国内外钻井新技术.ppt

1、国内外钻井新技术调研国内外钻井新技术调研国内外钻井新技术调研国内外钻井新技术调研 中中中中石化集团公司石化集团公司石化集团公司石化集团公司情报调研项目情报调研项目情报调研项目情报调研项目汇汇 报报 内内 容容一、课题情况简介一、课题情况简介 二、二、国内外钻井新技术概况国内外钻井新技术概况 三、三、国外创新钻井技术国外创新钻井技术四、四、前沿钻井技术开发与实验前沿钻井技术开发与实验六、六、钻井成本分析及发展趋势钻井成本分析及发展趋势五、五、成熟钻井技术新进展成熟钻井技术新进展 近近年年来来，在在技技术术创创新新的的有有力力推推动动下下，自自动动化化（闭闭环环）钻钻井井、套套管管钻钻井井、连连续

2、续管管钻钻井井、三三维维可可视视化化钻钻井井、地地质质导导向向钻钻井井、可可膨膨胀胀管管等等创创新新技技术术的的研研究究都取得突破性进展，具有广阔的推广应用前景。都取得突破性进展，具有广阔的推广应用前景。水水平平井井技技术术、大大位位移移钻钻井井技技术术、欠欠平平衡衡压压力力钻钻井井技技术术、多多分分支支井井钻钻井井技技术术等也发展得越来越成熟，满足了提高勘探开发效益的需求。等也发展得越来越成熟，满足了提高勘探开发效益的需求。另另外外，国国外外超超前前钻钻井井技技术术，如如激激光光钻钻井井、微微钻钻井井、负负压压脉脉冲冲钻钻井井、“智智能能钻钻杆杆”、连连续续管管超超高高压压射射流流钻钻井井、

3、等等离离子子孔孔道道钻钻井井等等技技术术的的开开发发与与试试验验也也取得了阶段性成果，展示了良好的应用前景。取得了阶段性成果，展示了良好的应用前景。二、国内外钻井新技术概况二、国内外钻井新技术概况汇汇 报报 内内 容容二、国内外钻井新技术概况二、国内外钻井新技术概况 四、四、前沿钻井技术开发与实验前沿钻井技术开发与实验六、六、钻井成本分析及发展趋势钻井成本分析及发展趋势五、五、成熟钻井技术新进展成熟钻井技术新进展 三、国外三、国外创新钻井技术创新钻井技术 一、课题情况简介一、课题情况简介 三、国外创新钻井技术三、国外创新钻井技术（四）实体膨胀管技术（四）实体膨胀管技术（二）套管钻井技术（二）套

4、管钻井技术（一）（一）自动化（闭环）钻井技术自动化（闭环）钻井技术（三）连续管钻井技术（三）连续管钻井技术（六）反循环钻井技术（六）反循环钻井技术（五）三维可视化钻井技术（五）三维可视化钻井技术 自动化（闭环）钻井，即全部钻井过程依靠传感器测量多种参数，依靠计算机获取数据，并进行解释和发出指令，最后由自动设备来执行，使钻井过程变成一种无人操作的自动控制过程。自动化(闭环)钻井技术开环钻井开环钻井井下半闭环钻井井下半闭环钻井井下闭环钻井井下闭环钻井全闭环钻井全闭环钻井闭环钻井的发展阶段闭环钻井系统的组成 闭环钻井系统闭环钻井系统 井下系统井下系统 地面监控系统地面监控系统 地面分析地面分析模拟系

5、统模拟系统 信号接收信号接收/传输系统传输系统 高性能井下高性能井下可控工具可控工具 先进的井下先进的井下测量工具测量工具 Power Drive SRDPower Drive SRDPower Drive SRDPower Drive SRD Geo-pilot Geo-pilot Geo-pilot Geo-pilot Auto Auto Auto Auto TrakTrakTrakTrak RCLS RCLS RCLS RCLS国外先进的旋转闭环系统产品 该系国外目前有三种井下闭环钻井系统最为先进和成熟。该系国外目前有三种井下闭环钻井系统最为先进和成熟。该系国外目前有三种井下闭环钻井系统

6、最为先进和成熟。该系国外目前有三种井下闭环钻井系统最为先进和成熟。它们均采用先进的旋转导向技术控制井眼轨迹。它们均采用先进的旋转导向技术控制井眼轨迹。它们均采用先进的旋转导向技术控制井眼轨迹。它们均采用先进的旋转导向技术控制井眼轨迹。30303030 4040404050505050707070706060606090909090808080802000200020002000年代年代年代年代斜斜斜斜向向向向器器器器井井井井下下下下马马马马达达达达弯弯弯弯外外外外壳壳壳壳马马马马达达达达旋旋旋旋转转转转导导导导向向向向WLMWDWLMWDWLMWDWLMWDMWDMWDMWDMWDLWDLWD

7、LWDLWD滑动导向滑动导向滑动导向滑动导向革命性革命性革命性革命性进步进步进步进步 旋转导向就是在旋转钻井方式下实现井斜和方位的调整。这是20世纪90年代初期发展起来的一项钻井新技术，代表了当代钻井技术发展的最高水平。提高机械钻速增强井眼净化效果克服极限位移限制井下闭环自动导向，与地质导向结合，可大大提高轨迹控制精度旋转导向代替了传统的滑动导向旋导闭环系统可不起下钻自动调整钻具导向性能 提高钻井效率和轨迹控制的灵活性斯伦贝谢公司的斯伦贝谢公司的PowerDrivePowerDrive系统系统最新进展最新进展最新进展最新进展1 1 1 1）小井眼旋导系统）小井眼旋导系统）小井眼旋导系统）小井眼

8、旋导系统PowerDrivePowerDrivePowerDrivePowerDrive XtraXtraXtraXtra 475 475 475 4752 2 2 2）大尺寸旋导系统）大尺寸旋导系统）大尺寸旋导系统）大尺寸旋导系统外径：外径：外径：外径：120.7mm120.7mm120.7mm120.7mm所钻最大井眼：所钻最大井眼：所钻最大井眼：所钻最大井眼：463.6mm463.6mm463.6mm463.6mm斯伦贝谢公司的斯伦贝谢公司的PowerDrivePowerDrive系统系统贝克休斯贝克休斯InteqInteq的的AutoTrakAutoTrak系统系统最新进展最新进展最新

9、进展最新进展2002200220022002年推出了第三代年推出了第三代年推出了第三代年推出了第三代AutoTrakAutoTrakAutoTrakAutoTrak系统。系统。系统。系统。该系统是目前应用最广泛的井下闭环钻井系统。它是在该系统是目前应用最广泛的井下闭环钻井系统。它是在该系统是目前应用最广泛的井下闭环钻井系统。它是在该系统是目前应用最广泛的井下闭环钻井系统。它是在早期的垂直钻井系统早期的垂直钻井系统早期的垂直钻井系统早期的垂直钻井系统VDSVDSVDSVDS、SDDSDDSDDSDD的的的的基础上发展起来的。到基础上发展起来的。到基础上发展起来的。到基础上发展起来的。到20022

10、00220022002年年年年9 9 9 9月，累积钻进超过月，累积钻进超过月，累积钻进超过月，累积钻进超过160160160160万米。万米。万米。万米。哈里伯顿斯派里森公司的哈里伯顿斯派里森公司的哈里伯顿斯派里森公司的哈里伯顿斯派里森公司的Geo-PiloGeo-PiloGeo-PiloGeo-Pilo系统系统系统系统悬挂轴承悬挂轴承悬挂轴承悬挂轴承偏心环偏置机构偏心环偏置机构偏心环偏置机构偏心环偏置机构旋转旋转旋转旋转心轴心轴心轴心轴聚焦轴承聚焦轴承聚焦轴承聚焦轴承不不不不旋转外筒旋转外筒旋转外筒旋转外筒 该系统是一种静态指向钻头式旋导系统。通过放置在不该系统是一种静态指向钻头式旋导系统

11、。通过放置在不该系统是一种静态指向钻头式旋导系统。通过放置在不该系统是一种静态指向钻头式旋导系统。通过放置在不旋转外筒内的两个互相嵌套的偏心环的相对运动偏置钻柱。旋转外筒内的两个互相嵌套的偏心环的相对运动偏置钻柱。旋转外筒内的两个互相嵌套的偏心环的相对运动偏置钻柱。旋转外筒内的两个互相嵌套的偏心环的相对运动偏置钻柱。截止到截止到截止到截止到2002200220022002年，该系统已完成了年，该系统已完成了年，该系统已完成了年，该系统已完成了70707070口井次的商业应用。口井次的商业应用。口井次的商业应用。口井次的商业应用。三、国外创新钻井技术三、国外创新钻井技术（四）实体膨胀管技术（四）

12、实体膨胀管技术（二）套管钻井技术（二）套管钻井技术（一）（一）自动化（闭环）钻井技术自动化（闭环）钻井技术（三）连续管钻井技术（三）连续管钻井技术（六）反循环钻井技术（六）反循环钻井技术（五）三维可视化钻井技术（五）三维可视化钻井技术 套管钻井是指在钻进过程中直接采用套套管钻井是指在钻进过程中直接采用套管取代钻杆向井下传递机械能量和水力能量，管取代钻杆向井下传递机械能量和水力能量，边钻进边下套管，完钻后作钻柱用的套管留边钻进边下套管，完钻后作钻柱用的套管留在井内作完井用。在井内作完井用。套管钻井技术把钻井和下套管合并成一套管钻井技术把钻井和下套管合并成一个作业过程，钻头和底部钻具组合的起下用个

13、作业过程，钻头和底部钻具组合的起下用钢丝绳在套管内进行，不再需要常规的起下钢丝绳在套管内进行，不再需要常规的起下钻作业钻作业。套管钻井的概念套管钻井的概念省去了钻杆、钻铤有关的费用；省去了钻杆、钻铤有关的费用；减少了起下钻时间；减少了起下钻时间；减少了钻井事故和复杂情况的发生；减少了钻井事故和复杂情况的发生；井眼内始终有套管，起下钻时不会造成抽汲作用，井控状况得到改善；井眼内始终有套管，起下钻时不会造成抽汲作用，井控状况得到改善；起下钻时能保持钻井液连续循环，防止钻屑聚集，减少卡钻等井下事故；起下钻时能保持钻井液连续循环，防止钻屑聚集，减少卡钻等井下事故；改善了水力参数、环空上返速度和井筒清洗

14、状况；改善了水力参数、环空上返速度和井筒清洗状况；可以减小钻机尺寸、简化钻机结构、降低钻机费用；可以减小钻机尺寸、简化钻机结构、降低钻机费用；据据TescoTesco公司估算，套管钻井可节约钻井成本公司估算，套管钻井可节约钻井成本10%-30%10%-30%。套管钻井技术的优势套管钻井技术的优势套管钻井为在一些复杂和特定条件下钻井提供了一种可套管钻井为在一些复杂和特定条件下钻井提供了一种可选择的方案，但并不能完全取代常规钻井，套管钻井特别适选择的方案，但并不能完全取代常规钻井，套管钻井特别适用于下列情况：用于下列情况：）易坍塌、不稳定及不确定地层；）易坍塌、不稳定及不确定地层；）低压易漏失地层

15、；）低压易漏失地层；）高压地层；）高压地层；）边远、海上及交通不便地区钻井；）边远、海上及交通不便地区钻井；）在陆地钻井时，适合）在陆地钻井时，适合3000米以内的软到中软地层；米以内的软到中软地层；）利用套管钻井技术可实现）利用套管钻井技术可实现“无隔水管法无隔水管法”下表层套管。下表层套管。套管钻井技术的适用情况套管钻井技术的适用情况套管钻井的装备包括套管钻井的装备包括地面装备地面装备和和井下装备井下装备 套管钻井的装备套管钻井的装备 TescoTesco公司套管钻井地面装备公司套管钻井地面装备钢丝绳防喷器钢丝绳防喷器分体式天车和分体式游车分体式天车和分体式游车 TescoTesco公司套

16、管钻井地面装备公司套管钻井地面装备钢丝绳绞车钢丝绳绞车套管驱动头套管驱动头钻机就位及安装钻机就位及安装接接套管套管为为套管操作设备可从管架自动取管、自动对扣和自动上、套管操作设备可从管架自动取管、自动对扣和自动上、卸扣，整个操作过程全自动完成，最大载荷卸扣，整个操作过程全自动完成，最大载荷100100吨。吨。1 1）下下井井/回回收收工工具具：包包括括锁锁定定捞捞矛矛、振振击击器器、测测量量桶桶、加加重重杆杆、对对中中扶扶正正器器、上上张张力力缓缓冲冲器器、旋旋转转短短节节、紧紧急急释放短节和电缆插头等。释放短节和电缆插头等。2 2）底底部部钻钻具具组组合合：由由锁锁定定和和密密封封总总成成、分分隔隔箍箍、钻钻井井浮浮箍箍、管管下下扩扩眼眼器器和和领领眼眼钻钻头头组组成成，根根据据需需要要还还可可以以加加装装井井下下泥泥浆浆马马达达、随随钻钻测测量量/测测井井工工具具（MWD/LWDMWD/LWD）、1-21-2根根钻钻铤铤，也也可可以以接接取取心心工工具具和和取取心心钻钻头头进进行行取取心心作作业。业。3 3）坐坐底底套套管管：位位于于套套管管柱柱末末端端，由由扶扶正正器器、定定位位