垂直钻井新技术

1,500 m
一般旋转钻井
钻柱不旋转
– 减少了井下振动 – 钻具事故显著减少 – 套管磨损减少
井壁冲蚀减少 便于完井,采油和修井作业 钻“瘦” 井眼
– 较少的钻井液用量 – 较少的套管量 – 较少的钻痟
井身质量的改善
1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400
80 结果:
60
40
节 约 17 个 作 业 天
20
North (m)
0
16”PDC 钻 头 机 速 增 加
200-300%
-20
-40
井眼保持垂直
-60
Los Monos
-80
下套管顺利
Huamampampa
Macueta 1001bis Argentina
不需倒划眼
Icla Santa Rosa
X-treme 动力节
强大的功率和扭矩输出
– 比常规泥浆马达高60%
更高的效率 独有的予成型定子技术 降低了90% 的橡胶用量
– 更低的磨阻 – 更小的变形
寿命更长,使用次数更多
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
井斜控制
Inclination (degree) Dogleg (°/30m)
-2 0
2
4
-4 0
4
8
-40
-40
0
0
Measured Depth (m) Measured Depth (m)
Directional BHA
VDS
VDS
Directional BHA
目标:
– 平滑垂直的上部井眼 – 克服 20-35°的地层倾角 – 降低成本 – 减少套管磨损和后续井段的磨
Pulser
Alternator Hydraulics
Inclinometer/ Electornics
Steering Ribs
如何工作?
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
导向肋条
3个可伸缩导向肋条
VertiTrak 在南美的第一次作业
井径:
22” & 16” (1210-8350ft)
井型:
井:
地层: Macueta 1001bis
直井 混积岩 / 页岩
Macueta x-1001 bis Corte Estructural E-O
Mac. x-1001 Mac.x-1001bis
Las Penas
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
垂直井眼的益处
降低了扭转振动
– 减低了脱扣掉钻具的风险 – 降低了扭矩和磨阻 – 避免憋钻 – 钻具与套管的磨损最小 – 减少了总的机械损耗
降低成本
– 较高的机械钻速 – 易于方向控制 – 可减少套管层数
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
功能要求
井下闭环提供连续的轨迹修正 近钻头井斜传感器 大功率高效动力节提高机械钻速 具有在不影响钻井参数的情况下
保持井眼垂直的能力 一体化的设备
– 高推力 (每片3吨) – 可靠的 类似于AutoTrak旋转导向
技术
– 模块化设计 – 可靠的独立液压驱动 – 提供不受钻井参数和地层特性影
响的连续井斜控制
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
系统组成
动力节
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
Elastomer Steel
系统组成
动力节
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
降低成本
较少的钻井时间 减少了井场面积
– 较小的站地面积 – 最小的环境影响
”瘦”井眼比大井眼
– 降低了破岩量 – 较低的泥浆费用和环保
费用
– 较低的钻头费用 – 固井效率提高 – 可减少套管层数
包括 :
– 井斜 – 导向 – 动力节
双模式:
– 滑动 – 旋转划眼
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
DMrCiovoteonTrtrroalinS&ub SSteeecrtinogn Section
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
VertiTrak 垂直钻井系统的应用
大倾角地层和断层带
– 典型的情况是山前和硬地层钻井
盐层钻井
– PDC 钻头有井斜的倾向
“瘦”的井身结构
– 要求准确地确定井眼位置 – 减少套管层数
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
高机械钻速
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
Sabalo X3 Petrobras Bolivia December 2001- February 2002
结果:
比计划节约32天 垂直井眼 电测,下套管顺利 对VTK PDC 钻头精确控制
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
0
Offset Offset AFE Actual
50 100 150 200
Days
直接效益
16" Section
836 m
1,340 m
1,080 m
垂直钻井 系统
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
阿吉普节约 $1.6mm / 井
16” 井段 on Monte Alpi 5OR
836 m
1,340 m
1,080 m
VertiTrak
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
VertiTrak 使阿吉普能够采用较小的井眼尺寸
MWD 控制
MWD 控制系统
– 精确的井斜测量 (0.01°) – 涡轮发电机 – 液压泵对每个导向垫产生导向压力
传感器
– 井斜/工具面(X,Y) – 温度 – 工具状态(滑动, 旋转) – 交流电压 – 与地面的双向通讯
闭环系统通过对井眼轨迹的连续修正保持 井眼垂直并使钻井效率最大
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
– 导向稳定器
钻进工作模式（Steer Mode）工作模式 下有1个或2个肋板在液压的作用下伸出 ；划眼工作模式 (Ribs-off Mode)工作 模式下三个肋板全部收回。
– 井下闭环系统
自动控制井斜
– 双向通讯
上传: 井斜/温度、液压力、交流电压以 及肋板的工作状况 下传: 变排量控制导向稳定器工作模式
加拿大落矶山前地区VertiTrak 应用
– 打出平滑的规径井眼 – 无狗腿
– 无键槽 – 低水泥量/套管量
1,500 m
旋转钻井
用 VertiTrak在裸眼侧钻
井: 作业者: 日期: 目的:
结果:
Mt. Grosso/Italy 井眼尺寸: 16“
British Gas February 1999
井型: 地层:
直井侧钻, 白云岩
KOP @ 1600 m MD 5.2° inclination Drop Off Rate:
作业者: Pan American
日期:
-30
-10
10
March-May 2000
East (m)
30
50
70
90
110
130
150
170
120
Tarija Tupambi
100
Top view of Macueta 1001bis compared to the offset well Macueta 1001
省28天
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
Plan view to 2,200 m MD
-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140
Offset Offset VDS
Depth (m)
-5000
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
ຫໍສະໝຸດ Baidu
VertiTrak 在玻利维亚的第一次作业
井径: 井型: 地层:
井号: 作业者: 日期:
24” & 17.5” (75 - 2200 m) 直井 混积岩(Diamictite) / 泥页岩
工作参数 (12 1/4”-14 ¾” 井眼)
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
证明了的使用效果
VertiTrak reached the objective in 28 fewer days than a conventional approach — delivering significant savings in subsequent hole operations due to the smooth, vertical wellbore.
680
SURFACE CASING POINT
井斜控制
目标:
– 在 24“ and 17.5” 井段 ,到
2200 m ,井斜<4°
– 优良的井身质量 – 消除钻具事故和侧钻的风险
结果:
– DLS <0.9° / 30 m – 仅14 米的水平位移. 邻井 140
米的水平位移
– 比邻井节省30-50天,比设计节
0.8-1.5 deg /30m
利用自动纠斜特性侧钻 (之前打捞未成功), 继续钻直井
侧钻成功, 将井救回
在 25米内完成侧钻
0.0° incl. @ 1750 m MD
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
垂直钻井技术
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved.
VertiTrak 垂直钻井系统
第一台成熟的垂直钻井系统 至2004年6月,钻井进尺已超过42万米
在多种情况下, 可靠地控制井斜 新研发的高效动力节： 采用预成形定子和钛
合金柔性传动节等新技术 使用 AutoTrak 技术
阻
结果:
– 钻井周期7天,同地区最快的井
10天
– 无需划眼 – 平均狗腿0.11°/30 m – 节约成本$126k
SURFACE CASING POINT
680
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174
bit speed torque
垂直钻井系统 普通旋转钻井
加拿大落矶山前地区VertiTrak 应用
© 2001 Baker Hughes Incorporated All rights reserved Job No. INT-01-1174