旋转导向钻井技术的应用范文

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《江汉石油职工大学学报》2015年第二期

1旋转导向技术在江汉油田的应用

江汉油田针对不同旋转导向钻井系统技术进行了6口井的试验及应用，其中包括涪陵焦石坝页岩气水平井、涪陵大安寨非常规水平井、江汉油田定向与水平井，对旋转导向钻井技术的工作方式及特点有了进一步的认识。

1.1在涪陵大安寨地区的应用

1.1.1涪页6－2HF井应用斯伦贝谢旋转导向系统情况分析1）应用情况。工具共入井4次。在旋转导向全力增斜过程中，造斜率为5°／30m～7°／30m。导向控制中微调便捷，稳斜效果好。在水平段通过伽马读数及时修正轨迹，确保在目标储层中穿行。2）分析与认识。①该工具在增斜段钻进时表现良好，造斜率较高。②短起下及起钻更换工具上提下放摩阻较小，上提最大摩阻100～120kN，下放摩阻10～50kN。③在增斜段钻进时产生的反扭矩较大时，需上提下放钻具以释放钻具上的扭矩，旋转导向工具工作不正常时需停止钻进，循环至工具信号正常后继续钻进，在一地程度上影响了钻进效率。④在水平段钻进施工中，对泥浆排量的要求较高，在微裂缝发育、承压能力低地层使用随钻堵漏浆时施工排量受到一定限制，对钻井速度有一定影响。

1.1.2涪页3－2HF井应用贝克休斯旋转导向系统情况分析1）应用情况。工具共入井4次，旋转导向施工增斜段平均造斜率5°／30m，最高到6．4°／30m。水平段钻进696m，井斜按要求控制在90．5°到91．5°之间，方位稳定性好。2）分析与认识。①工具在增斜段钻进时造斜性能高，除起始造斜阶段外，后期可稳定在5°／30m～5．5°／30m的造斜率，井眼轨迹控制平滑。②水平段钻进机械钻速达4．4m／h，高于同地层常规螺杆定向技术钻速。③在造斜段配以贝克休斯钻头，机械钻速仅1．2m／h，相对偏低，需加强工具、钻头与地层适应性的优选。

1.2在江汉油区特殊工艺井的应用1）共3口井应用了美国DoubleBarrel公司的推靠式旋转导向系统。①广38斜－11井检验了系统的防斜、造斜能力。从井深923m下入旋转导向工具，井斜能基本在0．1°～0．3°之间，非常好地控制了上部地层的井斜问题，后将工具调整为全力增斜模式，进尺265m。造斜率为2．7°／30m～4．2°／30m。②SH6－P12井检验了系统的稳斜、造斜能力及使用寿命。从1735m开始共计下入3次，钻具组合及钻井参数相同。总进尺1646m，其中稳斜1024m，井斜稳定在5°左右，效果理想；造斜段造斜率为2．7°／30m～3．6°／30m，最大达到5°／30m；单次纯钻时间最大为132．25h。③陵5斜－注1井进一步检验了系统的造斜率及机械钻速。斜率3°／30m～4．2°／30m。本井使用旋转导向钻井系统时平均机械钻速达21．74m／h，比同区域同井段采用常规定向钻具的井高出近100％。2）分析与认识。①该工具在垂直模式的工作状态下连续钻进了近1000m，井斜始终能控制的在0．3°以内，稳斜模式的工作状态下连续钻进了将近1000m，井斜始终能控制的在5°左右，方位控制在197．3°左右，防斜、稳斜轨迹控制较好。②井斜传感器距离钻头0．3m，伽马仪距离钻头3m，能及时地传输井下数据，无“零长”困扰。③工具对钻井液性能、泵压、钻压等相对无特殊要求，对井队设备的要求不高，减少了仪器无信号导致的检修设备、处理钻井液、起钻检查的时间。④该旋转导向系统实际钻进过程中造斜率较低，只有2．7°／30m～4．2°／30m，对于中短曲率水平井的施工，可能在增斜过程中无法满足其“着陆”的要求。⑤为提高钻井速度，在底部钻具上加装了低速直螺杆，由于设计工作转速低于200rpm，钻井速度受到一定影响，需要进一步优化。

1.3在涪陵页岩气井的应用情况1）焦页2－3HF井应用了美国DoubleBarrel公司的旋转导向系统。分别在三开大井斜造斜及水平段进行了探索性的应用。在大井斜段稳斜钻进效果较好，定向造斜钻进造斜率较低，为3°／30m～4°／30m，水平段钻进，井斜稳定控制在与设定值相差0．2°范围以内，平均机械钻速与常规螺杆复合钻具钻进效果相当。2）分析与认识。①水平段钻进速度仍有潜力。采用低速螺杆在五峰组水平段钻进平均机械钻速10．34m／h，随着螺杆转速提高，钻井速度可进一步提升。②工具调整及时、准确，水平段钻进途中微调角度92．4°～93．4°仅花费约10分钟即完成调整指令。③需进一步完善自动录入实时伽马功能，缩短工具的测量周期，在焦石坝龙马溪组快速钻进时能读取更多伽马值，满足地质导向工作需要。

2结论与认识

1）旋转导向钻井技术在国内页岩气等非常规油气开发中得到了一定应用，实践表明对于复杂工艺井，具有提高定向钻井效率的作用。2）旋转导向钻井技术防斜、稳斜能力较强，且稳定性好，该技术适合上部防斜要求难度高的地层，下部在长井段稳斜及长水平段延伸钻井中具有明显优势。3）旋转导向钻井技术能更加精确高效地进行工程和地质导向，水平井开发中地层的不确定因素较多，旋转导向钻井技术可随时调整定向施工方案，使轨迹控制更加主动，相比常规定向调整方位更加快捷，能够钻出更加平滑的水平段井眼，为后续钻井、压裂、试气施工创造良好井眼条件。4）旋转导向工具的造斜率相对普通螺杆定向造斜较低，该技术较适合设计造斜率较低的中长曲率水平井应用，国外厂家近期虽已研发了新产品可提供较高造斜率，仍需在应用中得到进一步验证。现场运用中，需要对底部钻具组合进优化，进一步提高实际施工中的造斜率，以满足各种井型需要。5）目前，旋转导向核心技术主要被国外公司掌握，技术服务费用较高，国产化应用受到限制，采用国外公司与国内厂家联合组装配套、维修保养的方式，可以降低使用费用，加快推进国产化进程，实现该项技术在国内的推广应用。

作者：李增科赵哲单位：中石化江汉石油工程有限公司技术装备处