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摘 要:随着社会经济的高速发展,社会对能源的需求越来越大,为了切实的满足勘探开发需求,有效的提高勘探的效率和降低勘探成本,国内外对新兴钻进技术的开发力度越来越大,目前的新兴钻进技术包含了垂直钻井、旋转导向钻井、套管钻井、随钻测井、控压钻井等等。本文主要分析了目前国内外新兴钻井技术的发展现状和应用状况,以促进勘探领域的发展。
关键词:勘探 国内外 新兴钻井技术 发展现状
一、前言
目前,为了有效的提高钻井的效率和速度,为勘测工作提供有利的支持,以提高整体勘探开发经济效益,国内外都在不断的对新兴钻井技术进行研发,例如垂直钻井、旋转导向钻井、套管钻井、随钻测井、控压钻井等,这些技术的出现使整个钻井领域的发展更为快速,本文主要分析了国内外钻井技术的发展现状,从中找出国内外钻井技术上的差距,为我国的钻井技术发展提供一个方向。
二、旋转导向钻井技术
所谓的旋转导向钻井技术是相对滑动导向钻井技术而言的,该技术可以实现方位角与井斜角的调整,有效的避免了滑动导向遗留的缺陷。旋转导向钻井技术和井下控制技术与随钻测量技术进行配合使用,不仅可以及时的反馈出井下测量的信息,还可以实现井下工具造斜自动控制功能,这提高了井眼轨迹的自动控制、连续性和实现能力,使得钻井的效率和速度得到了有效的提高。针对旋转导向钻进技术,国外对其的研究取得了重大的突破,目前有三家公司的旋转导向钻井系统被广泛的运用,分别是贝克休斯INTEQ公司的Au-to Trak、哈里伯顿公司的Geo-Pilot和斯伦贝谢公司的PowerDrive。旋转导向钻井井下工具系统是旋转导向钻井系统的核心,其有三种不同的工作方式,下图是三种不同工作方式的性能对比:
表1 三种不同工作方式的性能对比
工作方式 代表系统 旋转导向程度 造斜能力(30m)-1 钻进安全性 位移延伸能力 螺旋井眼 适应井眼尺寸/mm
静态偏置推靠钻头式 Auto Track RCLS 外筒不旋转 6.5 中 低 存在 215.9-311.1
动态偏置推钻头式 Power Drive SRD 全旋转 8.5 高 高 存在 152.4-463.6
静态偏置推钻头式 Geo Pilot 外筒不旋转 5.5 中 中 消除 215.9-311.1
在国内,胜利油田承担了旋转导向钻井系统关键技术的研究,此后与西安石油大学进行了合作,在此基础上共同的研发出了三套旋转导向钻井井下工具系统的样机,通过对这三套样机进行了多次的试验,并在2006年8月综合对该系统进行联合现场试验,最终取得圆满成功,这表明我国在旋转导向钻井井下工具系统的技术难题已被攻克,这对我国的勘探领域的发展奠定了良好的基础。
三、垂直钻井技术
随着国内外对勘探区域的不断深入和加大,大倾角地层和高陡构造的勘探开发难度和工作量越来越大,井斜问题的存在很大程度上制约对这些区域的勘探开发的效率、质量和效益,所以为了更好的解决这一问题,国内外都在致力于对新兴的防斜钻具和技术的开发。在国外,Verti Trak闭环直井钻井系统、Power V旋转导向自动垂直钻井系统和机械式自动垂直钻井工具被人们运用的最广泛,也是认识度较高的三种产品。在国内,在2007年的四川盆地的雷北1井进行了机械式自动垂直钻井工具现场试验,试验旋转了雷北1井中1034.56~1137.56m井段,该井段地层倾角为30°~50°,岩层的构成多为灰色细砂岩和灰黑色泥岩,硬度强度很强,可钻性比较差。现场试验时,将钻压升至18~299kN,井斜角的度数控制在2.5°~3.0°之间,和传统的钻井技术相比,机械式自动垂直钻井工具整体的钻速提高约为97.35%,起钻时对整体钻井工具进行了观测,机械式自动垂直钻井工具各部件都正常,通过试验表明,机械式自动垂直钻井工具具有技术性、实用性、高效性。
四、套管钻井技术
在国外,加拿大Tesco公司在套管钻井技术领域中占据了前列的位置,目前Tesco公司已经形成了一套工艺技术和套管钻井配套设备都相当出色的钻井系统,并将该系统成功运用在了实践中,通过实践证明,该系统在实践中取得了很好的成绩。除了Tesco公司,美国威德福公司的套管钻井系统也非常出名,它和Tesco公司的套管钻井系统有很大的区别,该系统主要设计出了一种专门的钻头,该钻头可以直接和套管柱底部进行相连,通过连接在顶驱上的转换接头进行扭矩的传递,再与传统的方式进行钻井工作,该钻头最大的特色就是可以完全的被常规钻头钻掉,并将一个有符箍套管柱一截一同下井,当钻井的深度达到了设计深度时即可以进行注水泥工作,最大限度的节约钻井时间和减少作业成本。
在国内,对于套管钻井技术早在1998年就开始进行研究,中国石油勘探开发研究院对套管的钻井方式、套管驱动器、钻头等方面进行了深入研究,并提出了简易测井办法,这些方面的研究成果为我国后续的套管钻井技术奠定了坚实的基础。随后胜利石油管理局对套管钻井技术的先导性进行了深入探讨和研究,在吸收国内外先进经验的基础上研发出了井口套管快速连接器、可钻式钻斜等配套设备。在2004年3月,完成了垦东341井的84.17~459.62m井段的钻井施工,对这次施工进行了总
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结,并对一些钻井工具和钻井技术进行了改善。同年8月,胜利三号钻井平台完成了老堡1井81.7~500.0m井段的表面套管施工,这次实践中,对机械的钻速、井眼的尺寸、钻井进尺等方面的指标有了很大的提高,通过这两次实践,验证了我国制定的套管钻井技术工艺、可行性和实用性,为我国的套管钻井技术的研究奠定了良好的基础。
五、结束语
综上所述,随着石油勘探技术和社会勘测需求的高速发展,对钻井技术和钻井工艺也提出了新的挑战,本文主要介绍了几种常见的新兴钻井技术,对这几种技术的国内发展现状进行了简单的分析,以为相关人士提供些许参考和借鉴,希望有利于我国的钻井技术的进一步发展。
参考文献:
[1]肖仕红,梁政.旋转导向钻井技术发展现状及展望[J].石油机械,2011,34(4):66-70.
[2]韩烈祥,孙海芳.气体反循环钻井技术发展现状[J].钻采工艺,2010,31(5):1-5.
[3]杜纪刚.我国定向井钻井技术发展现状浅析[J].中国化工贸易,2014,(3):44-44.
[4]苏小健.探究地质导向钻井技术发展现状与研究方向[J].地球,2013,(1):74.
作者简介:张绍帅(1986年10月),男,汉族,籍贯天津静海。2008年毕业于西南石油学院,石油工程专业。2009年就职于大港油田滩海开发公司,工程师,研究方向:石油工艺。
关键词:勘探 国内外 新兴钻井技术 发展现状
一、前言
目前,为了有效的提高钻井的效率和速度,为勘测工作提供有利的支持,以提高整体勘探开发经济效益,国内外都在不断的对新兴钻井技术进行研发,例如垂直钻井、旋转导向钻井、套管钻井、随钻测井、控压钻井等,这些技术的出现使整个钻井领域的发展更为快速,本文主要分析了国内外钻井技术的发展现状,从中找出国内外钻井技术上的差距,为我国的钻井技术发展提供一个方向。
二、旋转导向钻井技术
所谓的旋转导向钻井技术是相对滑动导向钻井技术而言的,该技术可以实现方位角与井斜角的调整,有效的避免了滑动导向遗留的缺陷。旋转导向钻井技术和井下控制技术与随钻测量技术进行配合使用,不仅可以及时的反馈出井下测量的信息,还可以实现井下工具造斜自动控制功能,这提高了井眼轨迹的自动控制、连续性和实现能力,使得钻井的效率和速度得到了有效的提高。针对旋转导向钻进技术,国外对其的研究取得了重大的突破,目前有三家公司的旋转导向钻井系统被广泛的运用,分别是贝克休斯INTEQ公司的Au-to Trak、哈里伯顿公司的Geo-Pilot和斯伦贝谢公司的PowerDrive。旋转导向钻井井下工具系统是旋转导向钻井系统的核心,其有三种不同的工作方式,下图是三种不同工作方式的性能对比:
表1 三种不同工作方式的性能对比
工作方式 代表系统 旋转导向程度 造斜能力(30m)-1 钻进安全性 位移延伸能力 螺旋井眼 适应井眼尺寸/mm
静态偏置推靠钻头式 Auto Track RCLS 外筒不旋转 6.5 中 低 存在 215.9-311.1
动态偏置推钻头式 Power Drive SRD 全旋转 8.5 高 高 存在 152.4-463.6
静态偏置推钻头式 Geo Pilot 外筒不旋转 5.5 中 中 消除 215.9-311.1
在国内,胜利油田承担了旋转导向钻井系统关键技术的研究,此后与西安石油大学进行了合作,在此基础上共同的研发出了三套旋转导向钻井井下工具系统的样机,通过对这三套样机进行了多次的试验,并在2006年8月综合对该系统进行联合现场试验,最终取得圆满成功,这表明我国在旋转导向钻井井下工具系统的技术难题已被攻克,这对我国的勘探领域的发展奠定了良好的基础。
三、垂直钻井技术
随着国内外对勘探区域的不断深入和加大,大倾角地层和高陡构造的勘探开发难度和工作量越来越大,井斜问题的存在很大程度上制约对这些区域的勘探开发的效率、质量和效益,所以为了更好的解决这一问题,国内外都在致力于对新兴的防斜钻具和技术的开发。在国外,Verti Trak闭环直井钻井系统、Power V旋转导向自动垂直钻井系统和机械式自动垂直钻井工具被人们运用的最广泛,也是认识度较高的三种产品。在国内,在2007年的四川盆地的雷北1井进行了机械式自动垂直钻井工具现场试验,试验旋转了雷北1井中1034.56~1137.56m井段,该井段地层倾角为30°~50°,岩层的构成多为灰色细砂岩和灰黑色泥岩,硬度强度很强,可钻性比较差。现场试验时,将钻压升至18~299kN,井斜角的度数控制在2.5°~3.0°之间,和传统的钻井技术相比,机械式自动垂直钻井工具整体的钻速提高约为97.35%,起钻时对整体钻井工具进行了观测,机械式自动垂直钻井工具各部件都正常,通过试验表明,机械式自动垂直钻井工具具有技术性、实用性、高效性。
四、套管钻井技术
在国外,加拿大Tesco公司在套管钻井技术领域中占据了前列的位置,目前Tesco公司已经形成了一套工艺技术和套管钻井配套设备都相当出色的钻井系统,并将该系统成功运用在了实践中,通过实践证明,该系统在实践中取得了很好的成绩。除了Tesco公司,美国威德福公司的套管钻井系统也非常出名,它和Tesco公司的套管钻井系统有很大的区别,该系统主要设计出了一种专门的钻头,该钻头可以直接和套管柱底部进行相连,通过连接在顶驱上的转换接头进行扭矩的传递,再与传统的方式进行钻井工作,该钻头最大的特色就是可以完全的被常规钻头钻掉,并将一个有符箍套管柱一截一同下井,当钻井的深度达到了设计深度时即可以进行注水泥工作,最大限度的节约钻井时间和减少作业成本。
在国内,对于套管钻井技术早在1998年就开始进行研究,中国石油勘探开发研究院对套管的钻井方式、套管驱动器、钻头等方面进行了深入研究,并提出了简易测井办法,这些方面的研究成果为我国后续的套管钻井技术奠定了坚实的基础。随后胜利石油管理局对套管钻井技术的先导性进行了深入探讨和研究,在吸收国内外先进经验的基础上研发出了井口套管快速连接器、可钻式钻斜等配套设备。在2004年3月,完成了垦东341井的84.17~459.62m井段的钻井施工,对这次施工进行了总
(下转第页)
(上接第页)
结,并对一些钻井工具和钻井技术进行了改善。同年8月,胜利三号钻井平台完成了老堡1井81.7~500.0m井段的表面套管施工,这次实践中,对机械的钻速、井眼的尺寸、钻井进尺等方面的指标有了很大的提高,通过这两次实践,验证了我国制定的套管钻井技术工艺、可行性和实用性,为我国的套管钻井技术的研究奠定了良好的基础。
五、结束语
综上所述,随着石油勘探技术和社会勘测需求的高速发展,对钻井技术和钻井工艺也提出了新的挑战,本文主要介绍了几种常见的新兴钻井技术,对这几种技术的国内发展现状进行了简单的分析,以为相关人士提供些许参考和借鉴,希望有利于我国的钻井技术的进一步发展。
参考文献:
[1]肖仕红,梁政.旋转导向钻井技术发展现状及展望[J].石油机械,2011,34(4):66-70.
[2]韩烈祥,孙海芳.气体反循环钻井技术发展现状[J].钻采工艺,2010,31(5):1-5.
[3]杜纪刚.我国定向井钻井技术发展现状浅析[J].中国化工贸易,2014,(3):44-44.
[4]苏小健.探究地质导向钻井技术发展现状与研究方向[J].地球,2013,(1):74.
作者简介:张绍帅(1986年10月),男,汉族,籍贯天津静海。2008年毕业于西南石油学院,石油工程专业。2009年就职于大港油田滩海开发公司,工程师,研究方向:石油工艺。