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贝克休斯 非常规钻井技术 (HH).ppt

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资源描述

1、高效开发非常规油气藏的钻井技术,贝克休斯: 卜范慧 2014年6月于成都,钻井挑战:,- 防碰:井工厂钻井模式,精确的轨迹控制; 页岩周期性垮塌:提高井壁稳定性,缩短建井周期; 水平段长, 滑动钻进摩阻、扭距大; 井眼质量要求高:保证完井、压裂作业顺利进行; 单井产量不确定性大:保证在甜点区钻进,提高储层钻遇率; 钻井周期长, 成本高:优化钻井,降低建井周期。,最终目的:增产、提效!,国内非常规油气藏开发中常用的定向井钻井技术组合,组合1:ATK Express(Gm) +ATK G3(Gm+Res)+导向马达(Gm) 组合2:导向马达(Gm)+ ATK G3(Gm+Res) 组合3: ATK

2、 Express(Gm) +ATK G3(Gm+Res) 组合4:导向马达(Gm); 组合5: ATK Express(Gm) 或 ATK G3(Gm+Res),以上仅针对造斜段和水平段,汇报内容,适用于非常规的旋转导向钻井技术 个性化的高效钻头 高性能水基泥浆 基于甜点识别的井位部署,建议使用旋转导向钻井系统,对于: - 三维复杂大位移井或水平段较长的水平井; 储层有效厚度比较薄,需实时地质导向的井; 储层不确定性大, 需频繁调整轨迹的井; 井工厂钻井模式, 防碰问题严重的井; 井壁稳定性差,存在压差卡钻等情况井眼中,OnTrak,BCPM,导向头,导向装置AutoTrak,LWD 传感器模

3、块,双向通讯和动力模块,优化旋转密度仪 (ORD),井径校正中子仪 (CCN),近钻头井斜 1.0m (3ft),环空压力/ECD 4.7m (16 ft),方位伽马及伽马成像 (5.0m 16ft),电阻率 6.1m (20ft),方位/旋转方位、井斜 7.8m (25ft),测径 14.9m (49ft),中子孔隙度 18.0m (59ft),密度 15.6m (51ft),振动与粘滑 (7.8m 25ft),动态诊断与压力 20.1m (66ft),Co-Pilot,声波探测仪 (SoundTrak),AutoTrak G3(自动闭环旋转导向系统),AutoTrak RSS - 复合式导

4、向导向工具,开始轨迹变化时: 主要是 “推靠式” 在钻头上施加侧向力 短距离有效,AutoTrak 系统集指向式和推靠式两种导向模式于一体,所以使用于更广泛的地层,对钻头的选型要求更松,提高井眼质量。,一旦趋势出现: 主要是 “指向式” 钻具组合弯曲到新的曲率中 钻头上的侧向力达到最小 钻头指向导向的方向,恒定的导向矢量,导向力将钻具组合弯曲到已经有曲率的井眼中,钻头“指向”要导向的方向,旋转导向技术在大庆致密油中的应用,统计到2014年2月底;,OnTrak,BCPM,导向头,双向通讯和动力模块,近钻头井斜 1.0m (3ft),环空压力/ECD 4.7m (16 ft),方位伽马及伽马成像

5、 (5.0m 16ft),电阻率 6.1m (20ft),方位/旋转方位、井斜 7.8m (25ft),振动与粘滑 (7.8m 25ft),第一次在页岩油开发中应用旋转导向技术,AutoTrak eXpress 特点,同样的旋转导向头, 带近钻头井斜;简化版的旋转导向工具;仅测量MWD及VSS 振动参数,伽玛可选可接入马达动力节较高的增斜能力应用: 大庆致密气上部造斜段,重庆页岩气,四川致密砂岩,克拉玛依致密气的开发中。,为陆上作业量身定做、经济实惠!, 2012 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.,11,AutoTrak Curve

6、 高造斜率旋转导向,5/ 30m 常规RSS,增加生产井段230m,AutoTrak Curve 旋转导向钻井系统,15/ 30m,高造斜率, 整体集成钻井系统 钻井性能超越传统螺杆系统 无需切换模式 节约时间 机械械钻速提高3倍 2012.03 2013.02: 955,000米的进尺; 2013.03 2014.02: 2,000,000 米进尺 被世界石油杂志选为2011年最佳钻井技术, 2012 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.,12,可直接从直井侧钻,精确度高,节省一趟起下钻的时间!,AutoTrak Curve 为什么造

7、斜率高?,每个肋板自带两个液压装置,导向能力更强; 自带特制的钻头:短, 侧向切削能力强, 工具面更稳定; 缩短钻头与导向肋之间的距离:为了提高造斜能力,钻头与导向肋之间的距离已经最短; 导向头更短:肋板与第一个扶正器的距离大大缩短; 上部随钻测量工具柔性更大,进一步提高了造斜能力。,1.02米,2.2米,AutoTrak Curve 其他优势,专为陆上钻井设计,采用了耐堵漏材料脉冲发生器, 在井漏的紧急情况下,可以直接加堵漏材料,不会堵了工具,对泥浆固相含量等要求不高; 可自动监测井底真实排量,并根据实际排量调整脉冲信号,保证数据上传质量; 带方位伽玛,为时时地质导向提供理论依据; 德国制造

8、,构造简单,可靠性高,工具的稳定性和寿命更长,可以减少由于工具原因造成的起下钻的次数; 现场操作简单,库房连接好后一个整体送往现场,现场无需其它操作,节省作业时间, 降低风险; 简单就是美!, 2012 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.,15,AutoTrak Curve 应用实例,目前塔里木哈德区块两口井正在使用ATC,钻具组合如下:,工具零长:, 2012 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.,16,AutoTrak Curve 应用实例,第一口井的使用情况如下:,- 备

9、注: (1)钻头:AT605 PDC钻头; (2)一趟钻,实现直井侧钻和造斜段段的钻进,节省了一趟钻; (3)设计造斜率6.5-7.0度/30米, 而工具在该区块可实现的造斜能力1517度/30米; (4)起钻原因: 已达到设计的着陆点, 起钻换带电阻的仪器 钻进水平段。,石油科技周报2014年第 21期,针对非常而研发的两类钻头:,(2)Talon 3D 钻头,具有:,17, 2013 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.,(1)Kymera 钻头, 主要适用于:,夹层地层 结核状地层 塑性泥岩地层 定向钻井 粘滑振动问题,稳定性 导

10、向性 StaySharp 抛光切削齿 发散式的排屑槽 StayTough 耐磨堆焊 专利的钢体材料 更短的钻头长度,低速马达配合狮虎兽复合钻头的成功案例,钻头表现 配合贝克休斯低速马达创造油田营城组造斜段进尺纪录 非常平稳的扭矩波动 代替邻井4只牙轮,机械钻速提高1倍 满足高造斜率的要求 钻头起出后显示以均匀磨损为主,钻头井底工作平稳,只有外肩部产生几颗崩齿背景和挑战 高造斜率: 6.530m 地层岩性:大庆营城组3段高研磨性火成岩含砾砂岩;流纹质凝灰岩 牙轮钻进机械钻速低,进尺短,不能满足提速需求贝克休斯解决方案和使用结果 贝克休斯推荐使用8 英寸 Kymera复合式新型钻头。 低速高扭距马

11、达:6 “ LS X-treme; 马达钻速:55-135RPM (1000-2500lpm) 单趟钻进尺205.32米,机械钻速2.75米/小时,总转速:525千转,速度之最,进尺之最,高性能水基钻井液体系LATIDRILL 概述,特点: 减少磨阻 增加ROP 井眼稳定 利于井下安全 随钻封堵 避免空隙压力传播导致的垮塌 控制温度 泥浆性能稳定,迅速混合,迅速解决,LATIBASE 多功能添加剂和润滑剂 LATIMAGIC 井筒稳定剂和机械润滑剂 LATIRATE 润滑剂和ROP增强剂,LATIDRILL 高性能水基钻井液,三种主要成分的协同功效,减少磨阻,井眼稳定,随钻封堵,控制温度,LA

12、TIDRILL体系应用实例,- 塔里木哈德一口水平井,在整个8 ”井段使用贝克休斯高性能水基泥浆体系。整个施工过程中,泥浆性能稳定,可靠,为甲方节省了至少13天的施工时间(59 天包括井队处理井下复杂的时间)。,汇报内容,适用于非常规的旋转导向钻井技术 个性化的高效钻头 高性能水基泥浆 基于甜点识别的井位部署 - 增产,降本、增效,产 量,完井/改造,井位布署,取决于,前期地质研究,随钻测井,录井,*RoqSCAN: 井场岩屑的矿物学分析,优化,现场岩样矿物学分析 - RoqSCAN,定量分析矿物成分和结构 可鉴别超过70种元素和100种矿物 颗粒尺寸和形状 岩屑孔隙度 孔隙分析 尺寸 长宽比

13、 分辨次生裂缝 脆性计算 井场实时分析,带X射线探测器的扫描电镜,具有电子色散谱和矿物定量分析软件,RoqSCAN 样品准备,样品包括岩屑、岩芯或掉块 非破坏性分析Core / SWC as thin sections or resin blocks,27,用其矿物特性导向的事例 - Barnett,28, 2013 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.,29,刻度地震属性图,优化完井、压裂设计,压裂位置优化,刻度TOC, 扬氏模量,地应力差,及生产数据,小结:,适用于非常规的定向井钻井技术: 高造斜率 的旋转导向系统(ATC) 个性化的高效钻头: Kymera 和Talon钻头 高性能水基泥浆: LATIDRILL体系 基于甜点识别的井位部署 :RoqSCAN-现场岩样矿物学分析,谢谢!,

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