减速涡轮深部防斜打快技术
防斜打快技术在深井、中深井中的应用
中深 井 多分 布 在车 ２２ ２ ３大 北 等 区块 ， 井 ７ 、７ 、 深 多分布 在 渤南 区块 ， 自上 而下 钻遇 的层 位有 第 四系 、
上下第 三 系 、 炭二 迭系 等 。 石 第 四系 的平 原 组 为 最 表面 未 压 实 的表 土 层 ， 易
坍 塌 ， 透率 高 ， 渗 厚度 约 ２０米 。 ５ 明化 镇组 厚度 约 ６０ ０
米， 为砂 质泥 岩夹 粉砂 岩 ， 松散 易水 化分 散 ， 易坍塌 ，
渗透 率高 。 陶组厚度 约 ５０米 ， 部为 松软 的泥 岩 馆 ０ 上
和 砂泥 岩 互 层 ， 地层 成 岩 性 差 ， 岩性 松 软 ， 有大 泥 含 段流 砂层 ， 易发 生跨 塌 ， 水 眼复 杂情 况 。下 部砂 极 堵 岩为 主夹 泥岩 ， 部为 砾岩 。 底 东营 组 由于该 层岩 性变
岩、 砂质泥岩及砾石， 砾石层渗透性好 ， 易发生渗漏 ， 如 加重方 式 不适 ， 可造 成井漏 ， 重 时只进 不 出 。二 严 迭 系石 炭系还 夹煤 层和 油页 岩 ， 地层 软硬交 替 ， 地层 倾 角大 ， 特别 易井斜 。
２ 钻 井施 工难 点 以上 地层 特点 导致 了钻 井过 程 中存在 以下 施工
钻 速 ； 保 证 井 眼 的稳 定 考 虑 ， 制 好 沙 二 段 的 掉 从 控 块， 是保 证 井壁稳 定 的根本 。 下部 地层 沉积年 代 久 ④ 远， 岩性 可 钻性差 ， 磨性强 ， 械钻 速 低 ， 研 机 易磨 损 牙 轮 和钻 具 ； 层 压力 系 数 变 化大 ， 地 易井 喷 和井 漏 ， 油
２ １ 年第 １ 期 ００ Ｏ
内 蒙 深 井 、 深 井 中 的应 用 中
单 素华， 广兴 ， 余 李爱庆
却勒103井φ311mm井眼防斜打快技术
西 部探 矿工 程
４ ７
却 勒 １ ３井 Ｃ ３ ０ ；１ 井 眼 防斜 打 快 技 术 １ ｍｍ
田宏岭 ， 志强 ， 赵 邹和均 ， 王新 军， 战新 ， 李 艾贵成
（ 西部 钻探 工程 有 限公 司， 新疆 乌鲁木 齐 ８ ０ ０ ） ３ ０ ０
摘
要 ： 却勒 １３井所 在地 区 已钻 井的 资料统 计分析 ， 从 ０ 在 ３ １ １ｍｍ 井眼钻进 过 程 中， 、 、 事故 漏 缩 卡
钻进 工具 ， 钻进 时会 自动 追 踪 地 心 引力 （ 在 自动 感 应井
目前解决防斜与提高钻速之间的难题， 各油田都持 续 开展 了多年 的攻 关研 究 。塔 里木 油 田根 据 山前 地 层 的特点 也 进行 了一 些 探 索 ， 用 的 防 斜 打 快 技 术 主要 运 有 ： 摆 防斜 技 术 、 轴 防 斜 打快 技 术 、 钟 偏 短保 径 Ｐ ＤＣ钻 头防斜 技术 、 向反 抠技 术 、 下 动力 钻 具 配高 效 Ｐ Ｃ 定 井 Ｄ 钻 头 防斜 提 速 技 术 、 ｏ ｒ 垂 直 钻 井 系 统 全 压 钻 进 Ｐ ｗｅＶ 等 。其 中后 ３种技 术是 现场 应用 最多 的 防斜 打快 技术 。 ① 钟摆 防斜 技术 、 轴 防斜 打快技 术 、 保径 Ｐ Ｃ钻 头 偏 短 Ｄ
勒 １ ３ 井 井 身 结 构 ：ｊ ６ ． ４ ０ ２ ０ ｍｍ × ２ ０ ＋ 『６ ０ｍ
防斜 技术 等常 用 的防斜技 术 ， 在塔 里木 应用 也获 得过 一 定 的效果 ， 不是 很理 想 ； 用 的关 键 是需 在 地 层 可 钴性 应
斜 ） 自动设定 和调整 工具 侧 向力 ， ， 使井 眼轨 迹快 速返 回 垂直 状态 。这 是一个 全 自动重 复 的过 程 ， 在高 陡构造地
地下数千米直钻取石油.——关于捷联式自动垂直钻井技术研发的采访笔记
供技术服务，不出售产品，甚至在作业时连参观也不允许。 发现偏差，自动纠正。这样一个简单的技术动作 ， 要在高温 、高压 的地层深处，处于高速运转、强震冲击的极端恶劣环 境中完成 ， 真是难
于上青天 ！
年又一年 ，结婚生孩子 的事真的会忘记 。
所 的科研团 队。课题组的核心科研人员分别具有钻井工程 、机 电一体
化、 自 动控 制和计算机技术等不同专业背景。
国企：研发新优势
国家行为，这是记者在采访捷联式垂直钻井技术研发过程中的直观
感受。如此大规模、高风险、长时间而 目关乎国家石油战略的关键油由 作为课题组骨干 ，教授级 高级工 程师 吕官云 ８个年 头心无 旁骛 ， 就研究这—个项 目，胜利油 田或研究院的其它科研生产任务再重再急也 从未被 “ 抓差” 。两鬓的 白发，是他 ８ 年来倾心这一研究课题的明证。 ３ ３ 岁的王 义峰 ， 再 有一个 月孩子就该满半岁了。他说 ，有时候 看
相继在 １ ９口井上成功完成 ２ ５ 井次的工程化应用试验 ，累计进 尺７ ２ ０ ０
创瓤驱动发展 ・ 技术创新
一
多米 ，井下纯钻时间 ２ ０ ０ ０多小时，井斜控制精度 在 ０ ＿ １ 度 以内。
静 卧在胜利钻井 院试验室里 的捷联式 自 动垂直 钻井工具 ，粗 不过
确抽取那里蕴藏的石油。 随着我国石油战略的西移 ，这个命题越来越成为横亘在我 国石油 战线面前的—道难题。在新疆，在四川 ，复杂的地层结构 ， 倾斜 的地下 岩石 ， 让我们的钻头东挪西移 ，哪怕倾斜一度 ，数千米下去离既定 的油
２ ０ ０ ５ 年至今 ，国家先后两次把０动垂直钻井技术的研发列入 ８ ６ ３ 计划 ，组织了一支稳定精干的 研发 队伍 ， 历时 ８ 年攻关 ， 连 同企业投入 研发经费近亿元。多年来 ，记者跟踪采访这一关键前沿技术的研发过 程，深感其关乎国家的能源战略，非国家行为不可 ，非胜利油 田这样的
中国石化石油工程技术研究院一批新技术成功应用于油田现场
ｔ３ 边 培 明． 层 海 相 气 井 井 身 结 构 优 化 及 应 用 ［ ］ 钻 采 工 艺 ， ３ 深 Ｊ．
２ ０ ２ （ ）： ３ １ ． ０ ６， ９ ６ １ － ５
［ ］ 杨世奇， ４ 薛敦松 ， 蔡镜仑 ， 涡轮钻井技术 的新进展Ｅ ］ 石油 等． Ｉ．
术 ，０ ７ ３ （ ） ９ １． ２ ０ ， ５ ３ ：－ １
仍 处于 良好状态 。
ｔ３ 陈 洪 兵 ， 龙 昌 ， 雷 ， ． 罗 斯 减 速 器 涡轮 钻 具 驱 动 Ｐ ６ 周 张 等 俄 ＤＣ钻
头 在 西 伯 利 亚 油 田 的 成 功 应 用 ［］ 石 油 钻 探 技 术 ，０ ５ ３ Ｊ． ２０ ， ３
元坝 １３井涡轮钻井结束后 ， ２ 对孕 镶金 刚石钻头
的磨损情况进行 了评价 ： 刀翼上 的孕镶金 刚石暴 露 良 好； 钻头保 径 良好 ； 钻头评级为５ ８ ｗＴ— ～ —～ — —一 ｓ ｘ ＩＨＣ
Ｐ ， 头 内圈齿磨损 ５ 肩部 完 全磨 损 ８ 钻 头保 径 ， Ｐ钻 ， ， 肩部 ＧＨＩ 突 出被 正常磨 平 ， 部磨 损处有 大 量热 齿 肩
（ ）： ８ ５ ． ２ ４ — Ｏ
４ 结论 与建 议
１ ）在 元 坝 地 区 沙 溪 庙 组 地 层 应 用 “ Ｄ 钻 头 ＋ Ｐ Ｃ
［ ］ 谭春 飞 ， 镜 仑 ． 用 涡 轮 钻 具 提 高 深井 钻 速 的 试 验 研究 ［］ ７ 蔡 利 Ｊ．
石油 钻 探 技 术 ， ０ ３ ３ （ ） ３ — ２ ２ ０ ， １ ５ ：０ ３ ．
大 学 学报 ： 自然 科 学 版 ， ０ ２，６ ３ ： ２ — ３ ． ２ ０ ２ （） １ ８ １４
涡轮钻具复合钻井技术及其在塔河油田的应用
内（ 为涡轮定 、 转子的无 冲击转速） 使其达到最佳工 ， 作效率 ， 钻头实现最佳工作状态 ， 即获得最好的机械钻 速， 这便是涡轮钻具复合钻进最佳工况＿ 。涡轮钻具复 ２ ］
合 钻井 时 ， 盘 转 速 最好 控 制 在 ３ ～ ７ｒｍｉ， 则 上 转 Ｏ ０／ ｎ 原
井 眼越深 、 井斜 越 大 、 眼越 小 ， 盘 转 速则 越 低 ， 井 井 转 钻
无橡胶元件 ， 全金属的涡轮钻具耐高温 ， 适合在深井、 超
深井 、 高温环境和复杂地质条件下钻进。一体式 Ｐ Ｃ Ｄ 、
Ｂ Ｃ和 天然金 刚石 钻 头 均 是 以切 削方 式 破 岩 ， 作 时 Ｄ 工 需要 的钻 压小 、 转速 高 、 量低 ［ ， 能 １ 正好 与涡 轮钻具 的输 ］ 出特 性相 匹配 。所 以 ， 用 涡 轮 钻 具 的高 转 速特 性 ， 利 配
转速高 、 钻压小。因此 ， 从作用机理上讲 ， 井下动力钻具
配合高效钻头技术既可实现“ 轻压吊打” 又可实现“ ， 防 斜打 陕” 即将 优质 与高效 有机 地结合 起来 。近 年来 ， ， 在
西部油 田新 区 ， 了实 现 防斜 打快 的 目的 ， 直 螺杆 钻 为 对“ 具＋Ｐ Ｃ钻 头 ” 常规 涡 轮钻 具 ＋Ｐ Ｃ钻 头 ” 术 进 Ｄ 和“ Ｄ 技
们 可独立装 配与运ห้องสมุดไป่ตู้输 ， 在井 口通过 丝扣 联接 。涡轮 节是
液流量在 满足 钻井 要求 的情 况下越 大越好 。 在采 用 涡轮钻 具钻进 的同时 ， 动转 盘或 顶驱有 如 启 下 优点 ［ ： 防止 钻 具 卡 钻 ， 少 钻具 对 井 壁 的粘 附 作 ３① ］ 减
动力源， 输出高转速的动能 ； 支承节 主要承受涡轮的轴
四川地区防斜打直新技术的运用
个 弯角很小 的“ 等效导 向钻具 ” 结构 。如果 下部“ 等
效 导 向钻具 ” 不 发 生公 转 运 动 ， 那 么这 “ 等 效 导 向钻 具 ” 就 会 定 向钻进 而 使 井 眼产 生 偏 斜 ， 一 般 来 说 垂 直 层 面 方 向岩 石强 度 低 ， 所 以在 地 层倾 角 较 大 的地 区钻 进 时 ，
外 先 进 技术 的原 理 、 实践 情 况 ， 为 以后 的井 队服务 做 好 准备。 ２ 井 斜 的原 因
动防斜 打直 技术 和 主动 防斜 打直技术 。
３ ． １ 被 动 防斜 打直 技术
（ １ ） 钟摆钻具组合打直技术能起到较好防斜 、 纠斜 效果 ， 它 可 以适 合 各种 地 层倾 角 的地 层 。 由于钻 压 小 ， 虽然具有一定的防斜 、 纠斜作用 ， 但它是以牺牲钻井速
素， 在铅垂段钻进 中 ， 下部钻柱组合在一定的钻压下会 发生弯 曲变形 ， 钻柱的弯曲使钻压作用方 向偏离 了钻
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ 卜２ ８ 修 回 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ２ 一 叭
技术 、 爆破纠斜技术 。经过现场检验 ， 这些技术都不是 解 决直 井 打直 问题 的好方 法 。
而在 现场 推广 中效果 受 到 了影 响 。 （ ４ ） 其他 防斜 方 法 主要 有 ： 偏 重 双 头 螺旋 稳 定 器 防 斜技术 、 扁 钻 铤 防斜 、 方 钻铤 防斜 、 定 向 冲洗 井底 防 斜
另 一 个 原 因 是 地 面 的原 因 ， 即地 面所 配 的下 部 钻 具 组 合 和所 施 加 的钻 井 参 数 对 井 眼 偏 斜有 影 响 ， 对 于 给 定 的 下部 钻 柱组 合 ， 钻井 参 数 中钻压 和转 速是主要因
防斜打快钻井技术在龙深一井的应用
ｉ ｎＷ ｅ ｔ ｉｈ ａ Ｄ ｐ ｅ ｓｏ ｓ ｃ ｕ ｎ ｅ ｒ ｓ ｉｎ Ｓ
Ｍａｎａ ｇＸｉ ｔｎ ｚ ｆｒ ｔ ｎ ｔｅｔｉ ｍｂｒ ｆ ｊ ｈ ｄ ａ ｔｎ — ａ ａ ｇｉｏｍａｉ ， ｈ ｈｒ ｍｅ ｅ ｉ ｅａ ｏ ｏ ｄ ｏ Ｘｕ ａ ｎ
ｔｅｆ ｔ ｍｂ ｒ ｆ ｕｉ ｅａｅｔｅｍｏｌｍｐ ｒａｔ ｏ ｒｅｒｃ ｓ ｈ ｉｈｍｅ ｅ ｊ ｈ ｒ ｓ ｉ ｏ ｔ ｕｃ ｏｋ． ｆ ｏＸ ａ ｈ ｎｓ Ｉ ｅｍｉｄｅｐｒ ｏ ｊ ｈ ｏｍａｉｎｉ ｅｔＳｃ ｕｎｄ ｐｅ— ｎｔ ｄ ｌ ａｔ ｆ ｉ ｅｆｒ ｔ ｎｗ ｓ ｉ ａ ｅｒｓ ｈ Ｘｕ ａ ｏ ｈ
摘 要： 龙深一 井是 中石化 西 南分公 司部署在 川 西龙 门山构造 带的 一 口重 点超深 井， 计 井深 设 ７９ ｍ， ２ ７ 区域上地质构造十分复杂， 井二开钻遇 ］ ） 逆掩推覆体地层 ， 该 ｒ（ ３３ 地层倾 角在 ２～８ 。 。 ５之间频 繁交错 变化 ， 且断层发育。施工过程 中常规 的防斜（ 塔式， 钟摆） 钻具组合不能有效控制井斜， 为保证 井 身质 量 ， 能采取 轻 压 吊打 的 方 式钻 进 。 钻进 中施 加 钻 压仅 为 ４ ｋ 导致 机 械 效 率 非 常低 ， 井 只 ０ Ｎ， 钻 周期过 长 ， 井成 本居 高不 下 。为解 决提 高钻压 与有 效 井斜 控制 的 矛盾 ， 验应 用 了预 弯曲动 力钻具 钻 试
涡轮钻具防斜打快钻井理论与技术研究
了详 细 的 力 学特 性 分 析 ， 出 了稳 定 器 安 装 位 置 和 涡 轮 转 速 范 围 的 涡轮 钻 具 防 斜 打 快 的 最 佳 工作 构 造 地 区控 制 井 斜 和 提 高机 械 钻 速 提 供 了 一 种 非 常 有 益 的 钻 井 理 念 和 技 术 方 法 。 为 关键词 ： 涡轮 钻 具 ； 井 ； 斜 装 置 ； 力 分析 钻 防 受
国产 涡轮钻 具采 用分 装式 的 涡轮节 和支 承 节结 构 ， 别 由涡轮 定 子 、 子 、 轴 、 推轴 承 组 、 正 分 转 主 止 扶
轴承 、 接器 和 外 壳 等 主要 零 部 件 组 装 而 成 。涡 轮 联
节采用 多级 轴 流式 的 涡轮 串联 而 成 ， 由一 系 列 定 子 和转 子组成 。定 子 系统 和外 壳 相 连 ， 连 接 到 钻 铤 并 上； 而转 子则 与 主轴相 连 ， 并驱 动钻 头 。涡轮 的转 子
原 因 ； 细 讨论 了涡轮 钻 具 的 高 转 速 特 性 ， 合 Ｐ 详 配 ＤＣ等 一 体 式 钻 头 进 行 复 合 钻 进 实现 防 斜 打 快 的机 理 ； 达 到 涡 为
轮 钻 具 防 斜 打 快 的 目的 ， 出 了钟 摆 结 合 光 钻 铤 的 下部 钻 具 组 合 形 式 ， 出 了典 型 钻 具 组 合 ， 对 该 钻 具 组 合 进 行 提 给 并
里木 库 车山前 等地 区均 属高 陡构 造 ， 层倾 角大 ， 地 受
探讨油田钻井防斜打直技术特点及应用发展
探讨油田钻井防斜打直技术特点及应用发展[摘要]钻井过程中影响井斜的因素很多，且井斜给钻井、完井等作业带来一系列的危害，并造成巨大损失。
防斜打直技术是石油钻井一项关键技术。
针对钻井中多次出现井斜问题，国内使用较多的除钟摆钻具和满眼钻具防斜技术外，发展了偏轴钻具防斜技术、螺杆钻具配合pdc钻头防斜技术等，近年来又扩大了vds、sdd、vertitrak、powerv等具有主动防斜能力的自动化井斜闭环控制系统的应用，成功地解决了高陡构造、断层等情况下钻进时的井眼质量问题。
[关键词]油田；钻井；井眼；防斜打直；钻具组合中图分类号：tu743 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）11-0180-01前言胜利油田地处渤海湾，石油资源丰富，油藏类型复杂多样，如何实现高效勘探开发，一直是石油工作者不断探索的课题。
其中：石油钻井施工中的防斜打直问题一直是困扰钻井施工的难题之一，如果井斜控制不当，不断达不到预期的开发目的，而且容易造成重大井下事故。
地质因素（地层倾角、层状结构、断层、软硬交错等）和工程技术因素（钻具结构、钻进参数等）均会导致井斜，严重井斜是制约钻井速度的关键。
经过多年研究探索和试验，已经初步掌握了一整套传统的防斜打直理论和技术，根据井斜控制原理及控制能力的不同，防斜打直技术分为被动防斜技术及主动防斜技术。
国内以钟摆防斜降斜技术和偏轴防斜技术为主，国外出现了如vds系统等新型主动性防斜打直技术。
本文重点分析了目前防斜打直技术现状和技术特点，探讨了发展趋势。
1 被动防斜打直技术包括钟摆钻具、刚性满眼钻具、偏重（心）钻具等组合。
特点是利用钻具组合（bha）自身的受力和变形特性，不借助其它外部因素（如井下测量和控制系统等）防斜，因而也称为bha防斜打直技术。
在地质构造复杂地区，这种技术应用效果不理想。
（1）钟摆钻具组合。
包括塔式钻具、普通钟摆钻具、柔性钟摆钻具等。
在众多防斜、纠斜打直技术中，它可以适合各种地层倾角的地层。
青西油田巨厚推覆体防斜打快技术
Ｔ ｅｔｉ ｎｓ ０ ｉ ｒ ｎ ｎｐ ｅＩａｈ ｓｌ０ —Ｏ ０ ｎ Ｑｎｘ ０ｌｅｄａ ｄｔｅｄｉａ ｉｔ ｇ ｅｉ ７＿．Ｉ ｅａｇ ｆ ｈ ｈｃ ｅｓ ｆＳｌ ｉ ａ ｐ ｌｃ ｅ ５ Ｏ＿ ｏ ｍ ｉ ｉｇｉ ｉｉ ｎ ｈ Ｉｌ ｌｙ 豫ｄ ｓ ９ １ ｎｌ ｏ ｋ ｕａ ｅ ４ ｆｌ ｌｂｉ １ ｅ
ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｒ ｓ ｄ ｄ ｎ ｈ ｅ ｔ ｎ ０ ｄ ｒｔ ｏ ｖ ｈ ｒｂ ｅ ｆｗ Ｕ ｄ ｖ ａｉｎ ｓ ｐ ｒ ｔｎ ａ ｄ ａ ｄ ｌｗ ａｅ ｏ ｅ ｅ ｒ ｔ． ｈ ｅ ｈ ｉ ｕ ｓａ ｅ ｕ ｅ ｕ ｇ ｔ ｅ ｔｓ ｒ ｅ ｓ ｌ ｅ ｔ ｅ ｐ ０ ｌｍｓ０ ｅ ｅ ｉ ｔ ｕ ｅ ｓ ｄ ｒ ｎ ０ ｒ ｔ ｆ ｎ ｔａｅ Ｔ ｅ ｉ ｏ ｏ ａ ｐ
２２ 偏 轴接 头 ．
１ 在 井 深 ９ ０ｍ处 工 程测 井 资 料显 示 ． 角在 ６ ～ ２井 ５ 倾 ０
８ 。 倾 向频 繁 变化 ， “ ５， 为 碎块 状 ” 积 。在 钻井 过程 中 ， 堆
钻压 只要 超过 ５ Ｎ井 斜就 猛增 。 ０ｋ 岩性 在纵 、 向变 化 横
差异 很大 ， 现 出明显 的不 均质性 。在钻 进过 程 中 ， 呈 蹩 跳严 重 ， 具 、 头损 坏 大 ， 磨性 强 ， 钻性 级 别 高 。 钻 钻 研 可 机械 钻速慢 ． 具磨损 和损坏严 重 。 钻 白垩 系推 覆体 地层 存在 破碎 带 ， 井过 程 中易漏 、 塌 ， 响 了井 下安 全 。 钻 易 影 纵 向上推覆 体厚 度不 断加 大 ． ｌ 窿 ２井钻 遇 的推 覆 体厚
Ａｉ ｉｈ ｎ ｃ ｅｇ彻 ｔｍａｉｎ ｌ ｒｌｎ ｍｐ ｎ ， ｓ ｌ 罟Ｅ ｇｎ ｅｉｇＣ ｒ ｏ ａｉＩ ＣＮＰ Ｕ咖 ｑ ３ Ｉ ｏＣｈｎ ） Ｇｕ ｅ ｔ ａ ｉｉｇＣ０ ａ ｙ Ｗｅｔ ０ Ｄ Ｉ ＤｎＩｎ ｎ ｉｅｒｎ ０ｐ ｒｔ ｌ ｉ ｏ， Ｃ ｉ ０ｌ ’ ｉａ， ８ Ｏ
深探井防斜打快技术
深探井防斜打快技术摘要：随着深井井位的增加，直探井的数量也在增加，对于深井段的防斜，提高机械钻速尤为重要。
下部深井段井斜难以控制，井底位移易超标，吊打影响机械钻速，钻时慢，延误工期。
主要研究内容是：通过合理的优选一些技术参数，及钻头选型，根据现场的施工分析，来选择一种或者几种适应于下部硬地层施工钻井的方法。
中图分类号：p631.8+111.背景介绍随着钻井工艺越来越完善和油气层开发的需要，井深较浅的生产井部署逐渐减少，现在深井井位的部署量逐渐增加（多为深探井、非常规井），裸眼段长的生产井数量也在增加，在油田钻井提速的号召下，对于深井段的防斜，提高机械钻速尤为重要。
2.成果主要内容2.1现状调查及存在的主要的影响因素2.2 成果部分2.2.1 针对影响机械钻速的主要原因，结合钻井现场，分析造成这些原因的几点主要因素。
a、钻头在井内长时间运转，未能搞好短起下。
钻头在井内长时间运转，钻进产生的岩屑，部分吸附在井壁上，造成虚泥饼，钻具在井内运转时，有粘卡危害，同时，钻进过程中，井壁脱落的岩屑会在井底反复研磨，严重影响纯钻进时间。
b、提高钻井液密度的方式不正确。
现今绝大多数队伍，在提高钻井液密度时候，采用的方式是直接向循环罐内加入重晶石粉，石粉水化不完全，糊井壁，密度提高不均匀，钻时很受影响。
c、扶钻人员操作不当。
生产井、探井、直井、定向井，井身轨迹都是重中之重，但是这些都是和现场操作人员是离不开的，操作不按规程或措施很容易造成井身轨迹超标d、钻头的选型不合理。
pdc和牙轮的破岩机理是不同的，要根据具体的岩性来选择合适的钻头，钻时慢的情况下，不要抱长时间的尝试态度，要及时更换钻头。
e、技套磁性摩阻。
该情况主要是针对三开或四开井，井内下入技套后，进行下一步钻进施工时，由于套管内含有磁性，很容易造成转盘扭矩增加，高转速无法使用，严重影响钻时。
2.2.1 主要处理措施a.针对短起下，制定了措施如下：1.钻头在井底连续运转3天或者钻进进尺超过300m（普通生产井），水平井或密度偏高的井，根据井下具体情况，及时做好短起下钻，修复井眼。
海上复合钻进防斜打快探讨
关键词：复合钻进 防斜打快 井下动力钻具 钻时
油 气 井的 防斜打 快 问题 是钻 井工 程 中一 直未能 很好 解决 的 经典 性 难题 之一 。在 大倾 角易 斜 地层 和深 井 钻 井 中， 井斜 和机 械 钻 速 低是 十 分突 出的 问题 ， 因此 研 究 相应 的 防 斜打 快 措 施 一 直是 钻 井工 程 的 重 要
整 体钻 井速度 。
在使 用 Ｐ Ｄ Ｃ复 合钻进 时 ，使 用高效 的 动力钻 具对 于提 高钻 井速度 及 缩短 钻井 周期也 是必 不可 少的 。Ｃ Ｂ ３ ２ ８井在 钻进 过程 中使 用 ３根动 力钻具 使 用时 间分 别为 ８ ５ ． ３ ３ ｈ 、１ ３ ７ ． ５ ｈ 、９ ７ ． ８ ５ ｈ ，使 用情 况 良好 。 由 此 说明 高效 的动 力钻 具可 以减 少 由于螺 杆 问题而 起钻 ，减 少钻 头 在起 下 钻过程 中的磨 损 ，提高 Ｐ Ｄ Ｃ钻 头的使 用效率 ，从而 提高平 均钻速 。 在 使用 Ｐ Ｄ Ｃ复合钻 进时 ，合 理 的使 用钻 具组 合及 扶正 器 ，可 以减 少起 下 钻次数 ，可 以有 效 的控 制井 身轨 迹 ，也可 以及 时修 整井 壁 。 同时要 合理 选择 钻井参数 ，避免 超 出螺 杆及 Ｐ Ｄ Ｃ钻 头 的使 用 推荐参 数 ，而造 成 Ｐ Ｄ Ｃ钻头 及螺杆 的提前失 效 。 Ｐ Ｄ Ｃ ＋井 下动 力 钻具 的复 合 钻进 不适 合 某些 特殊 的泥 岩层 。在某 些 种类 的泥岩 中 ，Ｐ Ｄ Ｃ钻 头不能 有效 地工 作 ，致使钻 速 降低 ，此 时应
石 油化工
中 国 化 工 贸 易
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ
关于在我厂使用复合钻进技术的讨论
关于在我厂推广复合钻进技术的讨论瓦窑堡油田位于区域构造单元属鄂尔多斯盆地陕北斜坡中东部，为一向西倾斜的单斜构造，斜坡上构造活动十分微弱，地层产状平缓，地层倾角0.5度左右，每公里坡降8.0—10.0m，在岩石差异压实作用下，形成超伏鼻状隆起，局部有着少数微细天然裂。
这些鼻状隆起、微细裂缝的存在与由相变引起的岩性有机结合，构成油气聚集的理想场所而形成油藏。
瓦窑堡油区地层属于发育不完全的三叠系、侏罗系、白垩系和第四系地层，皆为陆源碎屑沉积。
缺失三叠系顶部、侏罗系下统顶部、侏罗系上部、白垩系上部和第三系。
存在五个区域性不整合面，其中第四系与白垩系呈角度不整合接触，其余四个为平行不整合。
在沉积上为安塞三角洲沉积体系，属坪桥—王窑指状砂体上的分支。
主要开发油层是长6、长4+5、长2，三套油层。
储层岩性特征以灰白色细粒砂岩为主，砂岩矿物成分主要有长石，石英，岩屑，黑云母。
岩屑主要有变质岩屑、火成岩屑及少量沉积岩屑。
砂岩中含有少量重矿物，包括锆石、石榴子石、磷灰石、绿帘石等。
主要胶结物以自生矿物为主，含量达8.%~11.6%，主要有泥质胶结、硅质胶结、钙质胶结、含有的矿物质：浊沸石、绿泥石、方解石、硅质、长石质和水云母。
从“四性”关系上来看，瓦窑堡油田有较好的钻井基础。
钻井是勘探和开发油气田的主要手段。
要把地下的石油和天然气开采出来，要直接了解地下的地质情况，要证实已探明的构造是否含有油气以及含油气的面积和储量，都需要通过钻井来完成。
钻井质量的优劣、速度的高低，直接影响着勘探与开发油气田的速度和水平。
只有不断提高钻井工艺技术水平，优质、高效地钻井，才能真正达到以上的目的。
瓦窑堡油田由最初钻单直井到后来采用定向井钻井技术，截止2010年我厂基本上是运用该技术。
自从引进定向钻井技术后，一直是将定向和稳斜井段施工是分开进行的, 主要就是用螺杆定向后,起出钻具,卸掉螺杆,换成稳斜钻具钻进稳斜井段;才能保证稳斜施工的顺利进行，这也是所谓的普通钻井技术，也是多年来瓦窑堡油田一直使用的钻井技术。
胜利油田防斜打直钻井技术获突破
在 应 用捷联 式 自动 垂直 钻 井 系统之 前 ， 井队采 用
常规打 法钻进 ， 井斜 呈增长趋 势， 井深 ２４ ６ｍ 处井 在 ３
斜上升 到 ６ ５ 。为控制 井斜 ， ．。 ２ 勘探 南方分公 司决定应
用 该 系 统 ， 钻 工 具 自 井 深 ２４ ６１ 下 入 ， １． Ｉ 垂 ３ ＂ ２ １ ２５ ８ ７１ ３ Ｔ
＜．＜ ３ ３ ３ 孝 ３ ｏ＜ － －， －＜
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＜ 誊 奎 ３ 蓍 ３ ．＜．＇－＜． －＜
胜 利油 田防斜打直钻井技 术获突破
在 高陡构造 、 大倾 角 地 层 防 斜 打 直 ， 国际 钻 井技 是 术 的前 沿 课 题 。２月 ２ 日， 利 油 田钻 井 院 研 发 的 具 ２ 胜
５ ４
石 油钻 采 工艺 ２ １ ０２年 ３月 （ ３ ） ２期 第 ４卷 第
技术 ， 提高了金刚石颗粒的抗冲击性和耐磨性 ； ） （ 提 ４ 高内外保径齿强度 ， 加长耐磨带 ， 既提高了钻头的使 用 寿命 ， 又提高 了钻 头井 下稳定 性 ； ） （ 加大排 屑槽 当 ５ 量面积 ， 排屑效果好 ， 减少岩屑重复研磨 ， 可有效提 高 机械 钻速 。
石 油 机械 ，０ ０ ２ （０：５ —７ ２ ０ ，８１ ） ３５ ．
［ 陈立 ， ６］ 冯明 ， 张金海 ， ． 深井取心技 术在塔深 １井的 等 超
应用 ［ ］． Ｊ 钻采工艺，０ ７ ３ １：１３ ９ ２ ０ ，０ ） ．，． （
（ 改 稿 收 到 日期 修 ２ １ －２１ ） ０２０ —４
钻井防斜打快技术
中图分类号： Ｔ Ｅ ２ ８ １
１ 旋转钻井方式优选与防斜打快
文献标识码 ： Ａ
井上 部井段防斜与打快 的矛盾 ， 但由于温度 、 压 力、 泥浆体系、
在 国 内外 油 气 勘 探 开 发 工 程 中 ，人 们 目前 广 泛 采 用 的钻 钻机 能力及使用成本等因素的制约，它 迄 今 已有 百年 发 展 历 程 。旋 转钻 部井 段 。
钻 井 防斜 打快 技术
于 『 Ｊ 、 强
（ 钻 井工 程技 术公 司定 向井公 司 山东 ・东营
摘 要
２ ５ ７ ０ ６ ４ ）
在 山前高 陡构造等复杂地 层垂直钻井工程 中， 由于地层 自然造斜效应的影响， 井斜 问题十分严重， 成为长期
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 ， 也是 自旋转钻井应用 于石油工 业以来 的 百年技术难题之 一。从 国内外的防斜打直技术现状来看 ， 施加钻压（ 钻 头破岩机械 能量 ） 的大小仍 受到传统静力 学防 斜理论 的严重制约， 在钻遇易斜地层 时通常是 以牺牲钻压甚 至“ 轻压 吊打” 来确保 井斜控制质量 ， 从 而使快速钻进 与防 斜打直的矛盾更加 突出， 甚至面临严峻 的技术经济挑战。
井又分 为转盘旋转钻井、井下动 力钻井及二者兼备的复合旋
３垂直钻井防斜 打快 的技 术措施
转钻井 等不 同的旋转钻井方式。若是转盘旋转钻井 ，则整个 （ １ ） 详细了解研究区块的地质情况 ， 获取各 个层位 的产状 钻柱处 于旋转运动状态， 同时带动钻头旋转钻进； 若是井下动 数据 。 山前 高陡构造 由于 受构造应力的作用， 不同地 区地质情 力钻井 ， 则井下动力钻具 的转子带动钻头旋转钻进 ， 转盘及整 况会有所不 同， 应从邻井倾角测井资料 （ 有已钻井的情况） 或地 个钻柱 可以不旋转； 若是复合旋转钻井 ， 则在使用井下动力钻 震构造图 （ 未钻井 的新区） 上详细 了解研究区块的地质构造情 具 的 同 时又 开动 转 盘 旋 转 钻 进 。 研 究和 实 践 证 明，每 一种 旋 况， 获取各个层位详细的产状数据 。（ ２ ） 评价待钻地层 的可钻 转钻井 方式都具有各 自不 同的钻井特性和优缺点 。其中， “ 复 性各 向异性。搜集研究 区块 的测井资料 （ 主要 是声波测井资 合旋转钻井方式”在一定程度上兼备转盘钻和井下动力钻 的 料 、 补偿密度测井资料、 自然伽玛测井资料 ） ， 如果研 究区块没 优点， 既可连续控制井眼轨迹和减 少起下钻次数， 同时还能提 有测井资料则应该从地震 资料中提取层速度 资料， 然后由测井
防斜打快技术(成熟及改进)
施太和
防斜打快: 存在问题，常用技术改进，自动垂 直钻 井SDD
BAKERHUGHES—AUTOTRAK SCHLUMBERGER—POWERDRIVE RST—ROTARY STEERABLE
必要性、意义
井斜问题严重制约勘探开发效益 ● 在一些地区，地层软硬交错或高陡构造和多期构造是运动迭 加，致使从井口到井底都面临井斜问题。 ●深井上部井段井斜和丛式井直井段相造成许多复杂问题 ●目前的防斜技术存在较多问题，如果没有大的突破，只是在现 有防斜技术基础上精心施工加上地区性经验，仍然不能从根本上 解决问题。
制定综合措施、采用正确的扶正器及配合接头 结构
提高金属材料性质标准 降低扶正器处弯曲应力∶加柔性短节 加强探伤和限制使用时间
防止下部钻柱失效的设计及工具
钟摆钻具和满眼钻具的稳定器、钻铤和配合接 头的螺纹失效常常发生，主要失效形式是螺纹 断、剌，胀。
与钻具组合的刚度不协调，横向振动，螺纹疲 劳强度低，扭矩大等有关。
150
弯矩(kN.m) 弯曲应力(MPa)
100
弯矩
50
弯曲应力பைடு நூலகம்
0 0
-50
5
10
15
20
25
30
-100
距钻头的距离(m)
扶正器之上带柔性短节
小井眼和钻铤与井径 差大时，加柔性钻铤 防扶正器导至马达和 钻铤断。
特殊钢材制造，承受 压弯扭复合力、疲劳。
国内对其作用认识还 不够。
纠斜状态应低转速 平衡井斜角状态可高转速，低安放高度，
高于120RPM。但需注意下部钻具失效
螺杆钟摆钻具
目前最有效的钟摆钻具组合，在高陡构 造和较 硬地层适用
光钻铤钻具组合降斜在深层井中的应用
2017年08月光钻铤钻具组合降斜在深层井中的应用孙洪亮（大庆钻探工程公司钻井一公司，黑龙江大庆163411）摘要：为了解决深部地层井斜超标严重，攻克由于地层岩性不均质、地层倾角大、断层发育以及新工艺提速等原因导致的井斜超标问题，以往现场降斜采用轻压吊打，牺牲钻压和钻速的方法实现控制井斜，但是该方法导致钻井周期长，成本高，且控斜手段单一，严重阻碍了勘探开发步伐，要想实现防斜打快，必须改变工艺方法和应用手段。
近几年针对深井井斜，应用光钻铤钻具组合进行钻井试验，应用14口井，平均降斜率为2.96°/100m ，钻速提高29%、钻井周期缩短3天，降斜效果显著。
实践证明，光钻铤钻具组合能够对井身质量进行控制，使钻井效率进一步提高，解决了防斜打快的矛盾，对缩短钻井周期，降低钻井成本，提供了强有力的技术支撑。
关键词：深层；井斜；光钻铤；效果根据深井地层倾角测井资料统计，地层倾角在10度以内，地层倾角最高60度。
采用常规钻具组合钻井，由于地层的倾向对钻头侧向力的影响，经常出现井斜超标；2011年以来14口深井井斜超标，平均每年3.5口井身质量不合格，既造成钻井周期的延长，又造成不好的社会影响，因此要想实现防斜打快，需要通过改变工艺方法和应用手段解决问题。
通过光钻铤组合大钻压降斜应用攻关研究及现场试验，实践证明，光钻铤大钻压钻具结构在螺旋屈曲后产生涡动，具有防斜纠斜的优点，应用后深井钻速提高29%、周期缩短3天，延长钻头寿命30%以上,是控制井身质量的有效途径。
1深井井斜的原因1.1地层因素（1）深井所钻地层跨越的地质年代大，岩性复杂，Q 二段以上砂泥岩互层较多，岩性不均质，钻时忽快忽慢，嫩二段-泉二段易井斜。
（2）D 组以下地层夹层多，倾角大、岩石硬度高、地层各项异性指数和地层造斜系数高，是深井产生井斜的主要原因。
1.2工具、钻具组合及参数因素（1）上部泉头组地层采用塔式或钟摆钻具组合，能纠斜和防斜，由于受钟摆力及临界钻压限制，只能小钻压吊打，牺牲钻速；下部登娄库组以下地层采用满眼钻具组合，能防斜但不能纠斜，受环空间隙及钻具刚度影响较大，螺扶磨损后易井斜。
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收稿日期:2010－04－14基金项目:国家“863”计划项目(2006AA06A109);中原油田博士后基金项目(2009301博)作者简介:蒋金宝(1981－)，男(汉族)，山东曹县人，中原油田博士后，主要从事超深井钻井和油气井岩石力学应用研究。
文章编号:1673-5005(2011)01-0068-04减速涡轮深部防斜打快技术蒋金宝1，2，孙雪1，赵国顺3，董伟哲4，王甲昌1，王慧文1(1．中原石油勘探局钻井工程技术研究院，河南濮阳457001;2．中国石油大学石油天然气工程学院，北京102249;3．中原石油勘探局钻井三公司，河南濮阳457001;4．中原石油勘探局塔里木钻井公司，新疆库尔勒841000)摘要:超深小井眼机械钻速低和井斜控制难度大等问题制约了西部地区深层油气藏的开发。
在分析国内外防斜打快技术的研究及应用现状基础上，提出减速涡轮防斜打快技术，并研制小尺寸减速涡轮钻具。
现场试验表明:减速涡轮复合钻井技术提速效果明显，与试验井TH12509上下邻井段转盘钻井相比，机械钻速提高90% 150%;与邻井同井段转盘钻井相比，机械钻速提高1.2 1.7倍，井斜角从入井时的2.66ʎ(5.89km )降至0.33ʎ(6.225km )，为西部超深小井眼防斜打快提供了一种新的技术途径。
关键词:钻井;超深小井眼;防斜打快;减速涡轮中图分类号:TE 21文献标志码:Adoi :10．3969/j．issn．1673-5005．2011．01．013Technology of deviation control and drilling fast by deceleratingturbine in super-deep wellsJIANG Jin-bao 1，2，SUN Xue 1，ZHAO Guo-shun 3，DONG Wei-zhe 4，WANG Jia-chang 1，WANG Hui-wen 1(1．Drilling Engineering ＆Technology Institute ，Zhongyuan Petroleum Exploration Bureau ，Puyang 457001，China ;2．College of Petroleum Engineering in China University of Petroleum ，Beijing 102249，China ;3．The Third Drilling Company ，Zhongyuan Petroleum Exploration Bureau ，Puyang 457001，China ;4．Tarim Drilling Company ，Zhongyuan Petroleum Exploration Bureau ，Korla 841000，China )Abstract :The problems of low penetration rate of super-deep slim hole drilling and difficulty of deviation control seriously re-strict the development of deep reservoirs in Western China．By analyzing the domestic research and application of deviation control and drilling fast technology ，the decelerating turbine drilling technology to control deviation and increase drilling speed was introduced．And then ，small size decelerating turbine tools were developed．The results of field testing show that the decelerating turbine compound drilling technology has obvious effect on increasing drilling speed．The experimental well TH12509was drilled by decelarating turbine compound drilling tools ，whose drilling rate is increased by 90%－150%com-pared to rotary drilling of adjacent section ，and by 1.2－1.7times compared to adjacent well．The deviation angle decreases from 2.66ʎ(5.89km )to 0.33ʎ(6.225km )．This technology provides a new way to deviation control and drilling fast in su-per-deep slim hole wells in Western China．Key words :oil well drilling ;super-deep slim hole well ;deviation control and drilling fast ;decelerating turbine西部地区深层钻井过程中遇到了许多难题，尤其是超深小井眼机械钻速低、井斜控制难度大等钻井难题表现最为突出(尤其在产层，一般要求井斜角不能超过3ʎ)。
顺6井在储层层位(6.1 6.7km )发生井斜，井斜角为6.5ʎ;于奇6井在7.021km 井斜角达到15.98ʎ，被迫填井侧钻，损失915h ;塔深1井在6.93 7.55km 井斜角达到13ʎ，机械钻速仅为0.86m /h 。
目前，常用的防斜打快技术有钟摆钻具组合、偏心钻具组合、螺杆复合钻井技术和垂直钻井系统。
钟摆钻具和偏轴钻具防斜打快效果不明显且使用范围小［1-2］;PDC +螺杆钻具防斜打快效果明显，但其受高温限制且成本较高［3］;垂直钻井系统防斜打快效果最好，但成本高且适合超深小井眼的工具少［4-6］。
因此，研究适合深部小井眼的防斜2011年第35卷中国石油大学学报(自然科学版)Vol．35No．1第1期Journal of China University of Petroleum Feb．2011打快技术对西部深层油气藏的勘探开发有重要意义。
笔者在分析国内外防斜打快技术研究及应用基础上，提出减速涡轮防斜打快技术，研制小尺寸减速涡轮钻具，并进行现场试验。
1减速涡轮钻具研制超深小井眼地层的温度和压力较高，部分地层(如奥陶系)破碎，井斜角对钻压敏感，需要采用低钻压钻进以达到防斜打直的目的。
要在低钻压防斜的基础上提高钻速，可采用井下动力钻具提高钻头转速的方法。
目前，井下动力钻具主要有螺杆和涡轮。
螺杆钻具由于抗温受限，不适合深部地层防斜打快［7］。
涡轮不含橡胶材料，可以耐高温高压，适合深部防斜打快，这项技术在国外应用较成功，如俄罗斯在鞑靼地区涡轮钻具钻井的机械钻速比转盘钻井提高3 5倍，并成功完钻了一口12km 的超深井［8］。
欧美各油田多采用PDC 钻头+涡轮钻具钻进，与转盘钻井相比机械钻速可提高2倍左右。
由于种种原因，国内还没形成完善的涡轮钻井技术［9］。
为了解决西部深层钻井机械钻速低、易井斜的问题，中原油田钻井院与中国石油大学(北京)合作研制出了适合深部地层小井眼的减速涡轮钻具，并初步形成了一套适合深部地层小井眼的减速涡轮防斜打快技术。
涡轮钻具是一种井底液动马达，涡轮壳体里面装有多级成对的涡轮定转子［10］(图1)。
其工作原理是钻井液在泵的作用下首先进入涡轮定子，涡轮定子使钻井液具有一定的方向和速度进入涡轮转子，涡轮转子就使钻井液的水力能量转变为涡轮钻具输出轴驱动井底钻头的转动机械能。
图1定子与转子示意图Fig．1Schematic diagram of rotor and stator涡轮钻具属叶片式机械，它具有在高速下稳定工作的特性。
在相同外形尺寸条件下，速度越高的涡轮叶栅得到的扭矩越高，但压力降必然增高，这对目前泵送设备而言负担太重，而且较高的转速会造成钻头选型困难。
若涡轮叶栅设计成低速、低压降，则导致涡轮输出扭矩太低。
要得到足够的扭矩，必须增加涡轮级数，即增加涡轮钻具的长度和质量，这样会导致其应用范围受限，尤其是小尺寸的涡轮钻具。
为了利用涡轮钻具在高速下稳定工作的特性，同时压力降又不要太高，研制了行星齿轮涡轮减速器，其减速原理见图2。
高速涡轮节输出轴通过花键与中心轮相连接，其转速与扭矩经行星轮和内齿轮传递给行星架，行星架得到减速i 倍后的转速与增加i 倍后的扭矩(i 为减速比)，行星架与减速器输出轴相连接，带动钻头旋转。
图2涡轮钻具行星减速齿轮减速原理示意图Fig．2Principle diagram of planetary reducerof turbine drilling tool2现场试验为了验证减速涡轮钻井技术的防斜打快效果，2009年6月和7月在中国石化西北油田分公司塔河油田TH12509井进行了Φ127.0mm 耐高温减速涡轮防斜打快技术现场试验，该井设计井深6.57km ，本次试验选在四开井段，井径为165.1mm ，试验井深5.946km 。
2.1钻具组合试验井段为超深小井眼，循环压耗较大。
TH12509井三开井段为盐膏层专打专封，盐膏层以上井段(5.785km 以上)套管尺寸为244.5mm ，因此可采用复合钻具组合以降低环空压耗，即下部采用小尺寸钻具，上部采用大尺寸钻具(Φ139.7mm 钻杆)。
利用自主编制的软件计算发现，采用3km 的Φ139.7mm 钻杆比Φ127.0mm 钻杆的压耗降低3MPa ，因此在本试验中上部井段采用了大约3km 的Φ139.7mm 钻具。
所用钻具组合为Φ165.1mm PDC 钻头+Φ127.0mm 减速器涡轮钻具+331ˑ310接头+Φ120.7mm 钻铤15根+Φ88.9mm 加重钻杆9根+Φ88.9mm 钻杆80根+311ˑ4A10接头+Φ127.0mm 钻杆282根+4A11ˑ520接头+Φ139.7mm 钻杆。
2.2排量的确定减速涡轮复合钻井与普通钻井不同，在排量的·96·第35卷第1期蒋金宝，等:减速涡轮深部防斜打快技术设计中要尽可能发挥涡轮钻具的功率。