新技术之钻井新技术课件.ppt

《新技术之钻井新技术课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新技术之钻井新技术课件.ppt（84页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、新技术钻井新技术概述提 纲2第一阶段第二阶段转盘钻井经验预测定向钻井法井底动力钻井经验预测定向钻井法第三阶段滑动导向钻井法第四阶段旋转导向钻井法现代导向钻井技术的进展利用地层自然造斜选择地面井位,而主要依靠钻井工程师经验和下部钻具组合(BHA)结构及变化钻压转速参数来预测钻头造斜效果,即每钻进一段之后,再改变BHA结构和变更钻压!转速;再钻进一段,再起钻测斜,乃至多次凭经验来预测造斜定向效果。1873年就有了第一个涡轮钻具专利“到20世纪40至50年代,应用涡轮钻具钻出定向斜井,随着磁性单(多)点测斜仪和有线陀螺测斜仪的发展及定向下钻技术的进步,钻定向井水平有了很大提高。但是,由于井身轨迹的信

2、息仍然是钻后的信息,所以称为井底动力钻井经验预测定向钻井法。伴随着井底动力钻具的继续发展,特别是1979年无线随钻泥浆脉冲测量技术(MWD)的成功应用,是钻井技术的一项重大革命。几乎与此同时,前苏联在应用电动钻具的基础上也初步成功地实现了有线随钻测量技术，并逐步发展形成了滑动导向钻井法。旋转导向钻井法是在用转盘旋转钻柱钻进时,随钻实时完成导向功能,钻进时的摩阻与扭阻小、钻速高，钻头进尺多、钻井时效高、建井周期短、井身轨迹平滑易调控。极限井深可达15km，钻进成本低,是现代导向钻井的发展方向。几何导向：几何导向：由井下随钻测量工具测量的几何参数：井由井下随钻测量工具测量的几何参数：井斜、方位和工

3、具面的数值传给控制系统，由控制系统斜、方位和工具面的数值传给控制系统，由控制系统及时纠正和控制井眼轨迹。及时纠正和控制井眼轨迹。地质导向地质导向:使用随钻测量数据和随钻地层评价测井数据，使用随钻测量数据和随钻地层评价测井数据，以人机对话方式来控制井眼轨迹的技术。以人机对话方式来控制井眼轨迹的技术。地质导向钻井让目标不再固定不变，而是根据油层的地质导向钻井让目标不再固定不变，而是根据油层的位置随时调整，并根据预测确定的固定位置随时调整，并根据预测确定的固定“几何靶几何靶”变成了变成了实际的不确定实际的不确定“移动靶移动靶”；同时，部分测井项目，也由原；同时，部分测井项目，也由原来的完井后进行，变

4、为随钻随测，在钻进中进行。来的完井后进行，变为随钻随测，在钻进中进行。u定向井施工、设计软件定向井施工、设计软件 u随钻测量系统随钻测量系统u钻井液技术钻井液技术u先进完井工具先进完井工具n强大的功率和扭矩输出强大的功率和扭矩输出 比常规泥浆马达高比常规泥浆马达高60%60%n效率更高效率更高n预成型定子技术预成型定子技术n降低了降低了90%90%的橡胶用量的橡胶用量 更低的磨阻更低的磨阻 更小的变形更小的变形n 寿命更长寿命更长,使用次数更多使用次数更多国外国外ERT/ERT/预轮廓螺杆钻具预轮廓螺杆钻具国外常用配置双参数LWD地质导向：地质导向：在拥有几何导向能力的同时，又能根据随钻在拥有

5、几何导向能力的同时，又能根据随钻测井（测井（lwdlwd）测得地质参数，实时控制井眼轨迹，使钻）测得地质参数，实时控制井眼轨迹，使钻头沿着地层的最优位置前进。头沿着地层的最优位置前进。公司名称公司名称地质导向随钻测量参数地质导向随钻测量参数SchlumbergerSchlumberger电阻率（补偿双深度、近钻头电阻率、阵列、成像）、密度中子（补电阻率（补偿双深度、近钻头电阻率、阵列、成像）、密度中子（补偿密度中子、方位密度中子）、随钻声波、地震、核磁共振偿密度中子、方位密度中子）、随钻声波、地震、核磁共振HalliburtonHalliburton多深度电磁波电阻率、方位伽马、稳定岩性密度、

6、补偿中子孔隙多深度电磁波电阻率、方位伽马、稳定岩性密度、补偿中子孔隙度、补偿热中子、随钻声波、近钻头井斜、随钻压力测试度、补偿热中子、随钻声波、近钻头井斜、随钻压力测试Baker-HughesBaker-Hughes方位伽马、多深度电阻率、岩性密度、补偿中子孔隙度、随钻声波、方位伽马、多深度电阻率、岩性密度、补偿中子孔隙度、随钻声波、随钻压力测试随钻压力测试 Auto Trak RCLSAuto Trak RCLSAuto Trak RCLSAuto Trak RCLSBaker Hughes Baker Hughes 公司的公司的Auto Trak RCLSAuto Trak RCLS系统系

7、统 Power Drive SRDPower Drive SRDPower Drive SRDPower Drive SRD斯伦贝谢的斯伦贝谢的Power DrivePower Drive旋转导向钻井系统旋转导向钻井系统Geo-pilot Geo-pilot Geo-pilot Geo-pilot 哈里伯顿的哈里伯顿的Geo-PilotGeo-Pilot旋转导向自动钻井系统旋转导向自动钻井系统Weatherford-Revolution RSSWeatherford-Revolution RSSWeatherford-Revolution RSSWeatherford-Revolution R

8、SS系统。系统。系统。系统。Auto Trak RCLSAuto Trak RCLSAuto Trak RCLSAuto Trak RCLSBaker Hughes Baker Hughes 公司的公司的Auto Trak RCLSAuto Trak RCLS系统系统 Power Drive SRDPower Drive SRDPower Drive SRDPower Drive SRD 斯伦贝谢的斯伦贝谢的Power DrivePower Drive旋转导向钻井系统旋转导向钻井系统 1、导向原理、导向原理 调制式全旋转导向调制式全旋转导向钻井系统钻井系统 通过支撑翼肋的伸通过支撑翼肋的伸出推

9、靠钻头产生偏置出推靠钻头产生偏置支支撑撑翼肋翼肋控制控制机构机构偏置偏置方向方向系系统统组组成成：Geo-pilotGeo-pilotGeo-pilotGeo-pilot 哈里伯顿的哈里伯顿的Geo-PilotGeo-Pilot旋转导向自动钻井系统旋转导向自动钻井系统 静态指静态指向钻头式向钻头式旋转导向旋转导向钻井系统钻井系统CoPilot-实时井下监测测量参数-钻压、扭矩-弯矩-管内、外压力-井下RPM共47个变量井下动态诊断-回旋-粘滑-跳钻-轴向、径向、周向加速度共10个诊断参数CoPilot-实时井下监测钻压传递粘滑振动钻遇地层界面“旋转导向井下马达旋转导向井下马达旋转导向井下马达旋

10、转导向井下马达”目目目目前前前前SCHLUMBERGERSCHLUMBERGER公公公公司司司司的的的的Power Power DriveDrive、HALLIBURTONHALLIBURTON公公公公司司司司的的的的Geo-PilotGeo-Pilot出出出出于于于于同同同同样样样样的的的的目目目目的的的的，都都都都分分分分别别别别推推推推出出出出了了了了其其其其配配配配合合合合井井井井下下下下马马马马达达达达的的的的旋旋旋旋转转转转导导导导向向向向钻钻钻钻井井井井系系系系统统统统：Powerdrive Powerdrive vorteXvorteX系系系系统统统统FullDrift Ful

11、lDrift 系统（包括系统（包括系统（包括系统（包括SlickBoreSlickBore马达系统和马达系统和马达系统和马达系统和Geo-Pilot Geo-Pilot 旋转导向系统）。旋转导向系统）。旋转导向系统）。旋转导向系统）。旋转导向钻井系统发展方向旋转导向钻井系统发展方向SCHLUMBERGERSCHLUMBERGERSCHLUMBERGERSCHLUMBERGER公司公司公司公司Powerdrive vorteXPowerdrive vorteXPowerdrive vorteXPowerdrive vorteX系统系统系统系统v“863”课题课题-“旋转导向钻井及关键技术研究旋转

12、导向钻井及关键技术研究”；v“863”课题课题-“旋转导向钻井系统工程样机的研制旋转导向钻井系统工程样机的研制”；国内研究情况国内研究情况中中国国石石化化胜胜利利油田钻井院承担油田钻井院承担与西安石油与西安石油 大学、美国大学、美国APS公司合作。公司合作。中海油承担中海油承担与西安石油与西安石油大学合作。大学合作。与美国APS公司合作开发的旋转导向系统动力单元（井下马达）短程通讯短节扶正器通讯接口导向翼肋柔性短节密封短节 RSM旋转导向马达主要由RSM导向头、柔性短节、井下马达和短程通讯短节等组成。RSM导向头由心轴和外壳组成，心轴通过一个柔性短节与井下马达的转子相连，外壳与井下泥浆马达的定

13、子相连，并由地面动力系统驱动。完成了完成了完成了完成了3 3 3 3轮轮轮轮4 4 4 4口井的现场测试试验，实现了自动垂直钻井功能口井的现场测试试验，实现了自动垂直钻井功能口井的现场测试试验，实现了自动垂直钻井功能口井的现场测试试验，实现了自动垂直钻井功能和旋转导向功能和旋转导向功能和旋转导向功能和旋转导向功能辛辛164-164-斜斜6 6井试验情况井试验情况 营营2-2-斜更斜更1616井井前前苏联的的HCY防斜装置防斜装置钻头钻头异径接头异径接头稳定器稳定器轴向滑动轴向滑动配合面配合面8米米中心管中心管外壳外壳小刚度钻铤小刚度钻铤七七十十年年代代后后期期，前前苏苏联联为为解解决决乌乌克克

14、兰兰茅茅地地极复杂地层井斜问题，研究开发了极复杂地层井斜问题，研究开发了HCYHCY装置。装置。它它由由外外壳壳和和心心管管两两大大部部分分组组成成；外外壳壳不不承承受受钻钻压压和和扭扭矩矩，刚刚度度大大，起起扶扶正正作作用用，防防止止失失稳稳现现象象的的发发生生；心心管管用用于于传传递递钻钻压压、扭扭矩矩和和循循环环钻钻井液；井液；由由于于该该工工具具的的刚刚度度大大，在在地地层层造造斜斜趋趋势势不不是是特特别别强强的的地地层层条条件件下下应应用用具具有有良良好好的的防防斜斜效效果果；HCYHCY装装置置在在乌乌克克兰兰茅茅地地极极复复杂杂地地区区应应用用效效果果显显著著：井井斜斜变变化化率

15、率未未超超过过0.30.3/100m/100m，机机械械钻钻速速和和钻钻头头进进尺提高尺提高1.51.52 2倍；倍；Baker Hughes 公司的公司的Verti-Trak系统系统 九九十十年年代代初初，德德国国为为实实施施KTBKTB工工程程（德德国国大大陆陆超超深深井井钻钻井井计计划划）研研制制了了VDSVDS自自动动垂垂直直钻钻井井系系统统；VDSVDS在在KTBKTB项项目目中中最最大大使使用用井井深深达达72007200米米，在在使使用用VDSVDS系系统统所所钻钻的的井井段段，井井斜斜都都得得到到了了很很好好的的控控制制，72007200米米处处的的井井底底位位移移只只有有10

16、10米米左左右右。AgipAgip公公司司与与Baker Baker Hughes Hughes INTEQINTEQ公公司司在在VDSVDS系系统统基基础础上上合合作作研研制制的的新新一一代代自自动动直直井井钻钻井井系系统统SDDSDD。现现场场试试验验证证明明，SDDSDD装装置置能能够够非非常常精精确确地地保保持持井眼垂直，并取得较高的机械钻速和可靠性。井眼垂直，并取得较高的机械钻速和可靠性。钻铤钻铤测控装置测控装置井下马达井下马达偏置装置偏置装置钻头钻头1010米米Baker Hughes 公司的公司的Verti-Trak系统系统 Baker Baker Baker Baker Hug

17、hes Hughes Hughes Hughes INTEQ INTEQ INTEQ INTEQ 公公公公司司司司的的的的SDDSDDSDDSDD后后后后来来来来经经经经过过过过发发发发展展展展完完完完善善善善，于于于于1999199919991999年年年年推推推推出出出出商商商商业业业业化化化化应应应应用用用用的的的的Verti-TrakVerti-TrakVerti-TrakVerti-Trak直直直直井井井井钻钻钻钻井井井井系系系系统统统统。目目目目前前前前已在世界范围内广泛应用。已在世界范围内广泛应用。已在世界范围内广泛应用。已在世界范围内广泛应用。Verti-Trak直井钻井系统有

18、6 和9 两种工具，分别满足可用于8 9 7/8和12 28井眼的直井钻井防斜作业。平均使用寿命为平均使用寿命为42.2h 井斜角一般不超过井斜角一般不超过1，保持在，保持在0.5以以下下 在地层倾角达到在地层倾角达到3060的高陡地区的高陡地区成功应用成功应用 Verti-Trak结构示意图Baker Hughes 公司的公司的Verti-Trak系统系统VertiTrak 垂直钻井系统的应用垂直钻井系统的应用大倾角地层和断层带大倾角地层和断层带 典型的情况是山前和硬地典型的情况是山前和硬地层钻井层钻井盐层钻井盐层钻井PDC 钻头有井斜的倾向钻头有井斜的倾向“瘦瘦”的井身结构的井身结构要求准

19、确地确定井眼位置要求准确地确定井眼位置减少套管层数减少套管层数Baker Hughes 公司的公司的Verti-Trak系统系统Schlumberger公司的公司的PowerV系统系统 SchlumbergerSchlumbergerSchlumbergerSchlumberger公公公公司司司司的的的的PowerVPowerVPowerVPowerV是是是是在在在在其其其其PowerDrivePowerDrivePowerDrivePowerDrive系系系系列列列列旋旋旋旋转转转转导导导导向向向向系系系系统基础上发展起来的，于统基础上发展起来的，于统基础上发展起来的，于统基础上发展起来的，

20、于2002200220022002年推出。年推出。年推出。年推出。Pad 开开Pad 关关PowerVPowerDrive 1100PowerDrive 900PowerDrive 825PowerDrive 675PowerDrive 475 PowerV钻具旋转时进行纠斜钻具旋转时进行纠斜(不需滑动钻进不需滑动钻进)所有部件都旋转所有部件都旋转 “Everything Rotates”减少摩擦力和阻力减少摩擦力和阻力(钻压和扭矩传输更有效钻压和扭矩传输更有效)降低卡钻风险降低卡钻风险井眼更平滑井眼更平滑(低狗腿度低狗腿度)减少井眼净化问题减少井眼净化问题最大限度提高钻速最大限度提高钻速 在

21、钻进时自动感应井斜进行自动化纠斜在钻进时自动感应井斜进行自动化纠斜解放钻压解放钻压,正常钻进提高钻速正常钻进提高钻速可划眼和倒划眼可划眼和倒划眼最终大幅度降低每米成本最终大幅度降低每米成本 分支井分支井是指在一个主井筒中侧钻出两个或多个井是指在一个主井筒中侧钻出两个或多个井眼的井，是一项集地质设计、钻井、完井和采油于一眼的井，是一项集地质设计、钻井、完井和采油于一体的新兴石油开采技术。体的新兴石油开采技术。有利于制定更合理的开采方案有利于制定更合理的开采方案有效开采多产层油藏有效开采多产层油藏替代长水平段水平井替代长水平段水平井用尽量少的井开采形状不规则的油藏用尽量少的井开采形状不规则的油藏一

22、口井内实现注采结合，提高采收率一口井内实现注采结合，提高采收率高级别分支井钻井技术机械回接的整体性机械回接的整体性(Mechanical Integration):分支井眼和主井眼管柱之间是否存在完整的机械连接分支井眼和主井眼管柱之间是否存在完整的机械连接?液力封隔性液力封隔性(Hydraulic Isolation):分支井眼和主井眼管柱之间的回接处是否存在完整的压力密封分支井眼和主井眼管柱之间的回接处是否存在完整的压力密封?可选择性再进入可选择性再进入(Selective Re-entry):是否能根据后期的作业和采油要求选择性进入各分支井眼是否能根据后期的作业和采油要求选择性进入各分支井

23、眼?分支井的技术特征 第一级第一级(L1)(L1):主井眼裸眼钻分支井眼，主井眼和分支主井眼裸眼钻分支井眼，主井眼和分支 井眼均为裸眼完井井眼均为裸眼完井;第二级第二级(L2)(L2):老井套管开窗或新井眼下预开窗套管钻进老井套管开窗或新井眼下预开窗套管钻进 分支井眼，分支井眼裸眼或丢筛管完井（不注水泥）分支井眼，分支井眼裸眼或丢筛管完井（不注水泥）;第三级第三级(L3)(L3):老井套管开窗或新井眼下预开窗套管钻老井套管开窗或新井眼下预开窗套管钻 进分支井眼，分支井眼悬挂筛管完井（不注水泥）进分支井眼，分支井眼悬挂筛管完井（不注水泥）;第四级第四级(L4)(L4):套管开窗或预开窗套管钻进分

24、支井眼，套管开窗或预开窗套管钻进分支井眼，分支井眼下套管固井完井分支井眼下套管固井完井;第五级第五级(L5)(L5):主井眼下预开窗套管钻进分支井眼，下套主井眼下预开窗套管钻进分支井眼，下套 管完井，接合处靠液压方式进行压力封隔管完井，接合处靠液压方式进行压力封隔;第六级第六级(L6)(L6):主井眼套管内下井下分支装置，钻分支井主井眼套管内下井下分支装置，钻分支井 眼下套管回接至井口，井下分支装置封隔压力眼下套管回接至井口，井下分支装置封隔压力.主井眼与分支井眼均为裸眼L1主、分支井眼均为裸眼分支井眼再进入受限控制采油受限适用于胶结性好的地层主井眼有套管分支 接合处靠液压方式进行压力封隔L5

25、分支结合处靠液压进行压力封隔主井眼和分支井眼都可再进入双管柱完井适用于各种地层L6主井眼有套管靠井下分支装置钻分支井和进行压力封隔分支结合处可液压压力封隔主、分支井眼均全尺寸通畅双套管完井适用于各种地层无地面预变形的六级分支井(DSS)系统BakerHughes公司的DSSTM系统-施工工序施工工序BakerHughes公司的DSSTM系统-施工工序施工工序BakerHughes公司的DSSTM系统-施工工序施工工序无地面预变形的六级分支井系统-优缺点分析优缺点分析优点缺点1、结构简单；2、技术可行性强；3、井眼连接总成的承压能力高。1、与FJ系统相比较，获得同样尺寸的分支井眼时，上部主井眼过

26、大，可能影响建井周期，增加钻井成本；2、不适宜相对较深的井。地面预变形的六级分支井(FJ)系统SchlumbergerSchlumberger的的RapidSealRapidSeal系统系统SchlumbergerSchlumberger的的RapidSealRapidSeal系统系统Schlumberger公司的RapidSealTM系统SchlumbergerSchlumberger的的RapidSealRapidSeal系统系统SchlumbergerSchlumberger的的RapidSealRapidSeal系统系统地面预变形的六级分支井系统地面预变形的六级分支井系统-优缺点分析优

27、缺点分析优点缺点1、与DSS系统相比较，获得同尺寸分支井眼时，上部主井眼较小；2、建井周期相对较短。1、井下分支井系统比较复杂，研制攻关的难度大；2、井眼连接总成的承压能力需要评估研究。DSS（无预变形）与（无预变形）与FJ（预变形）系统尺寸技术参数对比（预变形）系统尺寸技术参数对比名称名称系统最大外径系统最大外径主井眼尺寸主井眼尺寸要求主井眼要求主井眼扩眼尺寸扩眼尺寸主套管尺寸主套管尺寸分支套管尺寸分支套管尺寸DSS系系统统426.72mm444.5mm508mm339.7mm193.68 mmFJ系系统统437.4mm444.5mm660.4mm339.7mm244.5mm307.3mm3

28、11mm444.5mm244.5mm177.8 mm斯伦贝谢公司分支井系统斯伦贝谢公司分支井系统 -RapidExclude-RapidExcludeTMTM分支井系统（分支井系统（TAML3TAML3级）级）-RapidXRapidXTMTM分支井系统（分支井系统（TAML5TAML5级）级）-RapidSeal-RapidSealTMTM分支井系统（分支井系统（TAML6TAML6级）级）需要注意的几点：需要注意的几点：u 选择地层胶结性好的位置开窗。选择地层胶结性好的位置开窗。u 开窗点避开水层。开窗点避开水层。u 分支井眼最好采用筛管完井，配合分支井眼最好采用筛管完井，配合遇油遇水封隔

29、器完井。遇油遇水封隔器完井。高级别分支井钻井技术主套管尺寸244.5mm244.5mm分支井眼尺寸215.9mm215.9mm分支井眼最大完井管柱内径101.6mm101.6mm主套管最大完井管柱内径120.6mm120.6mm分支回接处抗挤毁压力18.5MPa18.5MPa防砂尺寸4040开窗方式预开窗或预开窗或开窗开窗高级别分支井钻井技术RapidXRapidXTMTM分支井系统分支井系统（TAML5TAML5级）级）RapidXRapidXTMTM分支井系统分支井系统（TAML5TAML5级）级）截止到截止到20062006年年1212月，月，3-63-6级分支井的施工数量级分支井的施工

30、数量鱼骨状分支井钻井技术“前进式”相对位置示意图“后退式”相对位置示意图辽河油田静52-H1Z井鱼骨状分支井钻井技术优越性优越性3 3）减轻工程复杂、提高机械钻速）减轻工程复杂、提高机械钻速 （提高了防喷能力，防止井喷失控（提高了防喷能力，防止井喷失控;降低了液柱压力，减轻井漏和压差卡钻；降低了液柱压力，减轻井漏和压差卡钻；消除压持效应，有利于提高机械钻速）消除压持效应，有利于提高机械钻速）1 1）防止地层伤害、提高油井产能防止地层伤害、提高油井产能（伤害机理：滤液、固相、运移）（伤害机理：滤液、固相、运移）2 2）消除储层污染、正确评价储层消除储层污染、正确评价储层（了解到储层的真实情况）（

31、了解到储层的真实情况）欠平衡钻井技术欠平衡钻井方式欠平衡钻井方式q气体钻井气体钻井q雾化钻井雾化钻井q泡沫钻井泡沫钻井q充气钻井充气钻井q液体欠平衡钻井液体欠平衡钻井欠平衡钻井方式欠平衡钻井方式地层压力系数地层压力系数适合的欠平衡钻井方式适合的欠平衡钻井方式0.020.020.240.24气体钻井气体钻井0.240.240.800.80泡沫钻井泡沫钻井0.800.801.051.05充气或柴油、乳化柴油、油基钻井液充气或柴油、乳化柴油、油基钻井液1.051.05液体欠平衡钻井液体欠平衡钻井美国美国Williams 7100型旋转控制头型旋转控制头动压动压17.5MPa静压静压35 MPa欠平衡

32、钻井技术先进的欠平衡钻井装备先进的欠平衡钻井装备美国美国Shaffer公司公司PCWD系统系统动压动压 21 MPa静压静压 35 MPa自行研制了2套SLXFD型旋转防喷导流系统 欠平衡钻井技术空空气气压压缩缩机机（1 1）空压机）空压机 2424台台空气总量：空气总量：800800860 Nm860 Nm3 3/min/min美国寿力，单机排量美国寿力，单机排量303032.6Nm32.6Nm3 3/min/min，额定排气压力，额定排气压力2.4MPa 162.4MPa 16台台天津凯德，单机排量天津凯德，单机排量404042.6Nm42.6Nm3 3/min/min，额定排气压力，额定

33、排气压力2.4MPa 82.4MPa 8台台增增 压压 机机（2 2）增压机）增压机 1111台台天津凯德公司组装，增压能力：天津凯德公司组装，增压能力：15 MPa15 MPa：600600650 Nm650 Nm3 3/min/min 35 MPa 35 MPa：606065 Nm65 Nm3 3/min/min1 1）压力）压力15MPa15MPa、单机气量、单机气量606065Nm65Nm3 3/min 9/min 9台台2 2）压力）压力35MPa35MPa、单机气量、单机气量303032.5Nm32.5Nm3 3/min 2/min 2台台（3 3）膜制氮设备）膜制氮设备 5 5台

34、台天津凯德公司组装，氮气总量：天津凯德公司组装，氮气总量：240240260 Nm260 Nm3 3/min/min1 1）单机氮气排量）单机氮气排量606065Nm65Nm3 3/min 3/min 3台台2 2）单机氮气排量）单机氮气排量303032.5Nm32.5Nm3 3/min 2/min 2台台 膜膜 制制 氮氮雾雾化化泵泵（4 4）雾化泵）雾化泵 2 2台台天津凯德公司生产，压力天津凯德公司生产，压力15MPa15MPa、排量、排量2020480L/min480L/min 旋转导流控制系统旋转导流控制系统 （6 6）旋转导流控制系统）旋转导流控制系统 8 8套套 SLXFD54-

35、3.5SLXFD54-3.5 4 4套套 SLXFD35-10.5/21 SLXFD35-10.5/21 4 4套套 地地面面管管汇汇（7 7）地面管汇系统）地面管汇系统 5 5套套 （8 8）配电系统）配电系统 5 5套套（9 9）加油系统）加油系统 5 5套套（1010）排屑管汇）排屑管汇 5 5套套 全过程欠平衡钻井技术全过程欠平衡钻井技术尽尽管管欠欠平平衡衡钻钻井井能能在在钻钻进进时时避避免免钻钻井井流流体体侵侵入入地地层层，但但是是当当起起下下钻钻柱柱、电电测测、下下生生产产管管柱柱时时，必必须须在在井井内内打打入入一一段段重重泥泥浆浆帽帽以以平平衡衡井井内内压压力力，打打开开井井口

36、口进进行行作作业业。这这样样，在在钻钻进进时时处处于于欠欠平平衡衡状状态态的的井井，起起下下钻钻柱柱、电电测测、下下生生产产管管柱柱时时，处处于于过过平平衡衡状状态态，大大大大影影响响了了欠欠平平衡衡的的效效果果。为为此此，就就产产生生了了“全全过过程程欠欠平平衡衡钻钻井井”技术。技术。欠平衡钻井技术全全过过程程欠欠平平衡衡是是指指在在不不压压井井条条件件下下过过井井口口密密封封装装置置带带压压进进行行钻钻井井完完井井作作业业，主主要要包包括括：欠欠平平衡衡钻钻进进、不不压压井井起起下下钻钻柱柱、不不压压井井测测井井、不不压压井井下下入入完完井井管管柱等。柱等。全过程欠平衡钻井技术全过程欠平衡

37、钻井技术 实实实实现现现现了了了了从从从从钻钻钻钻井井井井至至至至完完完完井井井井的的的的全全全全过过过过程程程程欠欠欠欠平平平平衡衡衡衡，将将将将更更更更好好好好的的的的保保保保护护护护油油油油气气气气层层层层，减减减减小小小小储储储储层层层层污污污污染染染染，提提提提高高高高开开开开发发发发效果。效果。效果。效果。全过程欠平衡钻井的优点全过程欠平衡钻井的优点套管阀下入下入深度深度全过程欠平衡钻井的方式全过程欠平衡钻井的方式目前有两种方式实现全过程欠平衡钻井目前有两种方式实现全过程欠平衡钻井强行起下钻法强行起下钻法井下隔离法井下隔离法采采用用井井下下隔隔离离系系统统进进行行全全过过程程欠欠平

38、平衡衡作作业业的的一一种种方方法法。井井下下隔隔离离系系统统主主要要由由井井下下套套管管阀阀、地地面控制系统等组成。面控制系统等组成。井下隔离法井下隔离法套管阀主体套管阀主体地面控制地面控制系统系统控制管线束控制管线束 套套管管阀阀随随套套管管下下入入到到设设计计深深度度，操操作作地地面面控控制制装装置置开开启启或或关关闭闭套套管管阀阀。主主要要作作用用是是隔隔离离井井下下压压力力，改改善善欠欠平平衡衡作作业业期期间间的的起起下下管管柱柱的的条条件件，实实现现带带压压作业。作业。套管阀下入下入深度深度欠平衡钻井技术 下下入入管管柱柱时时，按按常常规规方方法法下下至至阀阀板板上上部部，关关闭闭井

39、井口口，操操作作地地面面控控制制装装置置打打开开阀阀板板，钻钻柱柱带带压压下下入入井井底底，进进行行欠欠平平衡衡钻钻进进或或其其他作业。他作业。需需要要起起钻钻时时，带带压压起起钻钻至至阀阀板板上上部部，操操作作地地面面控控制制装装置置将将阀阀关关闭闭，这这样样井井内内压压力力被被隔隔离离在在阀阀下下面面，敞敞开开井井口口，按按常常规规方方法法起钻。起钻。套管钻井技术 套管钻井是指在钻进过程中直接采用套管取代传套管钻井是指在钻进过程中直接采用套管取代传统的钻柱向井下传递机械能量和水力能量，井下钻具统的钻柱向井下传递机械能量和水力能量，井下钻具组合接在套管柱下面，边钻进边下套管，完钻后作钻组合接

40、在套管柱下面，边钻进边下套管，完钻后作钻柱用的套管留在井内作完井管柱用的钻井方法。柱用的套管留在井内作完井管柱用的钻井方法。采用套管钻井技术后，钻井和下套管合并成一个采用套管钻井技术后，钻井和下套管合并成一个作业过程，钻头和井下工具的起下在套管内进行，不作业过程，钻头和井下工具的起下在套管内进行，不再需要常规的起下钻作业。再需要常规的起下钻作业。套管钻井技术套管钻井技术根据根据钻进钻进模式模式配套配套设备设备可回收式可回收式一次性一次性/单行程单行程1.Tesco 套管钻井的地面设备套管钻井的地面设备 钢丝绳防喷器钢丝绳防喷器 分体式天车分体式天车 分体式游车分体式游车 钢丝绳绞车钢丝绳绞车

41、套管操作设备套管操作设备 1 1）钢丝绳防喷器）钢丝绳防喷器 用于对起下井下用于对起下井下钻具组合的钢丝绳进钻具组合的钢丝绳进行密封。行密封。2 2）分体式天车和分体式游车）分体式天车和分体式游车 分体式天车和分体分体式天车和分体式游车采用了左右分置式游车采用了左右分置结构，可使钢丝绳从位结构，可使钢丝绳从位于其中间的钢丝绳防喷于其中间的钢丝绳防喷器穿过，保证钢丝绳处器穿过，保证钢丝绳处于套管的中心位置。于套管的中心位置。3 3）钢丝绳绞车）钢丝绳绞车 对井下钻具组合进行起下作业。该公司套管钻井专对井下钻具组合进行起下作业。该公司套管钻井专用钻机配置的钢丝绳绞车安放在主绞车附近用钻机配置的钢丝

42、绳绞车安放在主绞车附近,司钻可在司钻可在司钻控制室通过计算机对其进行控制，液压驱动，功率司钻控制室通过计算机对其进行控制，液压驱动，功率350kW350kW，卷筒长，卷筒长1.2m1.2m，使用，使用16mm16mm的钢丝绳，总长度的钢丝绳，总长度6100m6100m，最大可承受拉力，最大可承受拉力19t19t，钢丝绳中心还有一根单芯电缆，钢丝绳中心还有一根单芯电缆备以后使用。备以后使用。4 4）套管操作设备）套管操作设备 为方便套钻过程对套管操作，套管操作设备可从为方便套钻过程对套管操作，套管操作设备可从管架自动取管、自动对扣和自动上、卸扣，整个操作管架自动取管、自动对扣和自动上、卸扣，整个

43、操作过程全自动完成，最大载荷过程全自动完成，最大载荷100t100t。2.2.套管钻井的井下设备套管钻井的井下设备 TescoTesco公司的井下钻井系统公司的井下钻井系统 WeatherfordWeatherford 公司的钻头公司的钻头井下钻具组合井下钻具组合坐底套管坐底套管井井 下下 钻钻 具具 组组 合合 系系 统统锁锁定定及及密密封封总总成成分分隔隔箍箍稳稳定定器器管下扩眼器管下扩眼器扭矩锁定装置扭矩锁定装置弹簧制动装置弹簧制动装置可加装可加装泥浆马泥浆马达达扶正器扶正器轴向锁定短节轴向锁定短节轴向锁定装置轴向锁定装置扶正器扶正器扭矩锁定短节扭矩锁定短节套管鞋套管鞋旁旁通通孔孔密封塑

44、胶密封塑胶下入起出工具下入起出工具Tesco 公司套管钻井用管下扩眼器公司套管钻井用管下扩眼器 扶正器结构：螺旋扶正肋的钢质外套扶正器结构：螺旋扶正肋的钢质外套 卡紧套管外壁的钢质内套卡紧套管外壁的钢质内套 作用：减少套管接箍作用：减少套管接箍磨损、保证套管居中磨损、保证套管居中 特点：钢质外套表面加硬处理、内套特点：钢质外套表面加硬处理、内套 有一定锥度卡在外套内表面有一定锥度卡在外套内表面 安装方法：钢质外套经加热后强行套在内安装方法：钢质外套经加热后强行套在内套上实现过盈配合。套上实现过盈配合。扭矩环作用：对开式钢质结构保证扭矩环作用：对开式钢质结构保证 套管套管在钻进过程中不损坏套管接

45、箍。在钻进过程中不损坏套管接箍。Tesco Tesco公司的新型扶正器和扭矩环公司的新型扶正器和扭矩环WeatherfordWeatherford公司的公司的 钻头钻头 此类钻头直接与此类钻头直接与套管底部连接，并特套管底部连接，并特别设计了铝合金的钻别设计了铝合金的钻头冠部、可钻式的切头冠部、可钻式的切削结构和钻头水眼。削结构和钻头水眼。钻头上部接有单钻头上部接有单流阀，当钻头钻至设流阀，当钻头钻至设计井深后可直接进行计井深后可直接进行固井。固井。一次性钻头一次性钻头Weatherford Weatherford 公司的套管矛公司的套管矛-Casing Spear-Casing Spear发展方向发展方向u 单直径井钻井完井技术单直径井钻井完井技术u 智能完井技术智能完井技术u 微孔井钻井完井技术微孔井钻井完井技术u 超深水钻井完井技术超深水钻井完井技术u 天然气水合物钻井完井技术天然气水合物钻井完井技术前沿技术前沿技术目标目标手段手段1.快2.准3.省4.健康、安全和环保(HSE)5.保护油气层6.实时化、信息化和可视化7.自动化8.集成化9.智能化 10.超深水钻井世界钻井技术发展趋势