最新鉆井新技術(shù)簡介.ppt

1、最新鉆井新技術(shù)簡介,主講人：程常修,鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技術(shù) 鉆頭技術(shù) 套管鉆井工藝技術(shù) 大位移井技術(shù) 隨鉆測量技術(shù) 隨鉆測井技術(shù) 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù) 自動化鉆井技術(shù),鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管亦稱撓性油管、盤管。連續(xù)油管鉆井技術(shù)是90年代國 外大力研究和發(fā)展的熱門鉆井技術(shù)之一。1991年，ELF公司首次使用新研制的連續(xù)油管在巴黎盆地鉆井取得成功，并證實了它的可行性。,連 續(xù) 油 管 鉆 井 技 術(shù),鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技術(shù),1、地面設(shè)備 地面設(shè)備主要包括連續(xù)油管作業(yè)機(jī)及有關(guān)設(shè)備、循環(huán)系統(tǒng)和井控系統(tǒng)。, 連續(xù)油管作業(yè)機(jī)組成部分 連續(xù)油管（CT） 連續(xù)油管即工作管柱，是一種連續(xù)

2、的高強(qiáng)度、高韌性的鋼管，纏繞在滾筒上。在連續(xù)油管鉆井作業(yè)中，適合采用外徑大于44.45mm（13/4in）連續(xù)油管。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技術(shù),滾筒 液壓馬達(dá)使連續(xù)油管保持一定的拉力緊緊地纏繞在滾筒上，或?qū)⑦B續(xù)油管送入井下。滾筒上的勻繞機(jī)構(gòu)和計數(shù)裝置，可以使連續(xù)油管均勻地纏繞并測量出管子的長度。 連續(xù)油管注入頭 連續(xù)油管注入頭主要用來為連續(xù)油管下入井內(nèi)提供推力，并控制連續(xù)油管下入速度，承載懸空連續(xù)油管的全部重量。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技術(shù),液壓動力系統(tǒng) 液壓動力系統(tǒng)的功能是，為連續(xù)油 管作業(yè)提供液壓控制和操作動力。 控制臺 由各種開關(guān)和儀表組成，用于監(jiān)測并操縱連續(xù)油管鉆井作

3、業(yè)。 循環(huán)系統(tǒng)：泥漿泵通過滾筒向連續(xù)油管內(nèi)注入、循環(huán)。 井控系統(tǒng)：連續(xù)油管防噴器組。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技術(shù),2、底部鉆具組合（BHA）,連續(xù)油管連接器 緊急分離工具：鉆井過程中，鉆具遇卡時該工具可使連續(xù)油管與下部鉆具分離，并使液壓和電力通訊安全切斷。 多路傳輸接頭：實現(xiàn)井下與地面的數(shù)據(jù)傳送。 定向工具：定向工具具有在地面控制定向和實時測得井下數(shù)據(jù)的能力。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技術(shù), 助推器 循環(huán)閥 導(dǎo)向工具 馬達(dá)：主要作用是使鉆頭產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。 鉆頭,鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技術(shù),3、連續(xù)油管鉆井對小直徑淺直井、定向井和水平井都適合。其應(yīng)用范圍包括：新的淺直井、定向井

4、和水平井，老井加深、側(cè)鉆，過油管鉆井，產(chǎn)層取心以及完井鉆井等。連續(xù)油管鉆井的另一個用途是欠平衡鉆井，而且在此領(lǐng)域有著巨大的潛在市場。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技術(shù),4、用連續(xù)油管鉆機(jī)進(jìn)行鉆井的最大優(yōu)點是井控安全，操作簡便靈活，不接單根，不必壓井就可以進(jìn)行換鉆頭和起下鉆作業(yè)。連續(xù)油管鉆井深度目前已達(dá)到3000m左右，過油管側(cè)鉆的深度已達(dá)到5000m。 目前在美國Alberta南部地區(qū)，用連續(xù)油管鉆機(jī)鉆井的數(shù)量已占該地區(qū)所有開鉆井?dāng)?shù)量的10%以上。北海油田用連續(xù)鉆機(jī)鉆井更為普遍。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技術(shù) 鉆頭技術(shù) 套管鉆井工藝技術(shù) 大位移井技術(shù) 隨鉆測量技術(shù) 隨鉆測井技術(shù) 地質(zhì)導(dǎo)

5、向鉆井技術(shù) 自動化鉆井技術(shù),鉆井基礎(chǔ)知識講座,1、為了提高水平鉆井鉆速，延長鉆頭使用壽命，國外許多公司研制出了耐磨損、抗沖擊的各種新型水平井鉆頭。 2、PDC鉆頭的可靠性和效率得到更大提高。PDC鉆頭的穩(wěn)定性得到了大大提高，從而大大提高了它的可靠性和效率。,鉆 頭 技 術(shù),鉆井基礎(chǔ)知識講座,鉆 頭 技 術(shù),3、可變徑鉆頭的應(yīng)用： 可變徑鉆頭在起下鉆時直徑較小，下到井底一加壓，直徑就變大?？勺儚姐@頭的最大優(yōu)點：一是起下鉆時鉆頭直徑可以變得比套管內(nèi)徑及所鉆井眼直徑小，從而可以大大減少起下鉆時阻卡，減少卡鉆事故的發(fā)生。而所鉆出的井眼尺寸比常規(guī)的要大，從而可以減少下套管的遇阻，下不到位的復(fù)雜情況，同時

6、可以加大套管環(huán)間水泥環(huán)的厚度，提高注水泥固井質(zhì)量。三是可用于套管鉆井技術(shù)。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技術(shù) 鉆頭技術(shù) 套管鉆井工藝技術(shù) 大位移井技術(shù) 隨鉆測量技術(shù) 隨鉆測井技術(shù) 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù) 自動化鉆井技術(shù),鉆井基礎(chǔ)知識講座,套管鉆井工藝技術(shù),1、套管鉆井工藝技術(shù)的優(yōu)點 套管鉆井工藝是取消常規(guī)鉆桿，以套管代替鉆桿，由此給鉆井作業(yè)帶來以下優(yōu)點：,整個鉆井過程不再使用鉆桿； 減少了起下鉆時間。在鉆井過程中不再有傳統(tǒng)的起下鉆過程，只利用專用絞車通過綱絲繩起下鉆頭，十分迅速，比傳統(tǒng)的鉆桿起下鉆大約快510倍，大大節(jié)約了鉆井時間和費用；,鉆井基礎(chǔ)知識講座,套管鉆井工藝技術(shù),減少了鉆井事故和復(fù)雜情

7、況的發(fā)生。由于套管鉆井的井眼自始至終由套管伴隨到井底，大大減少了常見的地層膨脹。避免了井壁坍塌、沖刷井壁、井筒內(nèi)形成鍵槽或臺階的現(xiàn)象。 起下鉆時能保持鉆井液連續(xù)循環(huán)，可防止鉆屑聚集，減少了卡鉆事故的發(fā)生。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,套管鉆井工藝技術(shù),2、套管鉆井工藝 套管由頂部驅(qū)動裝置帶動旋轉(zhuǎn)，由套管傳動扭矩，帶動安裝在套管端部工具組上的鉆頭旋轉(zhuǎn)并鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過程中，先令2個擴(kuò)孔鉆頭張開，即可將井眼擴(kuò)大。鉆井液自套管內(nèi)進(jìn)入，由套管與井眼之間的環(huán)形空間返出。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,套管鉆井工藝技術(shù),鉆頭固定在一個專門設(shè)計的工具組前端，工具組鎖定在套管端部，并通過鋼絲繩與一部專門用于起下鉆頭的絞車相連接。當(dāng)需要

8、更換鉆頭時，將鎖定裝置松開，再用絞車鋼絲繩通過套管將工具組起出。換上新鉆頭后，再用絞車通過套管將工具組送入，鎖定在套管端部。這樣一來更換鉆頭就變得十分快捷。 鉆頭的鉆進(jìn)過程也就是下套管的過程。套管一根根打下去，不再提起。完鉆后即可開始進(jìn)行固井作業(yè)。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,3、國外套管鉆井技術(shù)概況 加拿大Tesco公司自1995年起就研究開發(fā)套管鉆井技術(shù)。1998年6月打了第一口試驗井，這口試驗井用244.47mm表層套管邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)到46m處注水泥；二開采用193. mm（73/4）套管邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)到152m處注水泥；于1998年10月末最后一層套管柱用127mm套管鉆進(jìn)到609 m處完鉆。,套管

9、鉆井工藝技術(shù),鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技術(shù) 鉆頭技術(shù) 套管鉆井工藝技術(shù) 大位移井技術(shù) 隨鉆測量技術(shù) 隨鉆測井技術(shù) 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù) 自動化鉆井技術(shù),鉆井基礎(chǔ)知識講座,大位移井技術(shù),大位移井通常定義為水平位移與垂直深度之比（HD/TVC）大于2.0以上的井。,大 位 移 井 技 術(shù),1、國外大位移井概況 世界大位移井先進(jìn)水平 1984年，澳大利亞巴斯A16井，測量深度5533m，垂深2485m，水平位移4597m，位移與垂深比1.85；當(dāng)時國內(nèi)川中48井，測量深度3039m，垂深2482m，水平位移1456m，位移與垂深比0.59，是當(dāng)時國內(nèi)外最大水平位移的記錄。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,大位移

10、井技術(shù),1997年6月，美國Phillips石油公司與中國海洋石油總公司合作，在我國南海東部鉆成西江243A14世界紀(jì)錄的大位移井，測量井深9238m，垂直井深2985m，水平位移8063m，位移與垂深比值2.7。 1998年2月，英國BP石油公司在英國南部WF油田M11井創(chuàng)造了測量井深10656m，垂直井深1650m，水平位移10114m，位移與垂深比值6.13的記錄。2001年該公司在M16Z井更創(chuàng)造了測量井深11278m，垂深1637m，水平位移10728m，位移與垂深比值6.89的記錄的新的世界記錄。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,大位移井技術(shù),我國獨立完成2000m水平位移以上的定向井還不到15

11、口，大港油田紅91井垂深1156m，水平位移1668m，水平位移/垂深比值為1.46。在大位移鉆井技術(shù)方面，我國與國際先進(jìn)水平相比還有相當(dāng)大的差距。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,大位移井技術(shù),大位移井的關(guān)鍵技術(shù) 歸納起來有10項關(guān)鍵技術(shù)：扭矩/摩阻、鉆柱設(shè)計、井壁穩(wěn)定、井眼凈化、鉆井液和固控、套管作業(yè)、定向鉆井優(yōu)化、測量、鉆柱振動及鉆機(jī)設(shè)備。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技術(shù) 鉆頭技術(shù) 套管鉆井工藝技術(shù) 大位移井技術(shù) 隨鉆測量技術(shù) 隨鉆測井技術(shù) 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù) 自動化鉆井技術(shù),鉆井基礎(chǔ)知識講座,隨鉆測量技術(shù),隨鉆測量（MWD）是提供井下信息最重要的技術(shù)。在過去10年中，隨鉆測量技術(shù)最重要的進(jìn)步是使隨

12、鉆測量具備了隨鉆測井及地質(zhì)導(dǎo)向的能力。,目前的隨鉆測量已不是僅限于定向測量了，還包括地質(zhì)和地球物理數(shù)據(jù)的測量。其測量參數(shù)的范圍已包括井斜、方位、工具面、鉆壓、扭矩、導(dǎo)常地層壓力、伽馬射線、地層電阻率、密度和中子孔隙度等；,鉆井基礎(chǔ)知識講座,隨鉆測量技術(shù),這是一種低頻無線電波數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。與傳統(tǒng)的鉆井液壓力脈沖和聲波傳輸技術(shù)相比，它的優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸速率快（是傳統(tǒng)傳輸技術(shù)的5倍），而且不受井下環(huán)境條件（如含氣相鉆井液）的影響。由于它有這些優(yōu)點，近年來，電磁波數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在使用含氣相流體的鉆井液進(jìn)行欠平衡鉆井領(lǐng)域的使用很普遍。 隨鉆測量分有線隨鉆測量和無線隨鉆測量。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技

13、術(shù) 鉆頭技術(shù) 套管鉆井工藝技術(shù) 大位移井技術(shù) 隨鉆測量技術(shù) 隨鉆測井技術(shù) 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù) 自動化鉆井技術(shù),鉆井基礎(chǔ)知識講座,隨鉆測井技術(shù),1、傳統(tǒng)的測井方法是要等到一口井完鉆后，才能使用一系列電纜測井工具進(jìn)行測井，因此不能為進(jìn)行有效鉆井和準(zhǔn)確命中產(chǎn)層提供實時幫助。 2、隨鉆測井（LWD）是過去10年中國外發(fā)展起來的一項新的測井技術(shù)。隨鉆測井工具的傳感器和電子儀器都裝在接近鉆柱底部的鉆鋌內(nèi)，它可以進(jìn)行與用電纜測井工具測井相同的各種測量。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,隨鉆測井技術(shù),3、隨鉆測井的主要優(yōu)點： 可以在使用電纜測井工具測井很困難或甚至不可能的環(huán)境條件下進(jìn)行測井； 可以使用井下信息傳輸系統(tǒng)在鉆井過

14、程中隨時向地面發(fā)送實時決策信息，根據(jù)井下實際地質(zhì)特征控制鉆具鉆出最優(yōu)化的井眼軌跡（即地質(zhì)導(dǎo)向鉆井）。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技術(shù) 鉆頭技術(shù) 套管鉆井工藝技術(shù) 大位移井技術(shù) 隨鉆測量技術(shù) 隨鉆測井技術(shù) 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù) 自動化鉆井技術(shù),鉆井基礎(chǔ)知識講座,地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù),1、地質(zhì)導(dǎo)向（SRD），就是使用隨鉆定向測量數(shù)據(jù)和隨鉆地層主人測井?dāng)?shù)據(jù)以人機(jī)對話方式來控制井眼軌跡的鉆井技術(shù)。它是以井下實際地質(zhì)特征來確定和控制井眼軌跡的鉆井，而不是按預(yù)先設(shè)計的井眼軌跡進(jìn)行鉆井。使用這一技術(shù)，可以精確地控制井下鉆具命中最佳地質(zhì)目標(biāo)，即，使井眼避開地層界面和地層流體界面并始終位于產(chǎn)層內(nèi)。,鉆井基礎(chǔ)知識講座

15、,地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù),2、地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)對在薄產(chǎn)層和高傾斜產(chǎn)層中鉆水平井最適用。對于這樣的產(chǎn)層，使用常規(guī)方法控制井眼軌跡是很難命中地質(zhì)目標(biāo)的。使用隨鉆定向測量和隨鉆地層評價測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向鉆井，可以隨時知道鉆頭周圍幾米范圍內(nèi)的地質(zhì)特征和鉆頭與地層界面和地層流體界面的相對位置，因此可以控制鉆頭始終在產(chǎn)層中行進(jìn)。,鉆井基礎(chǔ)知識講座,連續(xù)油管鉆井技術(shù) 鉆頭技術(shù) 套管鉆井工藝技術(shù) 大位移井技術(shù) 隨鉆測量技術(shù) 隨鉆測井技術(shù) 地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù) 自動化鉆井技術(shù),鉆井基礎(chǔ)知識講座,自動化鉆井技術(shù),1、自動化鉆井技術(shù)是21世紀(jì)鉆井技術(shù)的重大發(fā)展方向。自動化鉆井包括井下自動化和地面鉆機(jī)自動化兩大部分。當(dāng)今的自動化鉆井系統(tǒng)是靠閉環(huán)自動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。井下自動化依靠井下閉環(huán)自動控制系統(tǒng)（智能系統(tǒng)）