贝克休斯-非常规钻井技术-(HH).ppt

高效开发非常规油气藏的钻井技术高效开发非常规油气藏的钻井技术贝克休斯：贝克休斯：卜范慧卜范慧 20142014年年6 6月于成月于成都都钻井挑战：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!国内非国内非国内非国内非常常常常规油气藏开发中常规油气藏开发中常规油气藏开发中常规油气藏开发中常用用用用的定的定的定的定向井向井向井向井钻井技钻井技钻井技钻井技术术术术组合组合组合组合-组合组合1 1：ATK Express(Gm)+ATK G3(Gm+Res)+导向马达（Gm）-组合组合2 2：导向马达（Gm）+ATK G3(Gm+Res）-组组合合3 3：ATK Express(Gm)+ATK G3(Gm+Res)-组合组合4 4：导向马达（Gm）；-组组合合5 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建议使用旋转导向钻井系统旁路执行器地表控制通过钻井液的信号通过钻井液的信号立管压力变送器RCLS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OnTrakBCPM导向头导向装置AutoTrak LWD 传感器模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/ECD4.7m(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)AutoTrakAutoTrak G3 G3（自动闭环旋转导向系统）（自动闭环旋转导向系统）123L1L2L1L2321SAutoTrakAutoTrak RSS-RSS-复合式导向导向工具复合式导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”要导向的方向旋旋转导向技转导向技术在大庆致密油中的应用术在大庆致密油中的应用-统计到2014年2月底；OnTrakBCPM导向头双向通讯和动力模块 近钻头井斜1.0m(3ft)环空压力/ECD4.7m(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)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第一次在页岩油开发中应用旋转导向技术AutoTrak eXpressAutoTrak eXpress 特点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增斜能力 15/100 ft可用一套BHA完成增斜段和水平段近钻头井斜和方位伽玛成像精确的井眼几何和地质定位特点技术效益一体化的钻具组合最大限度地不占用钻机时间更坚固的设计、更简单的电子组件 故障少、运行更可靠常规钻井马达导向头MWD脉冲器/发电机方位伽玛近钻头井斜AutoTrak AutoTrak Curve Curve 高高造斜率旋转造斜率旋转导向导向5/30m常常规RSS增加生增加生产井段井段230mAutoTrak Curve AutoTrak Curve 旋转导向钻井系统旋转导向钻井系统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！AutoTrakAutoTrak Curve Curve 为什么造斜率高？为什么造斜率高？-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AutoTrakAutoTrak Curve Curve 其他优势其他优势-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，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.15AutoTrakAutoTrak Curve Curve 应用实例应用实例-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.16AutoTrak Curve 应用实例应用实例-第一口井的使用情况如下:井名井名入井深度入井深度(m)目前深度目前深度(m)入井井斜入井井斜（度）（度）目前井斜目前井斜（度）（度）ROP(m/hr)平均平均ROP（m/hr)#1476151310.1581.51-74.4-备注：（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：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低速马达配合狮虎兽复合钻头的成功案例钻头表现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高性能水基钻井液体系LATIDRILL LATIDRILL 概述概述特点：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LATIDRILL 体系体系LATIBASELATIMAGICLATIRATELATIBASE多功能材料5 7 ppb(或根据性能需要)LATIMAGIC 井壁稳定剂和封堵剂3 7 ppb(或根据性能需要)LATIRATE ROP增强和润滑剂1.5 3.0%（体积百分比）DRILL-THIN 反凝剂根据需要DRILLZAN D 增粘剂根据需要MIL-BAR 410加重根据需要vb MILGEL 改善泥饼质量3-5 ppbCAUSTIC SODA pH 控制根据需要NEW-DRILL 包被剂1 ppb（活性岩性）XCIDE-102 杀菌剂根据需要减少磨阻，井眼稳定，随钻封堵，控制温度LATIDRILLLATIDRILL体系应用实例体系应用实例-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实时地质导向通过RoqSCAN依赖于随钻测井录井*RoqSCAN:井场岩屑的矿物学分析优化现场岩样矿物学分析现场岩样矿物学分析 -RoqSCANRoqSCANn定量分析矿物成分和结构n可鉴别超过70种元素和100种矿物n颗粒尺寸和形状n岩屑孔隙度n孔隙分析n尺寸n长宽比n分辨次生裂缝n脆性计算n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RoqSCANRoqSCAN 样品准备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 blocks27用其矿物特性导向的用其矿物特性导向的事例事例 -BarnettBarnett28 2013 Baker Hughes Incorporated.All Rights Reserved.29刻度地震属性图，优化完井、压裂设计刻度地震属性图，优化完井、压裂设计刻度地震属性图，优化完井、压裂设计刻度地震属性图，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：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！谢谢！