? 等离子体钻井； ? 钢粒冲击钻井； ? 管中管高压钻井系统； ? 井下增压器； ? 水力脉冲钻井； ? 空化钻井； ? 水热裂法； ? 热机械联合破岩法； ? 毫米波辐射破岩； ? 超临界CO2钻井等。 2、不懈探索新的破岩及辅助破岩方法 中石油和中国石油大学也在开展多种破岩新方法的研究。 为解决PDC钻头的粘滑问题、延长钻头的使用寿命和提高钻速，美国Ulterra公司和哈里伯顿公司均推出了扭冲工具。 Ulterra公司的TorkBuster扭冲工具 利用高速钻井液涡轮带动锺体旋转，敲击钻头连接短节，将扭转冲击能量传递给钻头 哈里伯顿公司的扭冲工具 利用钻井液带动叶轮旋转，控制旋转阀体导通流量，冲击两个封闭区域内的冲击块，对PDC钻头产生扭转冲击 2、不懈探索新的破岩及辅助破岩方法 中石化胜利油田钻井研究院和中国石油大学（华东）联合研制了一种扭冲工具，它利用钻井液驱动内部冲击锤做反复的扭转冲击,将部分流体能量转换成一定频率云顶集团、周向扭转、冲击型的井底机械破岩能量,并直接传递给钻头。现场试验结果表明,扭转冲击能够有效消除PDC钻头的粘滑现象，减轻钻柱扭转振荡。据报告可提高机械钻速20%以上。 2、不懈探索新的破岩及辅助破岩方法 中石油也有多家单位在研制扭冲工具，有的已进入现场试验。 未来展望 展望未来，随着探索的不断深入和广泛，钻头的钻速不断提高，使用寿命不断延长，未来20年破岩技术有望取得重大突破，甚至出现一次。 2、不懈探索新的破岩及辅助破岩方法 汇报内容 一、钻头及破岩方法 二、钻井液 三、井下管材 四、井型 五、Reelwell钻井方法 六、安全环保 七、钻井技术总的发展趋势 八、几点认识 二、钻井液 为降低成本和更好地保护环境，在北美的页岩气钻井中，钻表层井眼应用最多的是水基钻井液，空气钻井也有应用；二开直井段应用最多的是水基钻井液，空气钻井和油基钻井液也有应用；在造斜井段和水平井段应用最多的是油基钻井液，其次是合成基钻井液，与此同时个性化水基钻井液的应用不断增加。 二开直井段 造斜段、水平段 水基钻井液，空气钻井，油基钻井液 油基钻井液，合成基钻井液，水基钻井液 表层井眼 水基钻井液（清水），空气钻井 二、钻井液 个性化钻井液 由于页岩地层有水化失稳的特点，传统的水基钻井液不适合页岩层，常规做法是使用油基钻井液或合成基钻井液，但油基钻井液不利于环境保护，合成基钻井液成本高。 哈里伯顿公司针对美国不同页岩气产区的页岩地层开发出了相应的环境友好型水基钻井液——SHALEDRIL水基钻井液体系。这些个性化水基钻井液可替代油基钻井液，对页岩有很强的抑制作用，对很好的润滑性，可增强井壁稳定性，改善井眼清洗效果，提高钻速，并且钻井液可得到重复利用，减少钻屑的处置费用，降低钻井液综合成本。 哈里伯顿公司的SHALEDRIL水基钻井液体系 适合页岩地层 Barnett Eagle Ford Fayetteville Haynesville Marcellus SHALEDRIL钻井液体系 SHALEDRIL B SHALEDRIL E SHALEDRIL F SHALEDRIL H SHALEDRIL M 二、钻井液 个性化钻井液 斯伦贝谢公司针对页岩地层开发了一种个性化水基钻井液——K-MAG钻井液，这种抑制性钻井液可最大限度地减少粘土的运移、膨胀和分散，从而很好地抑制页岩，保持井壁稳定，提高钻速，减少储层伤害。 贝克休斯公司针对页岩地层开发了一种水溶性页岩控制及井壁稳定剂——SHALE-PLEX，将其加入到公司的PERFORMAX钻井液体系或TERRA-MAX钻井液体系，可改善岩屑及井壁的稳定性，增强钻井液的润滑性。 汇报内容 一、钻头及破岩方法 二、钻井液 三、井下管材 四、井型 五、Reelwell钻井方法 六、安全环保 七、钻井技术总的发展趋势 八、几点认识 三、井下管材 钻杆的发展呈现轻型化趋势。目前已投入商业化应用的轻型钻杆有铝合金钻杆和钛合金钻杆。 连续套管 常规套管需要用多辆卡车运送到井场，再一根根地连接、下井，存在的主要问题是运输和下套管效率低。套管如能像连续管那样运输和下井，定能显著提高运输和下套管效率。为此，德国Marinovation公司正在研制一种折叠式连续套管。 常规套管 连续管及连续管作业机 主要特点 （1）双壁管：外管壁较薄，内管壁稍厚。 （2）呈W形，同一个滚筒上可以盘绕更多的管子，可减少运输车次。一个直径3.96米、宽度2.44米的滚筒可以盘绕75/8英寸的折叠式连续套管1219米。 （3）无常规丝扣接头，可以大幅度提高下套管效率，减少下套管期间发生井下复杂情况的可能性。 2、连续套管 主要特点 （4）下井后，靠施加高泵压撑圆。 （5）水泥浆通过管中管的环隙向下注入，并上返至管外环空。水泥浆凝固后产生四层保护：两层水泥环（管中管环隙中的水泥环和管外环空中的水泥环），两层钢管，使总体抗挤毁强度增大一倍左右。 （6）管子折叠后的宽度小于撑圆后的外径，因而可充当可膨胀管使用，而且膨胀过程非常简单——液压膨胀。 折叠式连续套管固井示意图 2、连续套管 主要技术难点 折叠式连续套管的主要技术难点是：（1）下井后如何确保不同井段的管子都能一致撑圆，否则水泥浆就无法在两个环空内均匀充填；（2）无扶正器，如何确保管子在井筒内居中，否则可能影响固井质量。 前景展望 折叠式连续套管既可用作套管或尾管，也可用作可膨胀管，目前尚处实验研究阶段，研制成功后有望大幅度提高下套管效率，并作为可膨胀管用于建单直径井，缩短建井周期，降低建井成本。 2、连续套管 汇报内容 一、钻头及破岩方法 二、钻井液 三、井下管材 四、井型 五、Reelwell钻井方法 六、安全环保 七、钻井技术总的发展趋势 八、几点认识 四、井 型 随着技术的进步，井型呈多样化趋势。 井型的发展方向： ? 储层接触面积最大化、最优化 ? 多样化、个性化 ? 一井多目标 ? 简化井身结构 ? 降低开发成本 1、美国水平井钻井工作量超过直井 美国水平井钻井进尺及占比 2、钻超大位移井，实现海油陆采 迄今为止，全球已钻了很多大位移井，多数是为开发近海油田而钻的，有不少大位移井钻在岸上，进行海油陆采。 2、钻超大位移井，实现海油陆采 曾经创造多项世界纪录的超大位移井BD-04A井 开钻时间 2008年4月 地点 卡塔尔近海Al-Shaheen油田 钻井承包商 Transocean公司 测量井深 12289.54米 水平位移 10902.70米 水平段长 10804.86米 在钻进过程中使用了斯伦贝谢公司的两种旋转导向钻井系统（PowerDrive X5和PowerDrive Xceed），只换了一只钻头就完成了整个水平段的钻进。 钻井周期仅仅36天。 *

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