垂直钻井技术在山前高陡构造地层的应用
浅析PowerV垂直钻井技术在迪那2-1井的应用
（） 径长度要短 ， 好不超过２ ５ １保 最 ． 。
浅。
现象 ， 二开 开 钻 就 使用 ＫＣ － 合物 钻 井液 Ｌ 聚 系转 化 。 井 液 加 足 大 分 子 聚 合物 包 被 剂 ， 钻 ８ Ａ５ ／ Ｐ ０ １ Ｋ ＡＭ两 种 大 分 子 １ １ ： 比例 配 合使 聚 合物 泥 浆 中浓 度 保 持 在０ １ ． ％～０ ２ 保 ． ％， 证 钻 井 液 的 有 足 够 的 包 被 能 力 和 抑 制 能 降失水材 料（ 阴离子纤 维素 、 化 沥青 、 聚 乳 Ｓ 、Ｐ ＭＰ Ｓ ＮＨ等） 制 失 水 和改 善 泥 饼 质量 。 控 ２ ０ ｍ由ＫＣ － 合 物转 ＫＣ － 磺 泥浆 体 １０ Ｌ 聚 Ｌ 聚 系 后 ， 持 泥 浆 对 分 散 造 浆 钻 屑 的抑 制 性 ， 保 协 同 使 用 ＲＨ一 清 洁 剂 清 洁 井 眼 ， 止 钻 ４ 防 头 、 具 泥包 ， 防钻井液 流变性失控 ， 钻 严 并 充 分 利 用 磺 化 材 料 、 青 类 防 塌 降 失 水 材 沥
在 迪 那 地 区 山前 高 陡 构 造 地 层倾 角 大 下 井 前 ， 维 修 车 间或 在 井 场 上 用 计 算 机 据 此 要 求 进 行 ， 时 满 足 设 计 泵 压 和 水 马 在 同 多在 １ 。 ０ ， ～８ 。 防斜 与 打 快 的 矛 盾 十 分 突 把 编 好 的 程 序 输 入 Ｐ ｗｅ －Ｖ的 电 子 部 分 力要 求 。 井 深度 ２ ５ ０ ｍ ， ５ ｏ ｒ 人 ５ ． ０ 出井 深度 ３ ８ ０ ９．
工 程 技 术
浅 析 Ｐ ｒ ｗｅ 直钻井 技术在 迪那 ２ 井 的应 用 ｏ Ｖ垂 —１
浅议一种垂直钻井工具的研发与应用
浅议一种垂直钻井工具的研发与应用本文简要分析了一种垂直钻井工具的研发与应用。
标签：垂直钻井工具1.技术领域该装置涉及石油钻井机械设备技术领域，特别涉及一种垂直钻井工具。
2.背景技术在石油或地质勘探钻井过程中，例如在地层倾角大、高陡构造带、山前逆掩推覆体区域等复杂地质条件下钻井，尤其是钻深探井、超深探井以及区域第一口预探井、大陆科探井时，普遍要求防斜打快和安全低成本。
而常规钻井技术在复杂易斜地层钻深井、钻遇高陡构造或是地应力异常地层时，钻头在地层倾角、地应力及钻压的共同作用下，经常会偏离正常的井眼轨迹垂直轴线而出现井斜。
出现井斜后，往往会给后续的钻井、测井和完井作业带来很大的风险。
例如可能会出现起下钻具、套管或测井仪器困难，发生卡钻等事故，严重时甚至可能会导致油井的报废。
现有技术中，为了将井斜控制在一定范围内，使钻井工具能够垂直钻井，通常在钻铤内设置测控装置，通过测控装置内的传感器自动跟踪检测井斜方位。
一旦钻铤倾斜角度超过预定范围，通过测控装置推动推力板支撑在井壁上，形成与井斜方向相反的反作用力实现侧推防斜。
但是，钻铤倾斜时，钻头也相应发生倾斜，在推力板将钻铤调整的同时，钻头已经钻进倾斜的井壁中，钻头从倾斜井壁调整至垂直位置时，耗费了许多能源和时间，钻井效率低下，且仍然容易造成卡钻。
3.装置的设计与构造该装置的目的是提供一种垂直钻井工具，能够克服现有技术的缺陷，在现有的控制钻井工具防斜的基础上，能够确保钻头始终保持垂直状态，提高了钻井效率和稳定性。
该装置的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种垂直钻井工具，其包括：设置有中心管的钻井本体，设置在所述中心管下端的调节机构；其中，所述调节机构包括：固定接头和移动接头，其中，所述固定接头和移动接头之间设置有方向调节件；所述移动接头为中空结构，其内部设置有开槽，所述开槽的两侧设置有通过磁性相吸合的固定块和滚动球。
在一个优选的实施方式中，所述方向调节件包括：万向节和与所述万向节连接的连接杆。
山前高陡构造综合钻井技术
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第 １ 卷第 ４期 ３
栗广科 等 ．山前高陡构造综合钻井技术
２０ ０ ６年 ７月
环 空携 砂返 速 ， 要 避 免 对 井 壁水 力 冲刷 。通 过 又 多 次摸索 ， 既能控 制 蹩跳 钻 ， 能达 到提 高钻 速 的 又
钻 井参 数 是 钻 压 ４ ０～６ Ｎ， 速 ５ ６ ／ ｉ ， ０ｋ 转 ０～ ０ ｒｍ ｎ
分散 垮塌 ， 砾石 失 去 了原 有 的支撑 ， 下钻 发生 的 起
机械碰撞和钻进循 环时的水力冲刷 ， 都会引起掉
块 ， 至 是坍 塌 。 甚 井 眼 不规 则 ， 大肚 子 ” 容 易沉 砂 ， 空 返 “ 处 环 速低 ， 砂 困难 ， 携 停泵 后 砂 子滚 落 下 沉 ， 易 造成 容
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断
２０ ０ ６年 ７月
块
油
气
田 第ｌ ３卷第 ４期
Ｆ Ｕ Ｔ Ｂ ０ Ｋ０ Ｌ＆ ＧＡ Ｉ Ｌ Ａ Ｌ —Ｌ Ｃ Ｉ ＳＦＥ Ｄ
山前 高 陡构 造 综 合 钻 井技 术
栗广科 胡 吉本 王俊 芳
（．中原油 田分公 司勘探开发科学研究院 ， １ 河南 濮 阳 ４ ７ ０ ；２ ５ ０ １ ．中原 石油勘探局钻井二公 司， 河南 濮阳 ４ ７０ ５０ １
３ 中原 石 油 勘 探 局 地 质 录 井 处 ． 南 濮 阳 ４ ７ ０ ） ． 河 ５ ０ １
摘 要
塔 里木 山前构造 带地 层倾 角大 ， 系复杂 ， 层 压 力高 ， 在 复合 盐 膏层 ， 钻 井 层 地 存 对
施 工 非 常不利 。针 对在 钻 井过 程 中存在 的 问题进 行 分 析 ， 对控 制 井 身质 量 和提 高机械 钻 速提
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术【摘要】深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术在油气开采中具有重要意义。
本文从技术概述、特点、介绍、原理和关键技术等方面对这些钻井技术进行了探究。
深井超深井钻井工程具有高温高压、井深大、技术复杂等特点，复杂结构井更是面临地质构造复杂等挑战。
垂直钻井技术在解决这些问题中发挥着重要作用。
未来，技术研究将持续推动深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术的发展，并对油气开采产生深远影响。
对这些技术进行深入研究，了解其发展趋势以及对油气产业的影响至关重要。
【关键词】深井超深井、复杂结构井、垂直钻井技术、钻井工程、技术研究、发展趋势、油气开采impact。
1. 引言1.1 深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术的重要性深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术在油气勘探开发中具有重要意义。
随着地表资源逐渐枯竭和人们对能源需求的不断增加，对深层油气资源的开发已成为当前的热点。
而深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术的运用则是实现这一目标的关键。
深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术可以有效提高油气采收率。
由于深层油气资源埋藏深度较大，常规钻井技术无法满足长距离的油气开采需求。
而深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术在探查前景、确定井位和提高产量方面有着独特的优势，可以有效提高采收率。
深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术可以减少工程风险。
深井钻井过程中会遇到高温高压、地层变化、井下环境等复杂情况，如果采用传统的钻井技术难以应对这些挑战。
而深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术具有更高的适应性和可靠性，可以有效降低工程风险。
深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术在油气勘探开发中具有重要意义，对提高采收率、减少工程风险等方面都有着积极的影响。
深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术的研究和应用具有重要意义和广阔发展前景。
1.2 研究背景随着石油和天然气资源的逐渐枯竭，人们对深层油气资源的开发需求日益增加。
深井、超深井和复杂结构井成为当前油气勘探与开发的重要领域，但其钻井技术的复杂性和困难度也相应增加。
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术深井超深井和复杂结构井的垂直钻井技术是钻井领域的重要研究课题，它们是对地下资源勘探和开发提出了更高的技术要求。
深井超深井主要指的是井深超过3000米的油气井，而复杂结构井则是指存在大量非均质地层或者构造复杂的地质条件下的井筒钻井工程。
本文将就深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术进行深入探讨。
一、深井超深井垂直钻井技术深井超深井钻井技术是油气勘探和开发领域的重点研究方向之一，因为地下资源的开发需求越来越多地转向深层资源。
在深井超深井垂直钻井中，最关键的技术挑战之一是井深带来的高温、高压和高硬度地层，这对井下作业的钻头、钻柱和钻井液等设备都提出了更高的要求。
而且，在深井超深井钻井中，井眼稳定和排屑及井环环空的完整性等问题也是需要解决的难题。
目前，针对深井超深井的垂直钻井技术主要有以下几个方面的研究：1. 高温高压钻井技术：高温高压环境下的固体控制、液相控制、井下设备选择等方面的技术研究和应用；2. 钻柱设计优化：传统的钻井钻具在高深度井钻造施工能力上存在局限性，因此需要研发更加稳定可靠的高深度钻具；3. 钻井液技术：针对深井超深井的地层条件，研究开发适应高压、高硬度地层的钻井液技术，以保证井钻的正常运行；4. 井下设备研发：研发适应深井超深井井下环境的各种井下设备，包括测井工具、定向钻井仪器等。
通过以上技术的研究和应用，可以有效解决深井超深井井下作业中遇到的各种问题，提高井深井的施工效率和成功率。
复杂结构井的钻井工程是指勘探开发中遇到非均质地层或者构造复杂的地质条件下的井筒钻井工程，这类井种在勘探开发中的比例逐年增加。
复杂结构井垂直钻井技术的发展也是为了满足对地下资源勘探和开发的需要。
复杂结构井钻井中，井筒的方向、倾角和弯曲度都不断变化，因此在施工过程中需要克服更多的困难和挑战。
1. 定向钻井技术：通过改变钻头参数、采用不同的钻头类型、优化钻柱结构等手段，实现对井筒方向的控制。
垂直钻井技术在川东北探区的应用
的 时 间 浪 费 所 冲 淡 ， 以 优 选 高 转 速 耐 磨 型 钻 头 至 所
关 重 要 。 选 择 在 高 转 速 、 钻 压 下 连 续 钻 进 时 间 较 应 大 长 的 钻头 ， 研磨 性 较强 的地 层 ， 注 意 钻头 保 径 ， 在 应 必 要 时 应 选 择 金 刚 石 保 径 。 合 ＰＤＣ 钻 头 的 地 层 要 适 优 先 选 用 ＰＤＣ 钻 头 。 ３ ４ 要 保 证 相 应 的 设 备 配 套 能 力 。 直 钻 井 工 具 由 ． 垂
③ 地 层 硬 ， 石 可 钻 性 级 值 大 部 分 大 于 ６级 。 据 ＪＩ 岩 根 Ｉ
仅 钻 井 周 期 长 而 且 极 易 发 生 井 下 复 杂 事 故 ， 重 制 严
约 了 川 东 北 地 区 的 天 然 气 勘 探 开 发 进 程 ， 何 提 高 如
东 北探 区的地 层特 点 ， 东 北地 区是适 合 应 用垂 直 川 钻井 技术 的 。
关 键词 ： 东北 ｝ 直钻井 ｝ 川 垂 高陡 构 造 ｝ 倾 角地 层 ｝ 械 钻 速 Ｉ 斜 打 快 大 机 防
川 东 北 地 区 陆 相 地 层 属 于 高 陡 构 造 ， 石 硬 度 岩 高 、 钻 性 差 、 层 倾 角 大 ， 斜 很 难 控 制 ， 用 常 规 可 地 井 采 纠 斜 钻 具 组 合 吊打 ， 重 制 约 了 钻 井 速 度 的提 高 。 严 又
随 着 川 东 北 探 区 多 口井 的 空 气 钻 井 技 术 的应 用
成 功 ， 气 钻井 技术在 提 高机械 钻速方 面 ， 空 已经 是 一
项 较 为 成 熟 的 钻 井 技 术 。但 空 气 钻 井 技 术 防 斜 效 果
不好 ， 且适 用 有 很 大 的局 限 性 ， 压或 高 渗地 层 、 而 高
垂直钻井系统在吐哈盆地山前高陡构造的应用
［ 稿 日期 ］ ２ ｌ ０ ］ 收 ０１ ６ ４ ［ 者 简介 ］ 张建 平 （ ９ ２ ） 作 １６ ，男 ，ｌ８ ８年 黄 河 职 工 大 学 毕 业 ，工 程 师 ，现 主 要 从 事 钻 具 、钻 井 工 具 及井 控 设备 技 术 管理 工 作 。 ９
第３ ３卷 第 １ ０期
杂情 况 及提 高上 部 地层钻 井 速度 都 是极 其有 利 的 。
２ 吐 ＂ ｉ前 高 陡构 造垂 直 钻 井 系统 选 择 ｒ ｌ ｆｌ
¨前 ，闯 际上 成熟 的垂 直钻 井 系统郁 采 用 的是机 电液 一体 化 的高新 技 术 ，主要 有 ３种 ，分 别 为斯 伦 谢 公 训的 Ｐ ＷＥＲ Ｖ 系统 、贝 克休 斯公 司 的 Ｖｅｔ ａ Ｏ — ｒｉ ｋ系统 和 德 国智 能 钻井 公 司 Ｓ ｒ Ｄｒｌ ｇ的 Ｔｒ ｍａｔ ｉｉ ｌｎ Ｚ Ｅ系统 。 罔内发 展 的是机 械式 自动 垂 直钻 井 系统 ，主 要 有胜 利 钻 井 院研 制 的 Ｓ Ｂ ＶＤ垂 直钻 井 系 统 、 西 部钻 探研 制 的 Ｃ Ｚ垂直 钻 井 系统 等等 。Ｉ ） Ｒ Ｖ 垂 直 钻 井 系 统 是 一 套 全 自动 化旋 转 导 向垂 直 钻 蚌 ＿ ＷＥ － （ Ｊ 具 “． 钻进 过 程 巾会 自动追 踪 井 斜 变 化 ， 自动 设 定 和 调 整 具 侧 向 力，使 井 眼 轨迹 快速 返 回垂 直 状
１ 吐哈 盆 地 山前 高 陡构 造 钻 井 难 点 及 垂 直 钻 井 井 段 的 优 选
１ １ 吐 哈 油 田 山 前 构 造 带 钻 井 难 点 ．
１ 吐 哈 盆 地 山 前 高 陡 构 造 地 层 倾 角 大 ， 钻 井 过 程 中 易 沿 着 地 层 法 面 方 向 发 生 井 斜 ， 前 期 钻 探 探 井 ）
垂直钻井技术
5. 由于PowerV钻具组合一直在旋转，特别有利于水平井、大斜度 井和3000米以下深井中钻压的传递，可以使用更高的钻压和转 盘转速，有利于提高机械钻速。而使用泥浆马达在大井斜的长 裸眼段滑动钻进时送钻特别困难，经常是上部的钻杆已经被压 弯了，而钻压还没有传递到钻头上，还常常引发随钻震击器下 击，损害钻头寿命。
二、典型的垂直钻井工具 系统工作原理：
VertiTrak垂直钻井系统在钻进过程中,当MWD重力传感器(距离钻头10m)检 测到有井斜趋势时,既可启动液压控制系统部件,一至两个肋板在液压力的作用下 伸出向井壁施加作用力，作用力大小可以调节，通过井壁对肋板的反作用力强迫 钻头向垂直方向移动,同时MWD传送实时井斜数据到地面系统以方便跟踪和监测。 当井眼完全垂直时,三个肋板全部伸出,并对井壁施加相同的力,将钻头居中,保持 井眼按垂直方向钻进。这一过程自动完成,不需要任何人为干涉。 VertiTrak最大降斜能力可以达到1.5°/30m,通过选择欠尺寸扶正器在钻具组 合中的位置及扶正器外径的大小,可以对预期降斜率的大小进行设定,范围在 1.5°/30m~0.8°/30m之间。在钻进时通过调整钻压、排量等技术参数也可以对 降斜率做适当的微调。
二、典型的垂直钻井工具 VertiTrak 的优势：
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 释放钻压，提高机械钻速，缩 短钻井周期 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
垂直钻井工具的研究
汇 报 人：张策
目录
垂直钻井技术概述
垂直钻井系统化解高陡构造难题
的装配工艺 ，解决 了相对滑动的 问 题 ，同时将信号线 的传输方式 由总 线传输 改为分线传输 ，提高 了系统
内部信 号传输 的稳定性 ，也便于信
号和供 电故障的排查工作。
供电和信号上传系统的研究 供
模块 输 出电压为３ Ｖ ２ ，输 出功率 为
１０ 。采用Ｎ ５螺纹连接，过渡中心 ６５ ／ Ｃ６ 管连接在井下 闭环控制系统端，方 便拆装避免切线 。 垂直钻井系统总装后，通过水力 测试平台验证调试整体系统性能。 井下闭环控制系统的研究 井下
电和信号上传系统 的具体研究分 为
供 电系统研 究、信 号上传 系统研 究 和集成短节设计。 根据供电系统的技术要求，采用 涡轮发电和多路并行１ｏ２功率电路 ６ｗ 成功解 决供 电问题 。在研制过程 中 采用 了逆变技术 的消振 电路 、电路
具内外压力 的作用 ，通过研究 并改
井斜测量系统采用了高精度三坐 标重力加速度计 ，井斜测量精度可
达到 ±００ 。； ．１
图１ 苏义脑 院士宣读鉴定意见
电子控制系 统是工 具的大 脑， 当工具的井斜测量系统检测到井斜 以后 向电子控制 系统发 出信号 ，由 电子控制系统控制位于井壁高边处 的电磁阀打开，液压传递至活塞令 活塞伸出顶在 导向块上 ，导 向块推 在井壁上产生纠斜 力。为了提高 电 磁 阀的安全系数 以及使用寿命和效 率，将 电磁阀设计为整体集成式； 液压 系统是使工具能够产生导 向压力 的重要系统，最初通过 中心 轴 的机械驱动方式无法满足市场需 求 ，为 了适应砾岩等复杂地层 的钻 井市场需求 ，将液压泵 的驱动形式 设计 为电马达驱动 ，一举解 决了这
并 通推 靠 井 两个液缸活塞
可靠适用的垂直钻井系统导向块
１ ０ ￣ ～２ ｏ ０ 锥角，大 圆柱端放置在基板
定位孔内，周围焊接 。 支撑片为１ ～２ 个，薄圆片状，放
置 在 基 板 凹 孔 内焊 接 ，端 面 高 出基 板平面 ０ ． ３ ～０ ． ５ ｍ。
靠性、适用性，对提高井身质量，减 少井下复杂事故，提高机械钻速发挥
了重要作用。 圆
如您对本文有任何评论或 见解 ，请震 ■件至 ：
ｓ ｈｉ ｙ ｏ ｕｚ ｈ ｕ ａｎ ｇ ｂ ｅｉ ＠ｚ ｈ ｅｎ ｗｅｉ ｅ ｘ ｐｏ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
两侧耳沿纵向等间距开有多个腰 形孔，在基板平面之上等高排列。 导向块由导向销与垂直钻井系统 的壳体联接，一般为４ 块一组 ，沿壳
提高机械钻速
此种结构的导向块加工完成后，
在新疆塔里木油田克深２ ０ ７ 、克深２ ０ ８
井 等９ 口井得到 了应用 。此种结 构 的导向块钻进和起下钻时没有明显
遇 阻，纠斜效果 良好 （ 井斜控制在
０ ． ５ 度 以内），强度得到了极大的提 升 ，镀层经久耐磨 ，导 向销处的导 流孔使导向销槽处没有形成泥饼。 垂直钻井系统是解决山前高陡构 造和逆掩推覆体地层防斜打 决难题的 最佳工具。该导向块作为垂直钻井系 统井下纠斜关键部件，具有 良好的可
来 。 当井 眼 回 到 垂直 轨 道后 ， 导 向
少 与 井 壁 的摩 擦 阻 力 ， 以保 证 工 具
体 圆周成９ Ｏ。 分布 ，下端通 过挡板挂 在 壳体下 凸沿上 。
在井下可靠、长期工作。
导向块 设 计 简 便
根据整体结构和纠斜要求 ，设计 的导 向块为一长条块状 体，横截 面
呈 “ 凹 ”形 ； 内侧 为 一平 面基 板 ，
Verti Trak自动垂直钻井系统技术研究
Verti Trak自动垂直钻井系统技术研究复杂多变的地层构造为钻井施工中井斜控制带来了极大的难题，严重的井斜情况不光降低了机械钻速，还拉长了钻井周期，使得钻井成本变高，严重的甚至直接决定钻探施工是否成功。
为有效解决井斜问题，开发研究出自动垂直钻井技术便成为钻井迫在眉睫的问题。
本文主要通过几个方面介绍了Verti Trak自动垂直钻井系统。
研究该系統的结构组成与各自的作用，分析其工作原理，根据其特点做出国内适应性评价。
标签：Verti Trak自动垂直钻井系统;构造;钻井二十一世纪以来，运用在油气田勘探开发方面技术一直不断进步，所遇到的地层构造也变得愈加复杂。
复杂多变的地层构造为钻井施工中井斜控制带来了极大的难题，严重的井斜情况不光降低了机械钻速，还拉长了钻井周期，使得钻井成本变高，严重的甚至直接决定钻探施工是否成功。
为了防止井斜，之前曾才用过诸多钻井技术，比如钟摆、满眼钻具等常规组合钻具技术。
这些常规技术可以有效的克服前两方面要素。
但是这些技术并不能有效的克服大倾角构造以及高陡构造地层的高造斜力对井斜的影响。
综上所述，为有效解决井斜问题，开发研究出自动垂直钻井技术便成为钻井迫在眉睫的问题。
1 Verti Trak自动垂直钻井系统结构组成Verti Trak自动垂直钻井系统是在VDS系统的原理基础上由Baker Hughes INTEQ公司与一家日本公司合作共同开发出来的。
该系统综合运用了可靠的随钻测试技术（MWD系统）、闭环旋转导向系统（AUTOTRAK）以及高性能X-TREME马达，能够实现随钻纠斜，钻出笔直的井眼。
Verti Trak自动垂直钻井系统主要由MWD系统、闭环旋转导向系统井下和高性能X-TREME马达组成。
（1）MWD系统MWD系统主要由重力传感器、涡轮发电机、脉冲发生器和液压控制系统组成。
其各组成作用如下：重力传感器：能够实时监测井斜;涡轮发电机：能够给整个系统提供电能，并能够驱动液压泵;液压控制系统：通过控制阀将液压传递到导向稳定器的导向肋板上，并提供合适的推力，对钻头进行纠斜。
旋转导向系统POWER-V钻井技术应用简介
钻 铤 １ 根 ＋ ２ ３ ２ ９ ０． ｍｍ 振击 器 ＋ ２ ３ ２ 钻 铤 ２ ０ ． ｍｍ
面摆在设计 的方向上。其控制功能通过 进行钡 量定位 ４ 的内部传感器和电子扭矩仪实现 。 Ｐ ＯＷＥ －Ｖ 下入 井底 钻 进后 ， Ｒ－ 电子 控 制部 分 的 内 部传 感器 （ 磁力仪 和重力 加速 仪 等） 量到井 斜 和方位 ， 测 与地表 设定 的设计 工具 面进 行 比较 ， 然后 通 过 引鞋 （ 控 制部 分） 与之相 连 的控 制导 向轴 （ 向部分 ） 制旋 转 及 导 控 阀， 决定 那个 导 向／ 力 块 在 设计 的方 向伸 出作用 于井 推 壁 ， 现对井 眼轨迹 的控 制 。当 Ｐ 实 ＯＷＥ Ｒ—Ｖ起 出井 眼 后， 可以通过编程 口 下载出存储在控制部分内部存储器 内的数 据 ， 然后 对数 据 进行 详 细 分 析 ， 定 工 具 在井 下 确 的工作情 况 。
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２０ ０８年第 ４期
西 部探 矿工 程
７ ９
旋 转 导 向 系统 Ｐ ＯＷＥ － Ｖ钻 井 技 术 应 用 简 介 Ｒ－
张 俊 良 ， 科 吕俊川 肖 ，
（． １ 西南油 气 田分公 司川 东北 气矿 ， Ｉ 四川 达 州 ６５０ ￣ ． Ｉ 油管理 局通 信公 司重庆 分公 司， ３００ ２ 四川石 重庆 ４ ０２ ） ００ １ 摘 要 ： 山前 高陡构造 等复 杂地层 垂 直钻 井工程 中 ， 在 由于地层 自然 造 斜效 应 的 影响 ， 井斜 问题 十 分 严 重 ， 为 长期 以来制 约 山前 高陡构造 等 易斜 地层 油 气资 源勘探 开发进 程 的一 大技 术瓶 颈 ， 是 自旋 成 也
３ Ｐ ＷＥ Ｏ Ｒ－Ｖ在克 拉 ２ —７要 由 电子 控 制 部 分 和 机 械 导 Ｒ－ 向部分组 成 。电子控 制 部分 是 一 根无 磁 钻挺 及 固定 在
打造尖端利器,抢占高端市场——渤海钻探垂直钻井技术研发与应用综述
了各项操作规程。
倾 力研发结硕果
中石油渤海钻探公司工程技术研
井下 闭环系统和供 电与信号上传 系
统两大部分组成 。井下 闭环系统主
２ １ 年０ 月总第４ 期 （ ０２ ２ ２ 双月刊 ）
７ ５
。 渤海钻探工程院专题
优 异 的现 场 表 现
全能够满 足山前 高陡构造和逆 掩推 覆体地层对井身质量的要求 。 通过Ｂ —Ｄ ５ ０在塔里木油 田８ Ｈ ＶＴ ００
口井的现场施工和工具检测维修，
工作正常、井斜角小于０ ５ ． 。。Ｂ — Ｈ
Ｖ Ｔ ００ Ｄ ５０ 垂直钻井工具工作稳定 ，完
深２ ３ ０ 井垂直钻井技 术服务。取得三项指标 突破 ：转盘转单 日最高进Ｋ３０ ；单趟 ８米
钻最高进） ８７ 米 ；单趟钻入 井时间１６１ 小时、工作时间１３１小时。 ￣ １． ６ ７．７ ３． ７ ●垂直钻井系统和新型钻井液技术顺利通过集团公司鉴定
统 的动密封、压力补偿器和导 向块 等部件进行的改进创新 ，进一步提 高 了垂直钻井 工具 的工作时间、稳 定性和井下安全；创新集成短节设
井工具，贝克休斯公司的Ｖｒ Ｔａ ｅｔ—ｒｋ ｉ
垂直钻井工具 ，哈里伯顿公司 的垂
直钻井工具等 。国外石油技术服务 公司对 中国市场只提供技术服务 ， 不 出售 工具 产 品 ， 且服 务价 格 昂 贵 ，使西部深井勘探开发承受着 巨
个侧向力，使钻头回到垂直方向。 对３ 套旧的垂直钻井系统进行了 ３ 次技术改进，达到现场服务能力； 合作研 发制造 具有渤海钻探品牌 的 究院重大项 目研究中心，以引进 、 消化、吸收、再创新 为技术 思路 ，
２０ 年ｌ月引入德国智 能钻井公司３ ０５ ０
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术
探究深井超深井和复杂结构井垂直钻井技术深井、超深井和复杂结构井的垂直钻井技术是石油勘探开发领域的重要技术之一。
随着油气资源勘探开发难度的不断增加，对垂直钻井技术的要求也越来越高。
为了更好地探究深井、超深井和复杂结构井的垂直钻井技术，本文将从技术原理、地质条件、钻井工艺和装备等方面进行深入探讨。
一、技术原理垂直钻井技术是指从地表向下钻探地下矿藏或构造地质构造的一种工艺技术。
在深井、超深井和复杂结构井的垂直钻井中，需要考虑的技术原理包括地层构造、地应力、井筒稳定性、井壁稳固、井眼完整性、钻井液控制等。
通过对这些技术原理的研究和应用，可以有效地提高垂直钻井的成功率和效率。
二、地质条件深井、超深井和复杂结构井的垂直钻井技术需要充分考虑地质条件。
地质条件包括地层性质、地下水压力、地温、地震活动性等因素。
这些地质条件对垂直钻井的施工和装备选择具有重要影响。
在钻井前需要进行充分的地质调查和勘察，以确保钻井施工的安全和顺利进行。
三、钻井工艺深井、超深井和复杂结构井的垂直钻井工艺具有一定的特点和要求。
需要选用合适的钻井工具和装备，包括钻机、钻头、钻柱、钻井液等。
需要根据地质条件和井口情况，合理设计钻井参数，包括钻速、转速、钻压等。
需要重点关注井筒稳定性、井眼完整性和钻井液控制等关键技术环节。
四、装备技术深井、超深井和复杂结构井的垂直钻井需要使用高科技装备和技术手段。
包括钻机自动化控制系统、钻头智能化设计、钻井液环境友好化等。
这些高科技装备和技术手段能够大大提高垂直钻井的效率和安全性。
五、发展趋势未来深井、超深井和复杂结构井的垂直钻井技术将更加注重高效、智能、环保、安全的发展方向。
预计在深井、超深井和复杂结构井的垂直钻井中，将出现更多自动化、智能化的装备和工艺，并将进一步提高垂直钻井的成功率和效率。
自动垂直钻井技术
钻进参数
转速 rpm
排量 l/s
立压 MPa
纯钻 时间 （h）
平均机械 钻速
（m/h）
备注
17 1/2 16
307～ 1487
1487～ 2378
20～ 60
20～ 200
40～ 100
30～ 50
120～ 300
60～ 112 60～ 100
50～64
Baker Hughes 公司的Verti-Trak系统
1999 年 Baker Hughes INTEQ 公 司 在SDD的基础上经过改进完善推出商 业化应用的Verti-Trak直井钻井系统。
DrivMeCoTotronartirnol&S SteeSreincgtioSnect
Pulse
VertiTrak最大降斜能力可以达 到1.5度/30米。通过选择欠尺寸扶 正器在钻具组合中的位置及扶正器 外径的大小，可以对预期降斜率的 大小进行设定，范围在1.5－0.8度 /30米之间。在钻进时通过调整钻压、 排量等技术参数也可以对降斜率做
自动垂直钻井技术
（Vertical Drilling Tech.）
刘新华 胜利石油管理局钻井工艺研究院
目录
一、前言 二、国外自动垂直钻井系统及应用 三、国内自动垂直钻井系统研发及应用
前言
井眼轨迹的精确控制是钻井人永远追求的目标之一。井斜问题一 直是制约高陡构造等复杂易斜地层油气资源勘探开发进程的一大技术 瓶颈。
（三）Baker Hughes 公司的Verti-Trak系统
九 十 年 代 德 国 KTB 工 程 项 目 结 束 后 Agip公司与Baker Hughes INTEQ公司在VDS系 统基础上合作研制的新一代自动直井钻 井系统SDD。
准噶尔盆地南缘H-101井ATK-V垂直钻井系统应用
准噶尔盆地南缘H-101井ATK-V垂直钻井系统应用刘荆成;付连明;曹光福;张媛;辛小亮;胡智【期刊名称】《中州煤炭》【年(卷),期】2016(050)008【摘要】受构造运动影响，南缘山前高陡构造发育，地层沿断裂推覆，中、上部地层倾角大，局部地层接近直立，钻井过程中易造成井斜，钻井参数难以强化，影响整体机械钻速。
为了提高钻探效率，在南缘地区H⁃101井中的二开井段（187～1792 m）试验应用了ATK⁃V垂直钻井系统。
介绍了ATK⁃V垂直钻井系统的组成部分、工作原理、技术特点、性能参数，以及该系统在H⁃101井的应用情况。
现场应用结果表明，AKT⁃V垂直钻井系统稳定性高，质量可靠，井斜控制性能优异，有效解决钻井提速施工中井斜与钻压的矛盾，提速效果明显，可在南缘霍尔果斯背斜区块推广使用。
【总页数】4页(P127-130)【作者】刘荆成;付连明;曹光福;张媛;辛小亮;胡智【作者单位】长江大学石油工程学院，湖北武汉 434100;中国石油新疆油田公司勘探事业部，新疆克拉玛依 834000;中国石油新疆油田公司勘探事业部，新疆克拉玛依 834000;中国石油新疆油田公司勘探事业部，新疆克拉玛依 834000;中国石油新疆油田公司勘探事业部，新疆克拉玛依 834000;中国石油新疆油田公司勘探事业部，新疆克拉玛依 834000【正文语种】中文【中图分类】P634.5【相关文献】1.PowerV垂直钻井技术在砂新2井和游6井的应用 [J], 陶永金;于永刚2.UPC-VDS垂直钻井系统在迪北105X井的试验 [J], 余丽彬;徐华冬;孔存荣;马静3.国产垂直钻井系统在英40-5井现场应用 [J], 马红滨;钟宁龙;孙澜江;尚仓健;朱年涛4."垂直钻井工具+等壁厚螺杆"提速钻具组合先导性试验——以库车山前高陡构造克深A井为例 [J], 张端瑞;文涛;蒲磊;迟军;周小君;梁红军;赵彩庭5.工程录井系列技术在准噶尔盆地南缘GT1井钻探中的应用 [J], 李秀彬;李晨;解俊昱;金庭科;易韶华;石巧资因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高陡构造“三高、窄窗口”地层克深15井钻井液技术
高陡构造“三高、窄窗口”地层克深15井钻井液技术张民立;艾正青;王威;李家学;张震;梁波;陈泽杨【期刊名称】《钻井液与完井液》【年(卷),期】2016(033)005【摘要】克深15井是塔里木油田库车坳陷克拉苏构造带中段克深15号构造上部署的一口重点预探井,存在塔里木山前高陡构造、断层、大井眼、高温、高密度、高盐膏、窄密度窗口等工程、地质、钻井液技术难题.该井优选了抗高温高密度复合有机盐钻井液技术,围绕“低活度、弱水化、低的循环当量密度”等采取井壁稳定措施,通过现场实际应用,很好地解决了高陡构造、大倾角、破碎地层井壁稳定,大井眼安全快速钻进,盐膏层、盐膏泥混层阻卡、缩径,以及揭开盐层、盐膏层、目的层钻进窄密度窗口漏失等一系列技术难题,实现了全井安全无事故,多次电测均一次成功.与使用国外油基钻井液技术的邻井相比,钻井液实际应用密度降低0.05～0.08 g/cm3,体现了该体系强抑制、低的循环当量密度以及流变性良好,抗高温和抗盐、膏、泥等污染能力强,同时该体系无毒,环境保护性能好,无荧光,利于提高固井质量,低腐蚀,保护管串性能好等综合技术特性,并实现了钻井液、完井液一体化,提高了生产时效.该井的顺利完钻,进一步证明了抗高温高密度复合有机盐钻井液体系推广应用前景广阔.【总页数】5页(P25-29)【作者】张民立;艾正青;王威;李家学;张震;梁波;陈泽杨【作者单位】中国石油集团渤海钻探泥浆技术服务公司,天津300280;中国石油塔里木油田分公司,新疆库尔勒841000;中国石油集团渤海钻探泥浆技术服务公司,天津300280;中国石油塔里木油田分公司,新疆库尔勒841000;中国石油塔里木油田分公司,新疆库尔勒841000;中国石油集团渤海钻探泥浆技术服务公司,天津300280;中国石油集团渤海钻探泥浆技术服务公司,天津300280【正文语种】中文【中图分类】TE254.3【相关文献】1.高陡构造克深206井钻井提速配套技术 [J], 许京国;郑淑杰;陶瑞东;刘立超;张志湖;王狮军2.BH-WEI抗“三高”钻井液技术在克深208井的应用 [J], 张民立;尹达;何勇波;卢虎;王长树;刘鑫;许根;张酉铖3.BH-WEI抗三高钻井液技术在克深2-1-14井的应用 [J], 李悦;李玮;谢天;董智煜;许兴华4.大北-克深地区窄窗口异常压力随钻预监测技术研究 [J], 冯伟5."垂直钻井工具+等壁厚螺杆"提速钻具组合先导性试验——以库车山前高陡构造克深A井为例 [J], 张端瑞;文涛;蒲磊;迟军;周小君;梁红军;赵彩庭因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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１ ． ７ ４
１ ． ８ ｌ ２ ． ｏ ５ １ ． ８８ ２ ． １ ２ １ ． ８ ４
钻 井 技术在 山前 高陡 构造 的应 用效 果 ，以前 为今 后该 类地 层 的防斜 打 快 、优快 钻进 提供指 导 。 二、Ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ Ｔ ｒ ａ ｋ垂直钻 井 系统简介
１ ． 工作 原理 Fra bibliotek合 计
２ ４ ０ ． Ｏ ５
１ ３ ８ ． ０ ０
１ ． ７ ４
Ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ Ｔ ｒ ａ ｋ 垂 直钻井 系统 由 ＭＷＤ系统 、高性 能马 达及 肋板控 制三 部分 组成 。该 系统分 钻进 、划 眼 两种 工作模 式 ，钻进 时 ，当 ＭＷＤ重 力传 感器 检测 到有井 斜趋 势时 ，启动 液压 部件 ，通 过一 至两 个肋 板 向 井壁 施加 作用 力抑制 这 一趋势 ，同时 ＭＷＤ传送 实 时井斜 数 据到 地面 进 行 井斜 跟踪监 测 。当井 眼垂 直 时 ，三 个肋 板全 部伸 出 ，并 对井 壁施 加均 等力 ，促 使钻头 居 中 ，保持 垂直钻 进。
作业井 段 ｌ １ ６ ０ ． ４ ５— １ ３ ４ ７ ． ３ ８ ｍ， 纯 钻 时 间 ６ ８ ｈ ， 平 均 机 械 钻 速 ３ ． ５ ３ ｍ／ ｈ ，顺利 将 井斜 从 ９ ． １ ｌ 。 降至 ０ ． ０ ５ 。 ，见 表 １ 所 示 。第 二 次作 业 ：ｉ ２ — ３ ／ ８ ” 井 眼 ，作 业井 段 ２ １ ５ ６ ． ９ ７ — ２ ８ ７ ９ ． ２ ５ ｍ，进 尺 ６ ｌ １ ． ２ ３ ｍ，纯 钻时间 １ ６ １ ． ６ ｈ ，平 均 机 械 钻 速 ３ ． ７ ８ ｍ ／ ｈ ，顺 利将 井 斜 从 ５ ． １ ４ 。 降 至
关键词 ：山前高陡构造
一
地层倾 角 防斜快打
垂直钻井技 术
机械钻速
引 言 山 前高 陡 构造 地 层地 层 倾 角大 、断 层发 育 、地 层 破 碎 ，如 何 有
、
时 ，井斜 达到 ８ ． ９ ｏ ，井 身质量严 重不合 格 。将 泡沫钻 井钻转 换成 常规 钻井液钻 井 ，继 续钻 进 ，钻 至井深 １ ０ ６ ０ ． ４ ５ ｍ，井 斜增 加到 ９ ． １ １ 。 ，井
井斜变化， 。
由９ ． １ １降至 ７ ． ７ １
７． Ｏ ２ —６ ． ５ ５ ６． １ ４ －６ ． １ ３ ５． ９ ４ ～ ３． ７５ ３． ２ ５一 １ ． ６８ １ ． ０ ７ 一Ｏ ． ０ ５
ｌ ｌ Ｏ ６ ０ ． ４ ５ — １ ｏ ８ ａ４ ３ ２ ７ ． ９ ８
效 实 施高 陡地 层 的 防 斜 打快 一直 是 制 约 国 内 钻井 技术 发 展 的瓶 颈 之 ｎ～ １ 目前 常用 的防斜 打快 技术 主要 有采 用塔式 钻具 组合 、钟摆钻 具 组 合 、强刚 性钻 具组 合 、偏轴钻 具组 合 防斜 打快 技术 ，利 用单 弯螺 杆
一
。
斜 已无 法控制 ，决定 采用 Ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ Ｔ ｒ ａ ｋ 垂 直钻井 系统 。 该 井 共进 行 两 次 垂 直钻 井 技 术 业 ：第 一 次 作 业 ： １ ７ — １ ／ ２ ” 井眼 ，
０ ． ０ ６ 。 ，见表 ２所示 。
进 行 滑动 导 向和旋 转 钻进 的复 合钻 井 技术 等 ；这些 防斜打 快 技术 缺 少有效 的监 测手 段 ，不能 实现 连续有 效 控制 井斜 ，均 属于 被动 防斜 技 术 ，不能满 足深 井 、超深 井和 复杂 结构 井垂 直钻 井 的要求 ，尤 其不 能 满 足在 高陡构 造 、大 倾角 等易斜地 层条件 下钻 直井要求 。 垂直 钻井 系统 依 据可 靠的 旋转 导 向技术 进行 连续 性井 斜 控制 ，改 变 了 传统 以牺牲 钻压 、控制 钻 井参 数的 井斜 控制 方式 ，确 保 井眼垂 直 和 最 大限度地 提 高钻速 Ｉ Ｓ － ８ １ ，为 山前高 徒构 造地层 防斜 打快提 供 了有效 手段 。本研 究结 合我 国西 部某 山前 高徒 构造 防斜 快打 实 例 ，分析 垂直
辱 ． 油 墨 鬣
中国化工贸易
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｃｈｅ ｏｉ ｒ ｃ ａ ｌ Ｔｒ ａ ｄ ｅ
鑫 器
垂直钻井技术在 山前高陡构造地层的应用
张 明华
（ 华东石 油局工 程公司 。江苏 镶江 ２ １ ２ ０ ０ ３ ）
摘 要 ：山前 高陡构造地层倾 角大、断层 发育、地层破 碎 ，防斜一直是 困扰此类地层钻 井作 业的难题之 一。传统防斜钻具 组合普遍采 用降低钻 压 、轻压 吊打的方式，严 重制约钻井速度的提 高；通过使 用垂 直钻 井技术 ，在有效防斜 的同时，改变了以钻压 为主要控制参数 的防斜 方式 ，有利 于提 高 钻速 ， 缩短钻 井周期 。实例研 究表明 ：垂直钻井技 术很好地解 决了山前 高陡构造 因井斜 制约钻 井速度 的难题 ，起到防斜打快 的效果 ，该 项钻井技 术为 山 前 高陡构造地层 防斜快打 、钻井周期的缩短、井身质量 的保证提供 了有效手段 。
ｌ ０８ ８， ４ ３ 一ｌ ｌ ２ ＆０ ０ ３ ６． ５７ １ １ ２ ５． ０ Ｄ —ｌ ｌ ４ ＆明 ２１ ． ８ ８ １ １ ６ ５ ． ８ ６ —１ ２３ ２４ ７ ６ ６． ６ｌ １ ２３ ２． ４ ７ ￣Ｉ ２ ７ ＆５ ５ ４ ６． Ｏ８ ｌ ３ ０ ６． ４ ５ ￣１ ３ ４ ７ ． ３ ８ ４ ０． ９３
表１ １ ７ — １ ／ ２ ” 井段 垂直钻 井技术 使用效 果
序号
２ ３ ４ ５ ６
井段
进尺 ， ｍ 纯钻时间， Ｉ ｌ ｒ 平均机械钻速 ｌ 】 ｒ ＿
１ ６ ． ２ ０
２ ６ ． ７ ０ ｌ ２ ． ３ ０ ３ ８ ． ６ ５ ２ １． ９ ５ ２ ２ ． ２ ０