VTK垂直钻井系统在阿北1井钻井中的应用

阿北1井四开井段地层倾角大、构造角度和倾向变化较大,采用大钟摆钻具组合和轻压吊打等措施,纠斜控斜效果不明显。为严格控制井身质量,在四开井段采用171.5 mm VTK垂直钻井系统控制井斜钻进,共计入井11次,总进尺504.92 m,平均机械钻速1.23 m/h,最大井斜2.09°,最小井斜0.11°,不仅达到了纠斜和控斜钻进的目的,同时还提高了机械钻速。     

垂直钻井技术在青探1井的应用

玉门青西油田窟窿山逆掩推覆体老地层挤压破碎严重,且裂缝发育,地层倾角60°左右,地层产状变化大,钻井过程中井斜控制难度大,制约了青西地区钻井速度的提高。为此,该油田在青探1井钻井过程中首次试验应用了Power V垂直钻井技术,井斜角控制在0.5°以内,平均机械钻速2.14 m/h,与邻井相比提高了52%以上,且无井下复杂情况和事故发生,顺利完成了该井第三系推覆体地层易斜井段的钻井任务。分析了青探1井地质特点及钻井技术难点,介绍了Power V垂直钻井原理、技术特点及现场试验情况,分析了试验应用效果,对下一步青西油田垂直钻井提出了建议。     

贝克休斯垂直钻井系统在大湾1井的应用

大湾1井在钻进千佛崖组到须家河组地层时,由于地层倾角较大,自然造斜能力强,从而造成其井斜很难控制,采用常规纠斜钻具组合亦不能有效控制井斜,井斜控制十分困难,钻速极慢。为了解决上述问题,在该井从1828．96m千佛崖组开始试验使用贝克休斯公司的VertiTrak垂直钻井系统。介绍了现场应用情况,分析了VertiTrak垂直钻井系统的应用效果,指出了应用中需要注意的问题。实践表明：应用VertiTrak垂直钻井系统能够较好地解决钻井提速施工中井斜与钻压之间的矛盾,提高机械钻速并缩短钻井周期。     

捷联式自动垂直钻井工具伺服控制设计及实现

为解决易斜地层中直井钻进的防斜打快问题,实现主动防斜、纠斜控制,开展了捷联式自动垂直钻井工具伺服控制的研究。采用包含位置环、速度环、电流环的三环闭环控制模型,建立了伺服控制系统的硬件结构和软件体系,采用增量式数字PID控制算法,使系统实现快速精确可靠的调节。通过研究电流动态阶跃响应、电机输出轴位置及盘阀工具面角等控制效果,分析了伺服控制系统的动态及稳态特性,最终完成伺服控制系统设计,并投入现场应用。室内试验表明,电机输出轴位置稳态控制精度在0.2°以内,电流环动态阶跃响应时间短于1.2 ms,电机调速范围0~300 r/min,表明控制精度较高,动态性能良好,调速范围较宽,能实现实时控制。在安顺1井现场应用时,输出控制的盘阀工具面角与指定的纠斜工具面角最大偏差不超过2°,达到2.8°/100m以上的降斜效果。捷联式自动垂直钻井工具的伺服控制系统能够快速响应并精确控制电机输出轴的位置,实现直井钻井的防斜、纠斜。      

自动垂直钻井工具分类及发展现状

从石油钻井和地质钻探两方面阐述了自动垂直钻井技术的原理及优点,按照不同结构及工作原理对自动垂直钻井工具做出分类,并简要分析了各类工具的优缺点。随后在上述分类基础上系统归纳了国内外现有垂直钻井工具及其技术特点,剖析了国内外自动垂直钻井工具之间的技术差距。最后总结出自动垂直钻井工具存在的问题,指出工具今后的发展趋势为小型化、可取心、高精度和长寿命,并对其未来的研究思路与方法提出建议:对执行机构零部件结构和布局进行优化,在减小工具外径的同时增大工具内部空间,使工具在小口径井眼垂直钻进的同时还能进行取心作业;对电控式垂直钻井工具的测控传感器及其密封系统进行优化改进,使工具整体耐温耐压性能得到提高;对机械式垂直钻井工具的偏重平台在井下复杂环境下的响应规律进行研究,并探索相应的误差抑制补偿方法,以提高工具的井斜控制精度。     

捷联式自动垂直钻井系统的研制及现场试验

为了有效解决钻井工程中高陡构造及大倾角地层防斜打快的技术难题,自主研发了捷联式自动垂直钻井系统。该系统采用动态推靠方式实现钻进过程中的主动防斜、纠斜,其中捷联式稳定平台是该系统的核心。该系统主要由基于旋转基座的测量短节、井下发电机、无刷力矩电机、旋转变压器和防斜纠斜执行机构等组成。在稳定平台的控制下,力矩电机驱动执行机构中的盘阀对过流的钻井液进行控制,利用活塞驱动翼肋推靠井壁,产生具有纠斜作用的侧向推靠力,以实现防斜、纠斜功能。宁深1井的现场试验证明,捷联式自动垂直钻井系统工作原理正确,结构可靠,能够在主动、适时防斜的同时,有效释放钻压,提高钻速。该系统的研制成功为直井的防斜打快提供了一种新的技术手段,具有广阔的应用前景。      

Power V和机械式随钻测斜仪在黑池1井的应用

详细介绍了Power V垂直钻井系统和机械式无线随钻测斜仪的组成、工作原理及其在黑池1井的应用情况。现场应用表明，Power V系统可以解决高陡地层和自然造斜率大地层的垂直钻井问题，改善井身质量，提高钻井速度；机械式无线随钻测斜仪具有操作使用方便、抗高温高压、测量结果稳定等优点，既能满足应用Power V系统垂直钻井过程中随钻监测井斜的需要，又可降低钻井成本。     

VTK垂直钻井系统在大湾1井的应用

大湾1井在钻遇推覆体地层时,地层倾角变化大,自然造斜能力强,采用塔式钻具、钟摆钻具、大尺寸PDC钻头等多种防斜技术,其结果是井斜控制十分困难、钻井速度极慢;利用弯螺杆＋转盘钻井复合技术,虽然钻井速度有一定的提高,但仍不能达到提速的目的。为提高机械钻速,引进贝克休斯的VTK垂直钻井系统,较好地解决了井斜与钻压的矛盾,现场应用表明,在易斜地层中使用该工具,可以有效控制住井斜,解放钻压,大幅提高钻井速度。     

河坝1井高陡构造带防斜打直技术

河坝1井上部陆相地层属于高陡构造，地层倾角大，极易发生井斜。为解决大井眼高陡构造带易井斜和机械钻速低的难题，该井在钻井过程中试验应用了偏轴钻具组合、大尺寸钻铤组成的塔式钻具组合和直螺杆钻具组合。应用效果表明，在目前的技术条件下，大尺寸塔式钻具组合是川东地区高陡构造带大倾角地层防斜打直的较好选择，但同时须优选钻头及钻井参数．并强化井身质量监测。     

Power V垂直钻井技术在黑池1井的应用

笔者简单介绍了Power V工具的主要结构、性能和使用注意事项，以及在黑池1井的应用情况，对比分析了Power V垂直钻井技术应用前后的技术、经济指标。应用结果表明该工具在高陡构造、硬地层的钻进中，能够有效控制井身质量、提高机械钻速，实现井身轨迹的连续控制。     

空气钻井技术在普光D-1井的应用

为提高钻井速度，缩短钻井周期，加快普光气田开发进程。在普光D-1井的上部陆相地层的564．0～3002.0m井段进行了空气钻井试验。分析了普光气田进行空气钻井的可行性，详细介绍了普光D-1井空气钻井的施工情况，并对空气钻井的效果进行了评价。普光D-1井空气钻井试验结果表明，普光气田在上部陆相地层采用空气钻井可以提高钻井速度，缩短钻井周期，达到加快开发进程的预期目的。     

BH-VDT5000自动垂直钻井系统工具

为满足山前高陡构造及逆掩推覆体地层钻井过程防斜打快的技术需求,填补我国在垂直钻井技术方面的空白,2004年以来中国石油渤海钻探工程有限公司工程技术研究院与德国智能钻井公司合作研发BH-VDT5000垂直钻井系统工具,现已获得成功。现场应用表明,该工具性能可靠,效果理想。在克深3、克深203和克深207等10口井试验应用,单趟最高进尺达1527.8m,日最高进尺410m,系统工作正常,井斜角小于0.5°,机械钻速提高70%以上。通过10口井的现场施工和工具检测维修,积累了现场施工经验,锻炼了现场技术服务队伍和检测维修队伍,提高了技术服务能力。现场应用证明,BH-VDT5000垂直钻井系统在高陡构造地层、逆掩推覆体地层的钻探中,防斜打直效果显著,提高了机械钻速,缩短了钻井周期,可进一步推广应用。     

垂直钻井系统在吐哈盆地山前高陡构造的应用

针对吐哈山前高陡构造的井斜规律,通过优化垂直钻井系统应用井段,在高陡构造带柯19-11井等4口井分别试验应用了国产SVD和斯伦贝谢POWER-V两种垂直钻井系统.通过现场应用证实了垂直钻井系统可有效控制井身质量,同时可大幅度地提高钻井速度；在高陡构造地层钻进中,可以有效地解决防斜和强化钻井参数打快之间的矛盾.     

空气钻井技术在老君1井的应用

为提高川东北地区的钻井速度．加快川东北地区的勘探进程．在该地区老君山构造的老君1井的钻井过程中．选择上部陆相地层进行了空气钻井技术试验并取得了成功，用时21d安全钻进2491，70m，机械钻速达到11．27m/h．较常规钻井提高了10倍．为以后该地区钻井提供了新的技术选择。从井壁稳定性、地层压力和地层产出物三个方面分析了老君1井在上部地层进行空气钻井的可行性，介绍了该井空气钻井的流程、设备和详细的实施过程．分析了空气钻井过程中存在的问题及该地区今后空气钻井急需解决的问题。     

欠平衡钻井技术在辽河油田马古1井的应用

论述了欠平衡钻井技术的特点、应用范围，同时结合辽河油田马古1井欠平衡钻井实施情况，介绍了欠平衡钻井专用设备的配套、钻井工艺技术、压井工艺技术等欠平衡操作规程和安全钻井技术措施。辽河油田马古1井在实施欠平衡钻井井段，欠平衡火炬一直连续点火，表明辽河油田欠平衡钻井技术初步走向成熟，为今后辽河油田古潜山的勘探开发提供了技术支持和保证。     

河坝1井复杂地层钻井完井技术

河坝1井是川东北地区的一口重点区域探井，完钻井深6130．00m。该井地质情况非常复杂，上部陆相地层高陡构造倾角大，坍塌严重；下部海相地层含多套压力系统，且存在含硫化氢的超高压天然气层、盐水层、盐膏层以及易漏失地层等，在钻井施工中出现多次井壁严重垮塌、井漏、喷漏同存、气侵，甚至出现卡钻等井下复杂情况和事故。深部井段由于钻井液密度高．钻井周期长，不但给钻井液的维护和处理带来了极大的困难．而且造成钻具、套管磨损严重。河坝1井采取了优选钻具组合、钻井参数、钻井液体系以及水泥浆体系等技术措施，并采用了系列钻井新工艺、新技术．历时1241．96d．钻至设计井深，发现了两个高压气层及数个含气层。详细介绍了该井钻井作业中存在的技术难点及采取的技术措施。     

孤东7－平1井钻井实践及认识

孤东７－平１井是国内第一口海油陆采水平并，其稳定产量是普通直井的６倍。在胜利油田设计与施工的水平井中，该并并身结构和地层压力比较复杂，创造了三维绕度最大和水平段精度最高的记录。本文重点介绍了该井的设计依据与施工过程，同时总结分析了该井井眼轨迹控制技术和主要钻探成果。