威德福定向钻井技术
国外主要测井公司介绍
国外主要测井公司介绍测井是技术密集型产业，测井仪器装备一次性投资大，投资回收期较长。
国际性的油田技术服务公司中，以测井为主营业务的公司，主要有斯仑贝谢公司、哈里伯顿公司、贝克-阿特拉斯公司，这三家公司占据90%多的测井服务市场（斯仑贝谢约占62%），哈里伯顿和贝克-阿特拉斯分别约占14%和15%）。
其他公司还有威德福公司、Tucker能源服务公司、REEVES公司和PROBE公司等等，这些公司在整体上逊色于三大公司，但在部分专项上可以与三大公司媲美。
第一节斯仑贝谢公司一、公司概况斯仑贝谢是测井行业的开山鼻祖，公司总部位于美国纽约。
经过70多年的发展，斯仑贝谢公司已成为一家除工程建设服务以外的全球性油田和信息服务超级大型企业集团，但公司主要的经营活动还是集中在石油工业，在世界上100多个国家和地区有业务往来。
公司员工60，000余人，来自140多个国家。
公司2002年总收入为135亿美元，其中测井部分年收入为56亿美元，测井研发经费4亿美元（占测井收入的7%）。
除现场作业外，斯仑贝谢公司在美国、英国等地建有研发中心，作为公司经营服务的强大技术支持。
斯仑贝谢公下设三个主要的经营部门：斯仑贝谢油田服务公司：是世界上最大的油田技术服务公司，为石油和天然气工业提供宽广的技术服务和解决方案。
斯仑贝谢Sema公司：为能源工业，同时也为公共部门、电信和金融市场，提供IT咨询、系统集成、网络和基础建设服务。
斯仑贝谢西方地震服务公司：是与贝克休斯公司合作经营的公司，是世界最大的、最先进的地面地震服务公司。
斯仑贝谢公司其他方面的业务还有智能卡服务（电子付款、安全识别、公用电话、移动电话、身份证、停车系统等）、半导体测试和诊断服务、水资源服务等等。
二、斯仑贝谢油田服务公司斯仑贝谢油田服务公司是具有测井、测试、钻井、MWD/LWD和定向钻井、陆上和海上地震、井下作业和油田化学、软件开发和资料处理等多种能力的综合性油田技术服务公司，在开放的国际测井服务方面，其市场占有率达到62%左右。
国外旋转导向技术的发展及国内现状
国外旋转导向技术的发展及国内现状王植锐;王俊良【摘要】旋转导向技术在国内外得到广泛应用,以斯伦贝谢、贝克-GE、哈里伯顿、威德福为代表的旋转导向系统已经在国外成为了一项常规的定向井、水平井钻井工具.文章以斯伦贝谢旋转导向系统为例,介绍了斯伦贝谢公司的旋转导向系统、典型的应用实例以及最新现状及他们的研发机制,同时简略介绍了国内旋转导向系统的应用现状.文章认为,国外旋转导向系统已经研制出了具有不同造斜能力、满足不同地质需求的旋转导向系统序列,系统的可靠性高、使用时间长、性能稳定、适用性好.国内的旋转导向系统已经在技术上有突破,在一些井上进行了现场试验,取得了初步的成效,但还需要进行持续不断的科技攻关,以期尽快大规模推广应用.【期刊名称】《钻采工艺》【年(卷),期】2018(041)002【总页数】5页(P37-41)【关键词】旋转导向系统;斯伦贝谢;推靠式;指向式;混合式;造斜能力;钻井系统【作者】王植锐;王俊良【作者单位】重庆科技学院;斯伦贝谢公司沙特阿拉伯达兰基地【正文语种】中文国外从20世纪80年代末期开始进行旋转导向钻井系统的研发，20世纪90年代进入商业化使用，并逐渐改进、升级、完善。
目前，以斯伦贝谢、贝克GE、哈里伯顿、威德福为代表的石油技术服务公司分别拥有自己先进的旋转导向系统序列，大规模应用在油田技术服务中，已经成为了一种主要的定向井、水平井钻井工具。
国内一些研究机构和技术服务公司也在同期开始了自主研发，取得了一些技术上的突破，但与国外服务公司水平相比，还存在着较大的差距。
通过调研，尚未发现有文章全面系统介绍国外旋转导向系统。
斯伦贝谢公司的旋转导向系统占据了大部分的服务市场，具有一定的代表性，因此本文主要以斯伦贝谢公司的旋转导向系统为例介绍国外旋转导向技术的发展现状、研发机制，力争能够有所借鉴，有利于国内旋转导向系统的不断改进、升级、完善，以期尽快大规模地投入商业化应用。
一、斯伦贝谢旋转导向系统介绍1.推靠式旋转导向系统—PowerDrive Orbit斯伦贝谢的推靠式旋转导向系统由最开初的PowerDrive Xtra，升级到PowerDrive X5、PowerDrive X6，目前升级到PowerDrive Orbit。
套管钻井技术
2.尾管钻具组合
在压差很大的地层间用常规钻井技术钻进时,会出现严重的压差卡钻和 钻井液漏失,造成井壁坍塌、掉钻具等事故甚至弃井尾管钻井技术就是 针对这一难题开发出来的。
3.可钻钻头套管钻井
套管钻井应用可钻钻头(也称为钻鞋)是按照预期设计钻达目的层后直 接进行固井工作,不必将钻头提出地面,因此可继续钻进,钻进钻头只要 破碎(钻穿)上一级钻头,即可继续钻进下部地层进行下一井段钻井。该 钻井方法目前已经应用于软地层和中硬地层套管旋转带动钻头转动,钻 鞋破碎岩石机理与常规钻井中PDC钻头破岩机理相似。
套管技术的优点
⑴缩短了起下钻时间
⑵节省了钻杆和钻铤的采购、运输、维护和更换的费用
⑶起下钻杆时对井筒内的抽汲作用和压力脉动被井筒内的套管消除了
⑷用钢丝绳提起井下钻头时，减弱了钻屑的聚集，并保持了泥浆的连续 循环。在很大程度上控制了井涌的发生
⑸提高了水力参数、环空上返速度及清洗井筒的时间
⑹钻机结构得到了简化
套管钻井定义
在钻进过程中,直接用油井套管取代传统的钻杆 向井下传递机械能量和水力能量,边钻进边下套管,完 钻后作钻柱用的套管留在井内用来完井。套管钻井 技术把钻进和下套管合并成一个作业过程,钻头和底 部钻具组合的起下用钢丝绳在套管内完成,不再需要 常规的起下钻作业.
钻井方式
一是使用地面驱动机械做动力源，来带动套管旋 转钻进，扭矩通过套管传递给钻头。这种方式就要 求套管及其螺纹要有极高的连接强度；另一种是采 用井下动力钻具进行钻进，这种方式使套管的受力 状况有所改善。
第三代钻鞋:原貌
第三代钻鞋：刀翼胀开
套管钻井技术已发展到了一个较高的水平，主要
表现在以下几个方面：
（1）研制并成功制造出了性能较为稳定的新型套管钻机； （2）研制了各种尺寸的专用钻头； （3）研制并成功使用多种随钻扩眼器； （4）建立了各种尺寸和工况条件下的水力模型； （5）形成了一套较为先进的套管钻井设计技术； （6）形成并完善了套管钻井井眼轨迹控制技术及相关软件开发； （7）套管钻井固井技术及有关工具的研制； （8）已经能够成功完成各种直井"定向井"水平井的钻井任务； （9）形成了高性能钻井液“完井液技术。
威德福一次多层完井压裂
Mill-out any balls that remain and all ball seats
下钻磨铣球座和剩余的球
Produce the well.
开井投产
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2011年1月 - 2011年5月业绩
已完成合同 • 华北大牛地 8 口井 • 中石化东北局 2 口井 • 中石油吐哈 1 口井 • 中石化胜利 2口井 到年底拟完成合同 • 中石化华北 30口井 • 中石化东北 12 口井
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ZoneSelect™ (球座)完井系统综述
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交流提纲
• Single Shot 常规投球体系 • Multi-Shift 后期选择可关体系 • MASS投球体系 • RFID体系-智能完井 • 页岩地层压裂工艺技术
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3、一球多层滑套控制– MASS系统
• • • • • MASS – Mass Array Sliding Sleeve 一组滑套 Patent pending 专利申请中 One ball size opens up to 5 sleeves (cluster) at a time 一次一球一组 (5个滑套) All 5 in a cluster are frac‘d at the same time 同时开启、同时改造 The ports can be sized so the frac is distributed evenly across the array. 调整滑套充填孔尺寸，达到各段地层均匀改造
威德福定向钻井技术
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13 22 30
1200
Source : Wall Street Journal
WFT portfolio key differentiators: Quality and quantity of patents Fundamental science strength Potential industry impact
•华丽的功能:
•MP4 •Blue tooth •Spotlight •Keyless entry •6 CD’s changer •Reverse Sonar •Leather seats •Wood grain panel
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威德福的工具
• 目前已成熟的LWD探头种类有
– 伽马(HGAM) – 方位伽马(HAGR) 及成像 – 能谱方位伽马(SAGR) – 多频电阻率(MFR) – 超深电阻率(MFR+) – 热中子孔隙度(TNP) – 方位密度(NDT)
Mechanical Specifications
Maximum OD Length (HEL System) Weight Top connection Bottom connection Make-up torque Maximum torque Maximum tension Bending strength ratio Maximum dogleg severity, rotating Maximum dogleg severity, sliding Equivalent bending stiffness (OD x ID) Maximum operating temperature Maximum operating pressure Maximum flow rate Maximum sand content 5-1/4 in. 25.2 ft 1,400 lb 3-1/2 IF box 3-1/2 IF pin 9,900 to 10,900 ft-lb 16,700 ft-lb 528,000 lb 2:10 20°/100 ft 36°/100 ft 4.75 in. × 143.22 in. 356°F (180°C) 30,000 psi (207 MPa) 400 gal/min 2%
威德福大位移井减阻减扭工具Lotad
同时，本体接 同时 本体接 头和内套筒之间 的摩擦系数非常之小（0.09）
原本钻杆结箍处的外径被较小 的减阻器接头轴颈处的外径所 替代
减阻器功能分析-保护套管功能
• 减阻器承担了所有的原本由钻 杆结箍承担的侧向力。
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Dogleg Severi阻器的引入原则
• 以达到最优的减租降扭效果为总方针 • 减阻器的效能与保护 • 兼顾井况的具体要求
Hook Load (kip) (
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Weight on Bit (kip)
L EG END Dogleg Severity
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Measured Depth (m) M
Run Measured Depth (m)
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L EG EN D
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1500
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WOB to Sinusoidal Buckle (Rotating) WOB to Helical Buckle (Rotating)
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定向井专业知识培训教材
三．定向井分类
随着定向钻井技术的发展，定向井的种类越 来越多。
三．按设计井眼轴线形状分
ⅰ两维定向井：井眼轴线在某个铅垂平面上 变化的定向井，井斜变化，方位不变化。
ⅱ三维定向井：井眼轴线在三维空间变化的 定向井，井斜变化，方位变化。可分为：三 维纠偏井和三维绕障井。
井深885 m ,井斜0.10,方位200；井深1313 m，井斜00，方位00； 井深1720m吊测未成，继续钻进至定向。
安56-17x1井，设计垂深3180米（A2980米），侧钻点1920米。当 钻至2420米(27度、192度)，甩掉单弯（1度），稳斜。井深2668米 （25度、203度），起钻，下如单弯（1.25度）增斜扭方位，2790米 （32度、187度），造成全角变化率超标达到4.17度/25米。完钻电测 5次通井。
设计方位
相同，故起钻。下入稳斜钻具，钻至造斜点处定向。
稳斜井段（1325米）
钻具组合：Φ216mmPDC（5翼）+Φ159mmNDC+Φ159mmLDC +Ф214mm螺扶+Φ159mmLDC +Ф214mm螺扶+Φ159mmLDC ×5柱+Φ127mm钻杆
钻井叁数： 钻压80KN
转速203N/MIN、
直井段（167米）
钻具组合：Φ216mmHAT127+Φ159mmNDC+Φ159mmLDC +Ф214mm螺扶+Φ159mmLDC +Ф214mm螺扶 +Φ159mmLDC ×5柱+Φ127mm钻杆
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钻井叁数： 钻压80KN
定向钻井技术
目录第一篇钻井工程引言……………………………………………………………( )第一章定向钻井技术……..…………..……………………( )第一节定向钻井的发展过程……………………..……( )第二节定向钻井的基本概念……………………………… ( )第三节单点测斜…………………………………………….( )第四节有线随钻…………………………………………… ( )第五节无线随钻MWD……………………………………..( )第二章井下动力钻具………………………………………. ( ) 第一节井下动力钻具的发展..........................................( ) 第二节井下动力钻具的分类…………………..............( ) 第三节螺杆钻具………………………………………...( ) 第四节井下动力钻具的维修与管理…………………...( ) 第五节导向钻井系统………………………………….. ( )第三章定向井施工工具…………………………………….. ( ) 第四章定向施工中钻具组合的使用………………………..( )第二篇钻井泥浆第一章钻井泥浆的发展过程……………………………… ( ) 第二章钻井泥浆的功用及性能…………………………….( ) 第三章钻井泥浆的现场维护调整………………………….( ) 第四章钻井中发生井漏井塌井喷的预防处理………….( )第三篇钻井地质第一章地质知识在定向施工中的应用…………………….( )第五篇定向工程的管理细则(行标)第一篇钻井工程王钰民纪烈斌刘铸引言定向钻井已经发展了几十年，所使用的工具和设备在不断的更新变化，相关技术也在不断的提高；设备由单点测斜到有线随钻、MWD 、再到旋转导向，抛面有两维到三维；大位移井、水平井、分支井。
但目前为止陕北地区仍在使用各油田早已淘汰的单点测斜技术进行定向施工，因陕北地区目的层较浅，故仍有其市场和生存空间。
国内外七大公司旋转导向技术盘点
贪吃蛇技术哪家强？国内外七大公司旋转导向技术盘点旋转导向钻井技术已经逐渐成为定向井、水平井钻井的主要工具，但主流技术依然以国外油服产品为主。
在多年持续攻关下，国产自主创新技术现已取得多项重大突破，国内外技术差距正在逐步缩小。
当前，油气勘探开发过程正面临的挑战日益严峻。
在资源品质劣质化、勘探目标多元化、开发对象复杂化等愈发恶劣的勘探开发大环境下，我国油气勘探开发领域正在由常规油气资源向“三低”、深层及超深层、深水及超深水等非常规资源拓展。
而作为油气资源勘探开发过程中的关键环节，现有的钻井技术在应对上述挑战时却略显勉强。
中石油经研院石油科技研究所总结出了“未来10年极具发展潜力的20项油气勘探开发新技术”（点击查看：颠覆传统！未来十年这些油气勘探开发新技术最具潜力），其中，“智能钻井技术”位列其中。
未来的智能钻井主要由智能钻机、智能导向钻井系统、现场智能控制平台、远程智能控制中心组成。
智能导向钻井系统主要利用随钻数据的实时获取、传输与处理，通过井下控制元件对钻进方向进行智能调控，从而提高钻井效率和储层钻遇率。
作为页岩气开发的“芯片”式技术，旋转导向钻井尚且年轻，但实际上从上世纪90年代起，国际各大油服公司便相继实现了旋转导向系统的现场应用。
经过20余年的技术发展，油服巨头均取得了阶段性进展，并形成了各自的核心技术体系（点击查看：五大油服的旋转导向系统大比拼）。
目前的主流旋转导向技术主要来自几大国际油服巨头，并基本形成了两大发展方向：一是以贝克休斯AutoTrak系统为代表的不旋转外筒式闭环自动导向钻井系统，这类系统以精确的轨迹控制和完善的地质导向技术为特点，适用于开发难度高的特殊油藏导向钻井作业；二是以斯伦贝谢PowerDrive系统为代表的全旋转自动导向钻井系统，这类系统以同样精确的轨迹控制和特有的位移延伸钻井能力为特点，适用于超深、边缘油藏的开发方案中的深井、大位移井的导向钻井作业。
01. 各大油服核心技术对比大宗商品价格暴跌给服务公司的定价和付款时间表带来了下行压力。
国内外钻井新技术
钻头
连续管钻井技术
4、连续管钻井底部钻具组合的重大突破
2）电动底部钻具组合 由为了最终实现连续管的智能闭环钻井，美 国XL技术公司、TSL技术公司等近年来开发出一 种电动连续管钻井系统，该系统的底部钻具组 合用电潜泵马达取代了原来的容积式马达。
由于电动马达可实现完全直接控制，速度 的变化可由操纵杆控制或由键盘指令设定。通 过设定与极限钻压相关的极限电流，马达的失 速问题几乎可以完全避免。
3）Hydril 500系列楔形套管螺纹接头
特制的可钻掉钻头
新型张开式钻头
三、国外创新钻井技术
（一）自动化（闭环）钻井技术
（二）套管钻井技术
（三）连续管钻井技术
（四）实体膨胀管技术
（五）三维可视化钻井技术
（六）反循环钻井技术
连续管钻井技术
1、概况
1） 连续管钻井技术的发展与应用保持着强劲的增长势头，连 续管钻井的应用领域和技术优势不断增加； 2） 美国目前是应用连续管钻井最多且技术领先的国家，世界 上主要连续管及连续管作业机制造公司均集中在美国；
MWD WLMWD
革命性 进步
30' 40' 50' 60' 70' 80' 90' 2000'
年代
滑动导向
旋转导向代替了传
统的滑动导向
提高机械钻速 增强井眼净化效果 克服极限位移限制
井下闭环自动导向， 与地质导向结合，可大大提高轨迹控制精度
旋导闭环系统可不起下钻自动调整钻具导向性能
提高钻井效率和轨迹控制的灵活性
• 解决漏失和复杂地层的封隔问题；
• 延长常规套管长度，减少井眼锥度； • 提高油井产能，将探井升级为生产井； • 可为不同钻井环境提供成本低廉的应急方案。
威德福可回收+永久封隔器
威德福公司简介威德福是国际石油工业领域著名的设备制造企业和工程服务承包商，公司的历史已超过55年，总部设在美国休斯敦。
威德福的业务包括三大板块，钻井和井下干涉作业、完井系统和人工举升系统，目前在约100个国家设有440个作业点。
威德福是世界上最大的完井公司之一，在北美、南美、欧洲和亚洲设有15个完井工具制造厂，在休斯敦和aberdeen设有两个完井系统研发、试验和培训中心。
威德福有完备的质量保证体系，严格按照API的相关标准进行生产，在行业内享有良好的声誉。
威德福拥有完整的井下完井系统产品线，遍及全球的业务网络，有世界各地的成熟经验，可以为你的井下完井工程提供最佳解决方案。
About WeatherfordWeatherford International Ltd. Is a famous manufacturer and engineering contractor in the world oil and gas market, the company has been in business for more than 55 years with its home office located in Houston, USA. Weatherford operates out of 440 locations in approximately 100 countries, and markets its technologies and services through three divisions: Drilling & Intervention, Completion Systems and Artificial Lift Systems.Weatherford is one of the largest completion companies in the world, and has 15 manufacturing facilities located is North America, South America, Europe and Asia and two R&D, testing and training centers in Houston and Aberdeen, UK. Weatherford has a perfect quality assurance system and strictly manufactures in accordance with the related API standards, enjoying excellent reputation in the industry with its quality products.With its complete product line of downhole completion system, global business network and ripe experience around the world, Weatherford is capable to provide the best solutions to your completion engineering.安全阀Optimax系列油管可回收式地面控制井下安全阀——W(E)-5 型Optimax系列油管可回收式地面控制井下安全阀（TRSCSSV）是威德福进入安全阀Array市场的入门产品。
DD-威德福钻井服务能力介绍
MWD / LWD
1,000 Positive Pulse & E-M MWD tools 400 HEL LWD Tools (GR, Res, NP, RhoB, Sonic*, PWD, Vib) 900 MWD / LWD Engineers
AncilEven Rubber Thickness (ERT) PDM
• Focus on VALUE delivery in terms of Reduced Lifting Cost and Increased Recovery
© 2006 Weatherford. All rights reserved.
• Full directional drilling engineering and well planning package (Compass and 5D supported) • Survey Management & QC • Drilling optimisation engineering and studies • Geo-steering modelling and wellsite supervision • Petroleum Engineering & Geo-science support
ADCO 阿联酋 04/06
TOTAL 英国
Aramco 沙特 TBA 美国
06/06
07/06 09/06
RSS
LWD RSS
12 ¼” 运行记录: 2,450m, 159 hrs
首次运行 EM-TC-LWD 成功 8 ½” 运行记录: 2,825m, 233 hrs
Aramco 沙特
08/06
LWD
1钻井监督指南目录
《钻井监督指南》目录第一部分：钻井监督管理第1章：钻井监督岗位职责1.1 日费井钻井监督岗位职责1.2 日费井钻井副监督岗位职责1.3 总包井钻井监督岗位职责1.4 巡井钻井监督岗位职责第2章：工程监督分级管理实施办法（钻井）第3章工程监督“三应”管理（钻井）第4章：钻井合同3.1 日费井钻井工程作业合同3.2 钻井工程总承包合同3.3 钻井工程切块承包合同3.4 钻井工程单项技术服务合同3.5 钻井工程服务HSE生产合同3.6 钻井工程单项技术服务HSE生产合同第二部分：工作规范第1章：石油钻机安装验收及开钻验收标准第2章：塔里木油田钻具现场管理规定第3章：钻井工程质量标准3.1 井身质量标准3.1.1 直井井身质量标准3.1.2 定向井井身质量标准3.1.3 水平井井身质量标准3.2 固井质量评定标准第4章：钻井统计指标解释4.1 石油钻井分类4.2 钻井工作量4.3 钻井技术经济指标4.4 钻井时间利用指标4.5 钻井工程主要经济效益考核指标第5章：井控工作5.1 塔里木油田井控管理办法5.2 塔里木油田钻井井控实施细则第6章：HSE管理6.1 钻井监督的HSE职责6.2 钻井监督现场HSE工作程序6.3 相关法律、法规、标准和规章制度第7章：钻井资料规范7.1 上交钻井资料清单及要求7.2 填写要求第三部分：工作内容第1章：钻井监督工作内容1.1 日费井钻井监督检查表及检查项目释义1.2 总承包井钻井监督检查表及检查项目释义第2章：钻井监督工作提示2.1 钻井监督日常工作要点2.2 钻井工程施工作业注意事项2.2.1 执行设计2.2.2 执行合同2.2.3 钻井作业注意事项2.2.3.1 各次开钻前井口校正检查2.2.3.2 表层钻进注意事项2.2.3.3 地破试验、低泵冲实验2.2.3.4 钻井参数的确定2.2.3.5 井身质量的控制与单点测斜2.2.3.6 加快钻井速度的措施2.2.3.7 钻井中的划眼、短起下钻与长起下钻2.2.3.8 起下钻阻卡的原因及处理2.2.3.9 倒划眼方法2.2.3.10 定向井、水平井施工注意事项2.2.3.11 井漏的处理2.2.3.12 钻井监督对钻井液工作的监督和管理2.2.3.13 各次完井作业施工注意事项第3章：钻井作业指令书、钻井作业建议书和安全作业指令书3.1 概述3.2 钻井作业指令示例3.3 钻井作业建议书示例3.4 钻进安全作业指令书示例第4章：备忘录第5章：成本核算5.1 钻井时效划分与日费签证5.2 钻井队日费结算试行办法5.3 专业队伍费用签证及结算要求第6章：钻井监督资料管理6.1 钻井监督的日常资料管理6.2 月报资料的整理和上交6.3 完井资料的整理和上交第四部分：工艺技术第1章：钻井液、完井液技术1.1 塔里木油田常用钻井液体系简介1.2 钻井液加重1.3 常规钻井液性能参数注释1.4 完井液1.5 解卡剂配方1.6 塔里木油田常用钻井液处理剂1.7 塔里木油田现场钻井液测试配套标准1.8 气动加重装置1.9 固控技术及固控设备第2章：固井技术2.1 固井设计2.2 固井准备2.3 下套管作业2.4 固井工艺流程第3章：取芯技术3.1 取芯工艺3.2 取芯工具及取芯钻头3.3 特殊取芯介绍第4章：定向井、水平井钻井技术4.1 定向井、水平井施工工艺介绍4.2 定向井、水平井的设计4.3 定向井、水平井施工准备4.4 定向井、水平井施工注意事项4.5 定向井、水平井测量要求和数据收集及处理方法第5章：盐膏层钻井技术5.1 塔里木盆地复合盐层的分布及其特点5.2 复合盐层井井身结构设计5.3 复合盐层及纯盐层钻井液技术5.4 复合盐层钻井工艺要点及注意事项5.5 复合盐层固井技术5.6 复合盐层钻井监督工作要点第6章欠平衡及控压钻井技术6.1 欠平衡钻井技术6.2 控压钻井技术6.3 泡沫钻井技术6.4 欠平衡钻井和控压钻井设备、工具及仪器、仪表6.4.1 基本配置要求6.4.2 主要设备6.5 不压井作业技术简介及不压井起下管柱装置6.6 塔里木油田不压井起下管柱装置推荐配置部件的技术要求6.7 控压钻井井口优化的必要性及方案第7章：小井眼钻井技术第8章：超高压油气井钻井技术8.1 塔里木油田超高压油气井特征8.2 超高压油气井钻井技术与安全措施8.3 塔里木油田超高压油气井钻井工程施工难点8.4 超高压油气井完井作业第9章：碳酸盐岩地层钻井技术9.1 塔里木油田碳酸盐岩地层钻井技术和安全措施9.2 碳酸盐岩地层井漏与溢流的预防和处理9.3 碳酸岩地层钻井防H2S措施第10章：防斜打快技术10.1 塔里木油田钻井工程常规防斜技术简介10.2 其它防斜技术简介10.3 垂直钻井系统10.3.1 Power-V垂直钻井系统10.3.2 ZBE垂直钻井系统10.3.3 VertiTrak垂直钻井系统第11章：录井、测井技术简介11.1 录井技术11.1.1 综合录井简介11.1.2 现代录井技术的发展趋势11.1.3 综合录井传感器及其工作原理11.1.4 综合录井软件系统11.1.5 录井技术在钻井工程上的应用11.2 测井技术11.2.1 测井技术简介11.2.2 测井方法11.2.3 测井解释11.2.4 塔里木油田测井新技术的应用11.2.5 测井技术在钻井工程上的应用第12章：复杂与事故的预防和处理技术12.1 卡钻事故的预防及处理12.1.1 粘附、压差卡钻事故的预防及处理12.1.2 井壁失稳与坍塌卡钻预防及处理12.1.3 砂桥卡钻的预防及处理12.1.4 缩径卡钻的预防及处理12.1.5 键槽卡钻的预防及处理12.1.6 泥包卡钻的预防及处理12.1.7 落物、掉块卡钻的预防及处理12.1.8 干钻卡钻的预防及处理12.1.9 水泥卡钻的预防及处理12.1.10 卡钻事故的处理原则12.1.11 卡钻事故的处理程序12.1.12 震击解卡12.1.13 测卡、爆炸松扣工作原理及操作要领12.1.14 套铣、倒扣与切割12.1.15 侧钻工艺12.2 钻具事故的处理12.2.1 钻具事故发生的原因12.2.2 钻具事故的预防和处理12.3 测井事故的处理12.3.1 测井事故发生的原因12.3.2 测井事故的预防12.3.3 测井事故的处理12.4 下套管、固井作业复杂与事故的预防和处理12.5 防漏堵漏技术12.5.1 井漏的原因和机理12.5.2 井漏的预防12.5.3 漏层位置的确定方法12.5.4 井漏的分类12.5.5 井漏的处理12.5.6 塔里木油田按漏失严重程度划分的桥浆堵漏的基本配方12.5.7 防漏堵漏工艺技术要点12.6 溢流与井喷12.6.1 溢流产生的原因12.6.2 溢流的显示12.6.3 溢流的预防12.6.4 溢流发生后容易出现的错误做法12.6.5 压井方法的选择原则12.6.6 溢流的监测设备12.6.7 发现溢流最直接有效的手段12.6.8 井喷失控的处理12.6.9 压井实例12.7 附：井下复杂情况与事故判断和处理的监督检查程序第13章：钻井新工艺、新技术介绍13.1 套管钻井技术13.2 NDS钻井技术13.3 分支井钻井技术13.4 旋转导向钻井技术13.5 水力脉冲空化钻井技术第14章：其它工艺技术介绍14.1 套管防磨技术14.2 裸眼测试工艺14.2.1 地层测试原理14.2.2 地层测试工艺14.2.3 MFE裸眼测试工具14.2.4 MFE井口装置及地面管汇14.2.5 MDT电缆地层测试第五部分：常用钻井装备与工具第1章：主要钻井设备参数第2章：井控装备、采油（气）树的型号、技术参数、安装和试压标准2.1 塔里木油田常用井控装备型号及技术参数2.1.1 塔里木油田常用防喷器型号及技术参数2.1.2 塔里木油田常用远程控制台型号及技术参数2.1.3 塔里木油田常用司钻控制台型号及技术参数2.1.4 塔里木油田常用节流控制箱型号及技术参数2.1.5 塔里木油田常用节流、压井管汇型号及技术参数2.1.6 塔里木油田常用液气分离器型号及技术参数2.1.7 塔里木油田常用放喷管线及自动点火装置型号及技术参数2.2 塔里木油田常用采油（气）树型号及技术参数2.3 塔里木油田常用套管头型号及技术参数2.4 套管头的安装程序及试压要求2.4.1 螺纹式套管头的安装程序及试压要求2.4.2 卡瓦式套管头安装程序及试压要求2.4.3 加长防磨套2.4.4 加长防磨套取送工具2.4.5 可通试压塞2.4.6 套管头、采油树安装试压程序2.5 井控装备配套试压标准第3章：钻头3.1 江汉钻头厂牙轮钻头3.2 川石钻头厂牙轮钻头3.3 金刚石钻头3.3.1 塔里木常用PDC钻头生产厂家3.3.2 PDC钻头的选型3.3.3 PDC钻头的使用要求及注意事项3.3.4 PDC钻头喷嘴介绍3.3.5 巴拉斯钻头简介及使用要求3.3.6 随钻扩眼钻头简介及使用要求3.4 IADC钝钻头分级方法3.4.1 牙轮钻头IADC分级法3.4.2 金刚石钻头（PDC）IADC分级法3.3.3 IADC钻头磨损分级标准及代号框图第4章：井下四器4.1 随钻震击器4.1.1 安纳具尔随钻震击器4.1.2 “文策”随钻震击器4.1.3 史密斯随钻震击器4.1.4 威德福随钻震击器4.2 减震器4.2.1 液压减震器4.2.2 液压双向减震器4.3 钻具稳定器4.4 悬浮器第5章：常用井下事故处理工具5.1 震击解卡工具5.1.1 液压上击器5.1.2 超级震击器5.1.3 液压加速器5.1.4 开式下击器5.1.5 闭式下击器5.1.6 地面震击器5.2 管柱打捞工具5.2.1 公锥5.2.2 母锥5.2.3 卡瓦打捞矛5.2.4 卡瓦打捞筒5.2.5 倒扣接头（倒扣捞矛）5.3 小件落物打捞工具5.3.1 磁力打捞器5.3.2 反循环强磁打捞篮5.3.3 反循环打捞篮5.3.4 自制钢丝打捞筒5.3.5 液压井底碎物打捞器5.3.6 随钻打捞杯5.3.7 一把爪5.4 电缆打捞工具5.4.1 内捞钩5.4.2 外捞勾5.5 事故处理辅助工具5.5.1 安全接头5.5.2 可弯肘节5.5.3 铅印5.5.4 磨鞋、铣鞋5.5.5 钻杆旋转工具第6章：水平井、定向井工具与仪器6.1 定向井、水平井专用工具6.1.1 螺杆钻具6.1.2 无磁钻铤6.1.3 无磁承压钻杆6.1.4 导向钻井系统6.1.5 井下可调稳定器6.1.6 定向接头6.1.7 旁通接头与高压循环头6.1.8 有线随钻导向系统6.1.9 无线随钻导向系统6.2 定向井、水平井测量仪器6.2.1 单点照相测斜仪6.2.2 电子单点、多点测斜仪6.2.3 陀螺仪简介6.2.4 有线随钻测量仪器6.2.5 无线随钻测量仪器系统6.3 测斜仪操作规程6.3.1 YSS型电子多点测斜仪操作规程6.3.2 ESS电子单多点测斜仪器操作规程6.3.3 随钻测斜仪测量规程6.3.4 电子陀螺测斜仪测量规程6.3.5 定向井磁性测斜仪器校准记录及证书第7章：其它工具7.1 钻具内防喷工具7.1.1 方钻杆旋塞阀7.1.2 箭形止回阀7.1.3 投入式止回阀7.1.4 钻具浮阀7.2 井口工具7.2.1 吊卡7.2.2 套管吊钳7.2.3 滚子方补芯7.3 扩眼工具7.3.1 键槽扩大器7.3.2 随钻扩眼工具7.4 固井工具和尾管固井工具7.4.1 循环接头7.4.2 垫叉7.4.3 刮削（壁）器7.4.4 插入头7.4.5 钻杆扶正器7.4.6 喇叭口铣锥、回接筒铣锥7.4.7 套管通径规7.5 套管开窗铣鞋、铣锥7.6 套管整形工具第六部分：常用数据及计算第1章；基本数据1.1 常用钻具数据1.1.1 塔里木常用钻杆数据1.1.2 推荐钻杆上扣扭矩1.1.3 塔里木常用钻铤数据1.1.4 推荐钻铤上扣扭矩1.1.5 塔里木油田常用钻具稳定器1.1.6 塔里木常用加重钻杆数据1.1.7 塔里木常用方钻杆数据1.1.8 常用接头丝扣数据1.1.9 石油钻具接头螺纹名称与现场叫法对照表1.1.10 塔里木油田钻具分级方法1.1.11 螺杆钻具技术参数1.1.12 Q10Y-M液气大钳扭矩1.2. 油管及套管数据1.2.1 API油管基本数据1.2.2 塔里木常用套管数据1.2.3 特殊螺纹套管数据1.2.4 套管钢级特点、标记及特殊螺纹第2章：常用计算2.1 喷射钻井计算公式2.2 地层压力计算2.3 dc指数预测地层压力方法2.4 压井计算公式2.5 井内钻井液量计算2.6 环空上返速度计算2.7 钻井液循环时间计算2.8 配般土浆所需般土和水量计算2.9 降低钻井液密度加水量计算2.10 加重钻井液所需加重材料计算2.11 油气上窜速度（迟到时间法）计算2.12 卡点深度计算2.13 浸泡解卡剂用量的计算2.14 固井常用计算公式2.15 钻杆允许扭转圈数计算附录：1 常用单位换算2 部分常用国际单位代号及名称3 常用物质密度4 常用容积5 地质年代6 塔里木盆地地质构造简介（包括地质分层）[文档可能无法思考全面，请浏览后下载，另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意!]。
煤矿井下随钻测量定向钻进技术
2007 年12 月在陕西彬长矿区大佛寺矿现场试验中主孔终 孔深811.8 m；2008年4 月在淄博矿业亭南矿钻进主孔2 个， 终孔直径94 mm，最大孔深超过1000 m。
1.定向钻进技术简介
（4）适用条件和应用范围
a) 煤层条件 煤矿井下定向钻进技术适用于普氏系 数f≥1 的较完整煤层，避免在煤层破碎带或煤层陷落柱 区域内布置定向钻孔。
b) 岩层条件 煤矿井下定向钻进技术适用于普氏系 数f≤6 的岩层，避免在裂隙发育带或炭质泥岩、铝质泥 岩等遇水膨胀性岩层内布置定向钻孔。
煤矿井下定向钻进技术培训系列
1.煤矿井下随钻测量定向钻进技术
1. 定向钻进技术简介 2. 定向钻进技术与装备 3. 定向钻进技术的应用 4.研究与发展方向
1.定向钻进技术简介
（1）基本概念
近水平定向钻进（HDD）技术是指利用钻孔自然弯曲规律 或采用专用工具使近水平钻孔轨迹按设计要求延伸钻进至预 定目标的一种钻探方法，即有目的地将钻孔轴线由弯变直或 由直变弯。
2007 年 宁煤集团引进同型号的钻机，在白箕沟矿半煤半岩 地层也完成了孔深1023 m的钻孔，终孔直径94 mm。煤质较 硬是这些应用实例取得成功的主要原因，虽然有些钻孔达到 或超过1000 m，但断钻杆、掉钻具的问题仍较突出。
1.定向钻进技术简介
（3）煤矿井下定向钻进技术发展历程（国内发展）
我国煤矿井下近水平定向钻进试验研究始于20 世纪90 年 代初。1993 年煤科总院西安院在大同矿务局四台矿施工勘探 地质异常体的近水平钻孔，采用以孔底稳定组合钻具为主， 局部孔段使用国产的螺杆钻具纠斜钻进的方法，使孔深达到 了302.5 m。由于受当时国内螺杆马达、测斜仪器等制造技术 落后的限制，西安院暂时放弃了用孔底螺杆马达实施定向钻 进的技术途径。
旋转导向钻井研究现状
25旋转导向钻井系统（简称RSS）是指在钻具不停的旋转工况下，能够随时完成对井眼轨迹的调整。
由于旋转导向钻井技术能够很好的解决摩阻扭矩、井眼净化、位移延伸、轨迹控制等难点，所以，被称为钻井工业的一场革命创新。
上个世纪90年代，国际上多家石油服务公司分别研制了各自的旋转导向钻井系统。
目前，已经技术成熟并进行商业化应用的石油技术服务公司主要有：斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克、威德福等。
一、旋转导向钻井系统简介1.旋转导向钻井系统构成旋转导向钻井系统的组成如下图1所示。
其主要有图中所标注的四部分组成即地面监控系统、双向通讯系统、随钻测量系统、井下导向工具。
其中井下导向工具是旋转导向钻井系统的最重要组成部分，也是技术上的难点和核心。
旋转导向钻井系统的最主要特点是：旋转导向、实时监控、双向通讯等。
图1 旋转导向钻井系统组成示意图2.旋转导向钻井系统分类旋转导向钻井系统依据导向方式和原理可分为两种：推靠式和指向式。
这两种方式的工作机理都是依靠其各自的偏置机构偏置钻头或钻具，产生导向作用。
其中偏置机构依据工作方式划分为静态式和动态式。
静态偏置式是井下导向工具在旋转钻进中不与钻具一起旋转，而是稳定在某一设计方向上提供导向力；动态偏置式是井下导向工具在旋转钻进中与钻具一起旋转，导向工具在旋转时定时支出向某一设定方向提供导向力。
相对比而言，指向式系统具有造斜能力强、应用范围广等优势，能够满足各种复杂情况。
二、国外最新的旋转导向系统1.斯伦贝谢公司的PowerDrive系统斯伦贝谢初始的PowerDrive系统是全旋转导向，其井下导向工具具有三个支撑导向棱块。
当井下工具开始工作后，地面监控系统通过双向通讯系统向导向工具发送指令需要在某个方向导向时，导向工具每旋转一周三个导向棱块都在该方向的相反方向伸出一次，顶向井壁产生支撑力，使钻头偏向所需固定方向，导向棱块转离该方向后自动收回。
斯伦贝谢公司由最初研发的PowerDrive系列工具，后续发展了指向式的PowerDrive Xceed系列旋转导向工具，近期该公司又发布了新型高造斜率的指向式旋转导向工具（PowerDrive Archer）。
现代石油钻机新发展
现代钻井机械新发展钻机是石油钻井用的成套重型机械设备,是油田上各种机械设备中最大、最重并具有不可或缺重大作用的装备.可以毫不夸张地说,钻机是油气田的设备之王.随着石油工业的发展,钻机也在不断发展,钻井能力越来越强,功率越来越大,传动越来越先进,机械化、自动化程度越来越高.为了适应浅海、海滩、沙漠和丘陵等不同地带油气藏的勘探和开发,美国、德国、法国、加拿大、意大利、墨西哥和罗马尼亚等国先后开发可各种类型的石油钻机.其中美国的钻机技术和销售业绩在世界上稳居首位,所以与国际技术接轨,实际上是与以美国为代表的钻机技术及API规范接轨.近年来国外钻机在传动方式和结构形式方面发展很快,交流变频电驱动已经广泛使用,顶驱发展也十分迅速.一、交流变频电驱动石油钻机AC-GTO-AC石油钻机交流变频电驱动石油钻机是国外新发展起来的一种先进的电驱动石油钻机.这种钻机在满足石油钻井工艺要求方面具有现用机械驱动钻机和交流电驱动钻机无可比拟的优越性能.1．核心技术——交流变频调速技术交流变频调速技术是一种涉及电动机理论、自动控制理论、电路拓扑理论、电力电子技术、微电子及计算机技术的综合性交叉技术.专家认为交流变频电驱动钻机是现代高新技术与石油钻井机械的有机结合,具有强大的生命力,是现代石油钻机的发展趋势.2．发展情况早在1994年National公司生产了一台TAed000型交流变频驱动绞车.该绞车由1台2210kW交流变频电动机通过一个两速齿轮箱直接驱动绞车,省去了传动链、离合器、带刹车、超越离合器及电磁涡流刹车.其上配备的盘式刹车仅作为停住钻柱和紧急刹车使用.司钻通过计算机遥控钻机工作,可自动控制游车上、下行程,自动钻进及自动实现绞车各种保护.由于上述设计大大减少了绞车的空间尺寸及质量,使交流变频驱动绞车在海上得到广泛应用.后来,国外钻机承包商纷纷发展AC-GTO-AC石油钻机.11997下半年至1998年9月,英国北海油田的很多海上平台选用了交流变频石油钻机,而且把许多平台的直流驱动装置改造为交流驱动.21998年上半年,ALSTON在英国的子公司CEGELEC BAUTAIL DIVISION 就承接了斯伦倍尔石油公司5套石油钻机,同时还负责对北海平台AC-SCR-DC钻机进行改造.3在 TA-3000绞车基础上,TPC公司于2000年推出了包括动态钻井系统、扭矩安全系统、泵同步系统、起下钻能量监控系统、防倒扣系统在内的智能化电驱动钻机,是采用信息技术对传统电驱动钻机改造的典范. 3．突出特点1钻机的绞车、转盘可实现无级变速,调速范围宽；能以极低的速度恒扭矩输出,对井下钻具的事故处理、侧钻、修井、小钻井液排量作业、优选参数钻井作业十分有利.2可使电动机的短时增矩倍数达以上,大大提高了钻机的提升能力和处理事故的能力.3由于具有恒功率宽调速特性,故可大大简化钻机的机械结构.4具有限制钻盘钻速扭矩功能,可防止钻具或机件扭断.5交流变频技术对电机具有安全保护功能.6负载功率因数高,接近于1,具有软起动功能,可降低供电电源的容量.7在带载情况下,可平稳启动、制动和调速；在下钻时,可实现对电网能量反馈,减少制动装置损耗,节约能源.8交流电机体积小,单机容量大,价格便宜,没有碳刷换向器,不需制成防爆型,维护费用低,使用安全可靠,易于操作管理.9容易实现钻机的自动化、智能化和对外界变化的自适应控制.10安装、拆卸、搬迁方便灵活.二、激光石油钻机据资料介绍,美国计划在本世纪使用激光钻井技术.美国芝加哥天然气研究所GRI与美科罗拉多矿业学院、麻省理工学院、雷克伍德公司、菲利普斯公司及美国空军和陆军合作,联合开展了一项激光钻机的研究计划.该项计划实验室研究中使用了美国国防部星球大战计划开发的两台强大、有效高能的激光器：1、中红外高级化学兆瓦级激光器MIRACL菲利普斯公司利用该激光器进行钻孔试验,激光束在1秒钟内可穿透600毫米厚的砂岩-页岩-砂岩夹层,其穿透速度至少是目前常规钻机的100倍.2、化学氧化碘激光器COIL该激光器用于深度超过4500m的钻井和完井,可以解决井控、侧钻和定向钻井等问题.特点：精度高,范围大,具有很高的输出功率,并能在光纤中耦合,且成本低.适用：钻很深的油气井GRI专家认为,对激光钻井的研究,将促进井下激光钻井机械、钻常规井和小井眼钻机的激光钻头、激光射孔工具、侧钻及定向激光钻具的发展. GRI的主要负责人理查德·帕克说：激光钻井将使21世纪的石油天然气钻井发生革命性变化.激光钻机将象20世纪初的旋转钻井替代顿钻一样带来彻底的技术突破.激光钻井技术的优点：降低钻井成本；提高机械钻速；改善井控；减少钻机平均工作天数和起下钻时间；减轻磨损；可以精确地控制井眼；可在井眼周围形成一层坚硬的玻璃化外皮；最大限度地减少或取消同心套管.三、新型液压石油钻机进人20世纪 90年代以来,随着大功率液压元器件可靠性的提高,特别是比例插装阀技术水平的提高,挪威MH公司采用其特长的液压技术,推出了全液压驱动的绞车、转盘、钻井泵.与此前已推出的全液压顶驱、管子排放系统、液压机械手及天车型液压升沉补偿器,构成了海洋钻机的机械化、智能化操作系统.1、组成双作用液压缸、游动轭轭主体、4个直径为的滑轮、2个导向座、提升钢丝绳8根长度固定、平行排列,一端接顶驱装置,一端接钻台上的平衡器总成、平衡器总成补偿液压缸动作的不平衡、液压缸导向架、顶部驱动装置、液压系统等部件.2、优点与机械驱动相比,液压驱动有着明显的优势.1重量大大减轻；2允许钻台台面升高,但并不影响总重量和重心,还可将钻杆立根盒移到钻台下面；3钻台载荷能力大,能支撑两个长液缸和转盘；4钻杆提升和排放都放在钻台上的槽里,此槽还具有鼠洞功能；5敞开取放钻杆,并可将立根盒排在钻台两边.比如,一台MH-500-20绞车输入功率为1985～2940kW,质量为,而National 公司与其相当输入功率为2210kW的绞车1625UE质量为 .一台输出功率为1420kW液压钻井泵质量为 ,仅为常规三缸泵的1/3.挪威MH公司最近生产的用液缸直接提升钻具,取代传统功能的绞车,将其装备在钻深能力为10000m的半潜式钻井平台上.液压驱动具有运动方式转换容易及体积小、质量轻的长处,在大功率液压元器件可靠性提高的情况下,在对钻机体积、质量要求严格的场合,如海上平台及高移运性钻机上成为一种发展趋势.四、连续柔管石油钻机连续柔管Coiled Tubing,又称挠性管或软管,简称CT,是一种高强度连续制造的钢管.目前制造的连续长度已达~7620m.1、发展进程20世纪50-70年代,国外开始研制软管钻机并应用连续管钻井技术钻井,而连续管钻井技术真正应用在工业上始于上世纪90年代初.近几年连续管钻井技术发展较快,在钻机、钻具、钻井液设计和钻井理论等方面都有很大的进展.这些新进展使连续管钻井技术向成熟化迈进了一大步,并进一步拓宽了连续管钻井的服务市场.2003年,全世界用连续管打了7000口井,每年约递增750～850口.用连续管打井最多的国家是加拿大.多数井是精密钻井公司打的,该公司拥有11台连续管钻机,年钻井能力为500～1000口.据3000口井的统计,加拿大常规钻井的成本为43美元/ft,而连续管钻井的成本为33美元/ft.另外,2002年加拿大用连续管对800口井的3200多层进行了压裂作业.美国利用连续管钻井的数量不到钻井总数的1%.其中阿拉斯加地区利用连续管钻井的数量最多,约占总钻井数量的4%.在阿拉斯加,连续管侧钻井的成本为利用常规钻井技术钻新井的1/3.而在美国的本土48州,用连续管共打了300口井.2、连续柔管钻井技术的优越性1节约费用,与常规钻机钻井相比可节约25%~40%.2节省钻井时间,加快钻井速度,缩短钻井周期,避免了因接钻杆可能引起的卡钻、井喷等事故,提高了钻井作业的安全性.原因：在正常钻井中不用停泵接钻杆,在起下钻过程中可连续循环钻井液3可内置电缆,改善信号的随钻传输,可以实现随钻测量和闭环钻井.4对老井重钻、加深钻或侧钻作业中,因柔管直径小可在不取出油管等设备的情况下边采边钻,节约作业费用5在欠平衡钻井作业中,可确保井下始终处于欠平衡状态,保证作业安全,减少钻井液漏失,防止地层伤害.6井场占地面积小,特别适合于海洋平台,地面条件受限制的边远地区勘探和边际油田开发.7由于柔管尺寸小,特别适合钻小井眼井.8井场地面设备占地少,钻井废弃物少,噪音小,有益于环境保护.9钻井设备安装、拆卸、搬运相对简便快速.连续柔管技术的应用还受到一些因素的限制.目前的连续柔管作业机还只能用于钻井,而钻井前期的准备阶段、下套管、下尾管、完井等都要用常规钻机.井眼尺寸小；连续柔管本身寿命较短.3、连续柔管钻井系统的组成包括作业机及其辅助装置、循环系统等地面设备、连续柔管和井下工具.1连续柔管作业机连续柔管注入头牵引起下设备：克服浮力和摩阻力将柔管下入井筒内；悬挂连续柔管并控制其下放和提升速度；底部装有载荷传感器,在控制台处显示柔管柱重量和提升力.卷筒：用于绕连续柔管,筒芯直径大小取决于要卷绕的柔管直径和长度.2连续柔管材料：碳钢、调质合金钢、钛钢967MPa、玻璃纤维、碳素纤维3井下钻具组合连续柔管钻井用钻头、井下动力钻具、钻铤与测量仪与常规钻井所用的相同,但连续柔管接头、定向工具、紧急断开接头等则是专门设计的工具.连续柔管接头用于联接连续柔管和井下工具组合,并避免井下钻具振动冲击对连续柔管造成损害.紧急断开接头的作用是：当钻头或钻铤在井眼中卡住时,能使连续柔管与井下钻具断开.4、近年来连续管钻井技术和设备的最新进展1数据和动力传输热塑复合连续管壳牌国际勘探和生产公司研制出数据和动力传输热塑复合连续管.这种连续管由热塑衬管和缠绕在外面的碳或玻璃热塑复合物层组成,并把光导纤维或铜导线埋在复合连续管的管体中.这种动力和数据传输连续管可负荷的电压,输出功率为20kW,输出距离为7km,耐温为150℃.2增加连续管钻井位移的新工具大位移技术公司研制成功降摩阻器.降摩阻工具是一种由机械阀驱动的双作用液压缸,这种降摩阻器可使钻具进行微小的往复运动.使用时把降摩阻器连接在钻具总成的上方.在降摩阻器的作用下使连续管产生纵向振动.活塞长度为50～100mm,振动频率为2～8Hz.产生振动的钻井液排量与活塞的长度成反比,一般为100～150L/min,使用旁通阀后可使排量大幅度上升.3混合钻机继Tuboscope’s CT/PC集团公司研制出混合钻机后,贝克休斯公司也研制出混合钻机.这种钻机在修井和安装套管时可以接单根.混合钻机具有自动控制系统.贝克休斯公司的混合钻机为模块结构,所以容易搬迁而且井场占地面积小.钻机配备了密闭的钻井液循环系统,可以使用常规的钻井液进行欠平衡钻井.4威德福公司的连续管钻井马达系列威德福公司为发展连续管钻井技术,最近研制出连续管钻井马达系列CTDR马达.系列中包括2 1/8in、2 3/8in 、2 7/8in和3 1/8in连续管钻井马达.这些马达的共同特点是可以增加钻压,进行磨铣和钻井作业.另外这些马达的输出功率大,钻速高.连续管钻井马达系列的问世使连续管钻具在尺寸、规格和性能上趋于完善.为连续管在钻井领域的应用和推广拓宽了道路.5贝克休斯公司的CoilTracR系统贝克休斯公司研制出的CoilTracR系统是连续管钻井和评价系统,它把LWD和闭环自动导向结合在一起.可以钻2 3/4～3 1/2in井眼.6斯伦贝谢公司的连续管补偿系统斯伦贝谢公司通过2年的努力研制成功CT TComp连续管补偿系统.在海上作业期间,CT Tcomp连续管补偿系统能补偿井口的水平和垂直运动,可以保护井口免受冲击和磨损.CT TComp连续管补偿系统的安装速度快.CT TComp连续管补偿系统可用于筒式平台和张力腿平台.据Spear&Associsates公司统计,除俄罗斯和中国外,目前投入服务市场的连续管钻机为800多台.而这些连续管钻机主要为美国和加拿大的一些大的技术服务公司拥有,其中斯伦贝谢公司拥有200台,哈里伯顿公司为105台.表1是美国和加拿大一些大石油技术服务公司拥有的连续管钻机数量.五、套管石油钻机套管钻井是一种全新的钻井工业技术,被誉为是21世纪的前沿钻井技术之一. 与套管钻井工艺相配套的套管钻机取消了常规的钻杆,用套管代替钻杆进行钻井.1、发展情况1995年,Tesco公司开始研制套管钻机,并于1998年6月用新型的套管钻机成功地进行了钻井试验,并获得两项美国专利.2、结构特点安装在拖车上,采用电—液驱动的顶驱装置,通过套管传递扭矩,并带动安装在套管底部钻具组上的钻头旋转钻进.钻头固定在一个专用钻具组的前部,钻具组锁定在套管的底部,并用钢丝绳与钻台上起下钻头的专用绞车相连,当需要更换钻头时,将锁定装置打开,利用绞车将钻具起出,更换新钻头后再用绞车将钻具送入井底,锁定在套管的底部,操作非常方便迅速.钻机的钻进过程也就是下套管的过程,套管下到井里不再提起,完钻后即可进行固井.3、优点1简化了钻机结构,减小了钻机尺寸,降低了钻机成本,钻机更轻便,且容易操作和搬迁.2节省了大量的钻井管材,节约了大量与钻杆、钻铤有关的采购、运输、检验、维护和更换的费用.3采用钢丝绳起钻,比传统的钻杆起钻快5-10倍,减少了起下钻时间.4由于套管自始至终留在井内,大大减少了地层膨胀、井壁坍塌等意外事故的发生,而且不再有抽吸作用和压力波动,从而使井控状况得到大大改善.5套管钻机钻井在起下钻或测井时,可继续循环钻井液,防止钻屑沉积,减少卡钻和井涌发生.6套管钻机钻井,可以使钻井液水力参数、环形空间上返速度和清洗井筒的状况得到大大改善.7可降低钻井成本,据估计,一口井深3000m的井,与常规钻机钻井相比,所需要的费用可节省30%,其经济效益十分明显.六、细井筒石油钻机国外研究细井筒小井眼钻井的技术比较早,但这一钻井技术真正引起世界石油界的普遍关注和对小井眼钻机的技术开发还是近十来年的事. 世界产油国家都面临已开发油田的老化,从而导致可采储量下降的局面.众多边际油田多属低渗透油藏,美国能源部主动出面组织、资助细井筒钻采工艺的研发,这确实是一项寓意深远的科技决策和能源发展战略.美国能源部预期,这套正在发展、改进和深化的工艺,将有望用于经济地开发美国本土剩余亿吨石油资源,其中有亿吨石油资源埋深不到1524米,正是这套工艺适应的油藏开发深度目标.1、细井筒定义细井筒的定义,目前各国尚无统一定论,美国细井筒的定义是：对直井来说,全井90%以上井筒的直径小于7in或70%的井筒直径小于5in的井称为细井筒井；对于水平井来说,水平段井筒直径小于6in的井称为细井筒井.细井筒钻采工艺则是指以连续柔管技术装备为中心发展起来的一套集钻井、测试、采油等功能装备和技术于一身的集成技术.2、结构特点细井筒工艺设备全部安装在一台双排轮的拖车上,由一台标准货运汽车牵引,连续柔管缠绕在滚筒上,在连续管的端部连接马达、钻头或井下工具.3、优点1减少材料消耗和经费支出；减少钻屑和场地；提高钻井和起下钻速度； 2可减少钻机的体积和重量,节省钢材,减少拆装、修路、运输等费用；整个系统占据空间只有常规钻机的1/20,重量为一般钻机的1/10,成本不到标准钻机的90％.3可大大减少在高风险、高成本作业情况下的资金投入；可发现老油层下面的新油藏；可降低投资成本；4装机功率和钻井泵功率小,燃油消耗和排放的废气少,对空气的污染和噪声级别小,所用钻井液、产生的钻屑和废物少.4、关键技术井下钻井系统、井下测井系统、完井设备、固相控制和连续油管装置.5、适用井类主要用于浅层开发井、油藏数据监测井和深探井尾部的钻井.第一轮接受资助的公司及正在研发的６套技术：①斯伦贝谢公司承担研发连续管用超小型钻机；②贝克休斯公司承担用于2 3/8in的小型地质导向工具；③西方井下工具公司承担研发往水平方向钻入的推拉机具；④班德拉公司负责开发的零排放泥浆系统；⑤斯托拉研究公司承担雷达导向系统；⑥采气专业公司负责研发的超小型电潜泵；6、已投入使用的小井眼钻机1Foraslim小井眼钻机1994年4月开始使用,在法国巴黎盆地和威沙里城堡的阿伯拉特姆钻了两批井,井眼直径为33/8 in.造价500万美元.2全液压小井眼钻机意大利Soilmec公司生产,已形成系列,共有9个品种3Kenting小井眼钻机美国20世纪90年代初研制,初期投资仅相当于常规钻机的20%,包括钻井泵和取心装置在内成本280万美元.参考文献：1.李继志．石油钻采机械概论．中国石油大学出版社．20052.张阳春等．国内外石油钻采设备技术水平分析．石油工业出版社．20013.陈朝达．顶部驱动钻井系统．石油工业出版社．20004.苏义脑．螺杆钻具研究及应用．石油工业出版社．20015.万仁薄．现代钻井工程．石油工业出版社．20006.刘海浪．小井眼和连续油管技术的进展与应用．石油工业出版社．19987.杨敏嘉．石油钻采设备系统设计．石油工业出版社．20008.郝俊芳．平衡钻井与井控．石油工业出版社．19929. 2007-2008年中国石油勘探业发展趋势与策略分析。
混合系统——钻井发展新方向
勤保 障问题 带来 了成本上 的挑战 ，
维 护维修 复杂 ，昂贵 的旋转导 向系 统被禁止使用 。使用该公司 的系统 加１ ２ １ ／ ４ 钻头成功地在波兰 钻进 了一段直井眼 ，这段地层非常硬 ，
从１ ７ ０ ０ ｍ（ ５ ５ ７ ７ 英 尺 ）钻 进 至 ３ ２ ０ ０ ｍ
下钻水平井和定向井现用 的方法有 两种——常规泥浆马达和旋转导 向
系统 （ Ｒ Ｓ Ｓ ）。
个，滑动要求钻柱停止旋转而钻头
个高质量平滑 的井眼 。旋转导 向系 统和泥浆 马达特性 的技术融合使低
旋转 向下钻 进 ，这会 导致钻进效 率下
降，特别是在打大斜度井 时；当采
用Ｔ Ｂ Ｓ 技术时，钻柱旋转可以接近连 续，从而降低井筒摩擦力，有助于大
调整钻柱内钻井液的流速提高导向能 力，使穿过泥浆马达的流速产生微振 荡，这会使钻井参数产生高频变化， 控制钻头速度，提供任何 目 标方位的 井眼导向。Ｔ Ｂ Ｓ 技术还能克服滑动 问 题 ，滑动是泥浆马达关键限制的其中
一
弯 曲变化的井眼要求更精确的定向 钻井 。各个石油公司都在进行技术 研发 ，不断探 索提 高钻井效率和定 向控制的创新方法 ，同时还要有效
有 效应 对 低 造 斜 率 井
设计这项技术可以用于泥浆马达
钻井的任何应用 ，包括：钻一 口井
的 垂 直控 制 、长 水 平 段钻 进 以及 保
平ｓ 型井眼长稳斜段和Ｊ 型井眼设计的
钻井 。
持 一个角度的切线段钻进。在钻ｓ 型 井的过程 中，使用该工具可 以朝着
一
目标钻头速度 （ Ｔ Ｂ Ｓ ）技术通过
获得希望 的造斜率而不改变其井底
钻具组合 。
威德福Compact工具详细介绍
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12
CompactTM 双侧向测井仪（ 双侧向测井仪（MDL）
应用
深探测和浅探测两条曲 线共享2英尺（0.6m）的 垂向分辨能力； 与其它仪器一起确定孔 隙度； 与其它仪器一起确定渗 透率； 复杂井眼环境下过钻杆 测井； 高狗腿度井眼中 测井； 定向井中采用钻杆输送 测井
威德福CompactTM紧凑型测井服务
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CompactTM 存储式钻杆传输测井（ 存储式钻杆传输测井（CML）
• Compact 钻杆传输工具（CWS）是将便携式Compact工 具下入高角度井眼以及复杂井眼时最安全和最快捷的工具 。CWS可替代传统钻杆传送测井（PCL），是对随钻测井 （LWD）的一种经济有效的补充，尤其是在那些不需要实 时信息评价数据的井眼。 • CWS将Compact仪器存储在钻杆中下入井中，完全远离了 井壁环境。仪器以电池存贮测井模式作业（没有电缆）， CWS以起下钻速度下井，当CWS接近完钻深度时，仪器 被泵入裸眼井中。当从井眼中起出管柱时，获得相应测试 数据。当仪器在地面被取回时，可下载测试数据。
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CompactTM 双侧向测井仪（ 双侧向测井仪（MDL）
测量参数
数据 测井速度 测量范围 垂向分辨率 精度 探测深度 井内流体 最大外径 长度 重量 耐温 耐压 适合最大井眼 适合最小井眼
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深浅电阻率，格罗宁根电阻率，自然电位
mm) 8.37 ft (2.55 m) 109 lb (49 kg)
美国威德福公司产品及技术
威德福公司的宗旨
威德福公司为您提供高效钻井完井以及获得 最大采收率的全套方案
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威德福简介
• 纽约上市代码： WFT • 总部： 美国休斯顿 • 市值： 148亿美元 （ 2007 年3月） • 全球行业排名（市值）：第四 • 标准普尔500指数企业 （S&P 500 Index Company) • 2006年营业额：65.8 亿美元 • 全球雇员总数：33,000人 • 进入中国市场时间： 1988年 • 网址：
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高端产品:可旋转尾管悬挂器 高端产品 可旋转尾管悬挂器
LoTadTM Mechanical Friction Reduction System Nodoco Premium Liner Hanger System
TM
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PES, ICD
WFT/PES/ICD
BHI 贝克休斯
SLB
HAL
目前威德福
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斯仑贝谢 哈里巴顿 x
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知识产权技术力量
WFT intellectual property independently assessed as strongest in OFS sector
OFS sector dominates Energy & Environmental technology
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30-50
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Build philosophy工具设计制造的宗旨
Reliability and accuracy追求性能可靠和数据精确：
Reliability Real HT / HP, it’s not just screened tool High LCM capability - 80 lb/bbl Wide operational flow range Tested “to destruction” during development Redundancy Large memory storage Long life smart batteries
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Source : Wall Street Journal
WFT portfolio key differentiators: Quality and quantity of patents Fundamental science strength Potential industry impact
Saloon car
heels Drive
– 专为艰难路况而设计, 坚固 有力 – 在普通路况下行驶的更平稳 – 安全，实用，可靠
•华丽的功能:
•MP4 •Blue tooth •Spotlight •Keyless entry •6 CD’s changer •Reverse Sonar •Leather seats •Wood grain panel
Mechanical Specifications
Maximum OD Length (HEL System) Weight Top connection Bottom connection Make-up torque Maximum torque Maximum tension Bending strength ratio Maximum dogleg severity, rotating Maximum dogleg severity, sliding Equivalent bending stiffness (OD x ID) Maximum operating temperature Maximum operating pressure Maximum flow rate Maximum sand content 5-1/4 in. 25.2 ft 1,400 lb 3-1/2 IF box 3-1/2 IF pin 9,900 to 10,900 ft-lb 16,700 ft-lb 528,000 lb 2:10 20°/100 ft 36°/100 ft 4.75 in. × 143.22 in. 356°F (180°C) 30,000 psi (207 MPa) 400 gal/min 2%
0-3 4-7
Avg>30 G’s
N/A N/A
Shock Count
0-3 4-8
Response
Monitor, Considered normal drilling conditions. Inform Client, Tool damage can occur after 30 cumulative minutes of medium vibration. Inform Client and coordinator, Tool damage will occur after 15 cumulative minutes of high vibration. Inform Client immediately, tool will begin to be damaged after 5 cumulative minutes of severe damage. Immediate attempts to mitigate vibration should be taken.
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HEL™ hostile-environment logging
From routine to extreme
ห้องสมุดไป่ตู้
Platform for Weatherford’s LWD, measurement-whiledrilling (MWD), and directional drilling technologies
Rank
Weatherford Royal Dutch Shell Halliburton Schlumberger Baker Hughes Exxon Mobil BJ Services Smith Intl Chevron ConocoPhillips BP Total 0 200 400 600 Technology Strength 800 1000
定向钻井/随钻测量服务 DIRECTIONAL DRILLING / MWD / LWD Services
钻井服务 Drilling Services
Extreme to Routine…
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1
Four
• Four
heels Drive Vs Saloon Car
Drill mainbore to T.D. in reservoir. Run casing or liner with multiple latch couplings and window joints. •Retrieve and re-set whipstock at sidetrack (latch coupling) intervals up the well.
2
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Right Equipment for the right job
• 4 wheels Drive 使您走得更 远探索的更深…..
….选错了车在复杂的路况 下可能会带来意想不到的 麻烦….
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威德福的工具
• 目前已成熟的LWD探头种类有
– 伽马(HGAM) – 方位伽马(HAGR) 及成像 – 能谱方位伽马(SAGR) – 多频电阻率(MFR) – 超深电阻率(MFR+) – 热中子孔隙度(TNP) – 方位密度(NDT)
可回收斜向器裸眼侧钻
主井眼钻进到油层深度 在最深的侧钻点处安置裸
起出并重新安置斜向器在较高位置的侧钻 点眼斜向器
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Cased Hole Sidetrack 套管井侧钻
考虑因素
Reservoir thickness 油层厚度 Completion criteria 完井限制 Access to main bore and/or lateral well bore 进入主井眼和分支井眼
Drawdown pressure 地层压力
Quality borehole 井壁质量
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裸眼侧钻
长规裸眼侧钻
以比较大的狗腿度钻井主井眼到油层井深 起钻到设计侧钻点 成功取决因素
主井眼的垂深 岩性压实程度
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ROP (m /hr) 33
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30
WFT Motor Comp A Com pany Comp B
Two of the world top drilling Performance achieved in 2009 •1st ROC Thailand •3rd ROC China, Bohai
AND the results……
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威德福工具的稳定性
工具平均故障间隔时间MTBF（小时)
LWD RSS Motor 5129 1200 12086 工具稳定性
威德福马达在渤海地区使用与其它公司对比
37
钻井时效性
36
35
WFT Motor Comp A Comp B
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5
威德福极限环境作业记录保持情况
Highest temperature最 高温: 193°C (380°F) MWD world record随钻测量 世界纪录. North Sea北海 Highest Pressure最高压 力: 32,440 psi (210 MPa) LWD world record随钻 测井世界纪录 Gulf of Mexico墨 西哥湾 Highest Dogleg最大狗腿: 81° per 30m LWD world record随钻测井 世界纪录 Saudi Arabia沙 特 Deepest TVD最大 垂深: 10,421m (34,189 feet) Including deepest LWD World record 包括最深的随钻测 井世界记录. 100% data transmission 数据传输率100% Gulf of Mexico墨西 哥湾