新型导向尾管钻井技术.pdf

2 0 1 3年第4 l卷第 8期 石 油机械 CHI NA P ET ROL EUM MACHl NERY ．． 97 ．- ●前 沿技 术 新型导 向尾管钻井技术 郭 先 敏 中石化胜if - 4 石油工程有限公司钻井工艺研究院 摘要在深水环境下实施定 向套管钻井技术 时，套管很少 能与井 口头尺寸相匹配，做相应改 造又大大增加钻井成本。而新型导向尾管钻井技术无需对钻机和 防喷器进行 改造，在尾管钻井的 同时实现旋转导向，系统可承受大钻压及高扭矩，并可进行 B H A更换操作而不用起出尾管，提高 了施工作业效率，为深水钻井作业、部分老 井加深、深井延伸 困难等问题提供 了一种有效 的解决 方案 ，也为套管钻井技术的大规模应用奠定 了基础。现场应用结果表 明，导 向尾管钻井激素 的机 械钻速 与常规钻井速度相当，导向效果令人满意。 关键词 套管钻井；导 向尾管钻井；底部钻具组合 ；机械钻速 中图分类号 T E 2 4 3 文献标识码 A d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 4 5 7 8 ． 2 0 1 3 ． 0 8 ． 0 2 5 A Ne w Ty p e o f Gui d e Li ne r Dr i l l i ng Te c h no l o g y GU O Xi a n mi n R e s e a r c h I n s t i t u t e o fD r i l l i n g T e c h n o l o g y ， S I N O P E C S h e n g l i P e t r o l e u m E n g i n e e r i n g C o m p a n y A b s t r a c t S i mp l e c a s i n g d r i l l i n g t e c h n o l o g y c a n o n l y c o n d u c t s t r a i g h t we l l d r i l l i n g ． Mo r e o v e r ，b o t t o mh o l e a s s e m b l y B HAi s u n r e c y c l a b l e ． T h e r e f o r e ，g u i d e c a s i n g d ri l l i n g t e c h n o l o g y w a s d e v e l o p e d ． T h e g u i d e c a s i n g d r i l l i n g s y s t e m c o n s i s t s o f e x t e r n a l p i p e 1 i n e r ，i n t e rna l p i p e ， m o t o r d ri v e p a r t a n d g u i d e B H A ． C o m p a r e d w i t h d i r e c t i o n a l c a s i n g d ril l i ng t e c h no l o g y， t h e n e o t y p e g u i d e l i n e r d ril l i n g t e c h no l o g y d o e s n o t n e e d t o r e n o v a t e d ril l i ng r i g a n d b l o wo u t p r e v e n t e r i n d e e p wa t e r d r i l l i n g，t h u s i mp r o v i n g c o n s t r u c t i o n e ffic i e n c y ． I t p r o v i d e s a n e f f e c t i v e s o l u t i o n t o s u c h p r o b l e ms a s d e e p wa t e r d ril l i n g o p e r a t i o n， d e e p e ni n g o f s o me o l d we l l s a n d e x t e n s i o n o f d e e p we l l s ．I t a l s o l a y s t h e fou n d a t i o n f o r l a r g e s c a l e a p p l i c a t i o n o f c a s i n g dr i l l i n g t e c h n o l o g y ． Th e fie l d a p p l i c a t i o n s h o ws t h a t i t s r a t e o f p e n e t r a t i o n R O P i s r o u g h l y e q u i v a l e n t t o t h a t o f t h e c o n v e n t i o n a l d ri l l i n g ． T h e g u i d i n g e f f e c t i s d e s i r a b l e ． Ke y wo r d s c a s i n g d r i l l i ng； g u i d e l i n e r d r i l l i ng； BHA； ROP 0 引 言 多年以来 ，钻井工作者一直致力于套管钻井技 术的研发。套管钻井是利用常规的套管或尾管对钻 头施加扭矩和钻压 ，实现钻头旋转与钻进 ，并同时 完成下套管 作业 J 。套管钻 井作 为一种高效 、低 成本控制井眼 问题 的先进钻井技术 ，适用 于低压 带 、页岩层 、煤层 以及多压力 带地层 ，在钻井 提 速、降本增效及解决循环漏失问题等方面具有很好 的效果 J ，越来越受 到油气 钻井业 的重视。近年 来通过与旋转导向技术相结合 ，使套管钻井成为导 向钻井技术的新方向。套管钻井技术从简单 的套管 钻井发展到了定 向套管钻井。简单的套管钻井技术 是在套管或尾管柱的底部接一个套管钻头 ，只能进 行直井钻进 ，而且底部钻具组合 以下简称 B H A 不可回收 ，成本低 。J 。定向套管钻井技术是使用 可 回收的导 向 B HA实现套管钻井过程 中的导 向， 导向工具既可使用旋转导向系统 ，又可使用容积式 马达 J 。该技术由斯伦 贝谢与 T E S C O公 司共 同开 发 ，适用于易发生漏失和井壁稳定性差的低压油田 或老油 田，已在北海和中东地区应用。 基金项 目中国石油化工集团公司前瞻项 目 “ 非油气领域科技成果 的启示作用调研” P 1 2 0 9 4 的部分研究内容 。 2 0 1 3年 第 4 1卷 第8期 郭先敏 新型导向尾管钻井技术 剩余 1 7 6 11 1 井段 ，尾管总长为 2 8 0 i n 。测试结果表 明 ，S D L系统的机械钻速与常规钻井速度相当，导 向效果令人满意。 4 结论及建议 与定 向套管 钻井技 术相 比，深水环 境下 S D L 技术无需对钻机和防喷器进行改造 ，可以一趟钻完 成钻进 、下套管和 固井作业 ，减少 了起下钻次数 ， 有助于避免各种复杂钻井事故 ，大大缩短不稳定地 层钻井 的非生产时间 ，降低作业风险，节约施工成 本 。因此 ，S D L技术对于进一步降低不稳定地层钻 井施工成本 ，缩短非生产时间 ，最大程度减少钻井 事故的发生具有重要意义。应用该技术可 以避免以 下施工 1 扩眼； 2 为平衡地层压力需要循环钻井液 ； 3 为确保井 眼稳定需要 补充钻井液化学药 品／ 添加剂 ； 4 起下划眼净化 ； 5 发生漏失需要补充钻井液。 测试结果表 明，S D L系统的机械钻速与常规钻 井速度相当 ，导向效果令人满意。但是也存在一些 问题 1 钻进过程中送入工具 与内管和尾管脱离 ， 导致内管和尾管落井 ，延长 了非正常生产时间； 2 钻至总井深彻底循 环之后 ，关 闭扩孔钻 头驱动头 ，投球液压释放送入工具失败 ，造成施工 复杂化 ； 3 测试 钻进 过 程 冲击、振 动 和 卡／ 滑 级别 低 ，系统 比较稳定 ，但在高级别的恶劣钻井条件下 的稳定性有待于验证 ； 4 现场测试钻进井段最长仅为 1 8 0 m，长井 段钻进有待验证 ； 5 送入工具 的释放 与扩孔钻 头驱动头 的开 启和关闭分别采用投球液压方式与钻井液脉 冲遥测 方式 ，但对于空气钻井、泡沫钻井等欠平衡钻井却 无用武之地。 上述问题说 明 S D L技术有一 定的适用性 ，其 技术本身的有效性还有待于进一步完善，建议 如 一 F 1 进一步改进送入工具和扩孔钻头驱动头， 选用射频识别标签 或芯片 释放送 入工具与开 启和关闭扩孔钻头驱动头 ，提高系统的有效性 ，拓 宽系统的工作范围； 2 研发能承受更 高扭矩 和载荷 的尾管 ，进 一 步增加钻进井段长度 。 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 参考文献 S h e p a r d S F， Re i l e y R H ，W a r e e n T M． C a s i n g d r i l l - i n g A n e m e r g i n g t e c h n o l o g y [R] ． I A D C ／ S P E 76 6 40，2 00 2． G u p t a A K ． Dr i l l i n g w i t h c a a s i n g P r o s p e c t s a n d l i mi t a t i o n s[ R]． S P E 9 9 5 3 6 ，2 0 0 6 ． G a u r i n a M N ． C a s i n g d ri l l i n g t e c h n o l o gy [ J ]． R u d - g e o l n a il ． Z b ，2 0 0 5 ，1 7 1 1 9 2 6 ． S t r i c k l e r R， Mu s h o v i c T， Wa r e e n Ca s i n g d i r e c t i o n a l d ri l l i n g u s i n g a r o t a r y s t e e r a b l e s y s t e m [ R]． S P E 9 21 95，2 00 5． Ve l r t r i D ，Yu ma ， Wa n e n T，e t a t ． T wo s a l t d o me w e l l s s u c c e s s f u l l y d r i l l e d wi t h c a s i n g w h i l e -d r i l l i n g t e c h n o l o gy [ R]． I A D C ／ S P E 1 0 5 7 7 3 ，2 0 0 7 ． A n a n ． D i r e c t i o n a l c a s i n g w h i l e d ri l l i n g[ E B ／ O L ]． [ 2 0 1 21 20 4]． h t t p ∥W W W ． s l b ． c o r n ／ s e r v i c e s ／ d ril l i n g ／s p e c i a l t y d ri l l i n g a p p l i c a t i o n s ／c a s i n g d ril l i n g／d i r e c t i o n a l c a s i n g ． a s p x ． T o r s v o l l A，Ab d 0 l l a h i J ，E i d e m M 。e t a 1 ． S u c c e s s f u l d e v e l o p me n t a n d f i e l d q u a l i fi c a t i o n o f a 9 ％ i n a n d 7 i n r o t a ry s t e e r a b l e d r i l l i n g l i n e r s y s t e m t h a t e n a b l e s s i mu l t a n e o u s d i r e c t i o n a l d ri l l i n g a n d l i n i n g o f t h e we l l b o r e [ R]． I A D C ／ S P E 1 2 8 6 8 5 ，2 0 1 0 ． S h i d e y K ． S t e e r a b l e d ri l l i n g l i n e r s y s t e ms[ E B ／ O L ]． [ 2 0 1 21 20 5 ]． h t t p ／ ／ e 1 4 5 0 3 0 4 5 ． r 4 5 ． c f 2 ． r a c k c d n ． e o m／ v l ／ 7 c 1 3 c 5 2 b 6 a e a e 5 c 7 a 6 1 e 2 e 0 0e 5 1 c 5 t 2 0 ／ 2 9 7 4 2一s t e e r a bl ed ril l i n g _ whi t e p a p e r p r o o f 2 0 8 1 0 ． p d f ． 作者简介郭先敏，工程师，生于 1 9 7 2年，2 0 0 9年毕 业于中国石油大学 北京 油气井工程专业，获硕士学 位 ，现从事科技情报工作。地址 2 5 7 0 1 7 山东省东营市。 E ma i l g u a o x m g x m 1 6 3 ． t o m 。 收稿 日期 2 0 1 21 2 2 5 本 文编辑刘锋