贝克休斯 非常规钻井技术
贝克休斯非常规压裂技术简介
Unconventional Technology-Fracturing贝克休斯非常规压裂技术简介2013/03©2012BAKER HUGHES INCORPORATED.ALL RIGHTS RESERVED.TERMS AND CONDITIONS OF USE:BY ACCEPTING THIS DOCUMENT,THE RECIPIENT AGREES THAT THE DOCUMENT TOGETHER WITH ALL INFORMATION INCLUDED THEREIN IS THE CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY PROPERTY OF BAKER HUGHES INCORPORATED AND INCLUDES VALUABLE TRADE SECRETS AND/OR PROPRIETARY INFORMATION OF BAKER HUGHES (COLLECTIVELY"INFORMATION").BAKER HUGHES RETAINS ALL RIGHTS UNDER COPYRIGHT LAWS AND TRADE SECRET LAWS OF THE UNITED STATES OF AMERICA AND OTHER COUNTRIES.THE RECIPIENT FURTHER AGREES THAT THE DOCUMENT MAY NOT BE DISTRIBUTED,TRANSMITTED,COPIED OR REPRODUCED IN WHOLE OR IN PART BY ANY MEANS,ELECTRONIC,MECHANICAL,OR OTHERWISE,WITHOUT THE EXPRESS PRIOR WRITTEN CONSENT OF BAKER HUGHES,AND MAY NOT BE USED DIRECTLY OR INDIRECTLY IN ANY WAY DETRIMENTAL TO BAKER HUGHES’INTEREST.Baker Hughes in China(since1981)贝克休斯中国简介Infrastructure结构•Ops Base:Shekou,Tanggu,Dongying,Chongqing作业基地：蛇口、塘沽、东营及重庆•Offices:Beijing,Shekou,Tanggu,Chengdu,Chongqing,Korla办公室：北京、蛇口、塘沽、成都、重庆及库尔勒30Over 30years operating in China 在中国，超过30年的作业经验•3NOC’s 3大国有石油公司•12IOC’s and independents •12个国外石油公司8Unconventional Projects Scheduled 个规划中的非常规项目•Sichuan and Tarim basins 四川及塔里木Shale Projects Delivered已经在国内实施了十七个非常规项目17>200>900Stages of Open Hole Multistage Fracturing级裸眼分级压裂Stages of Cased Hole Multistage Fracturing级套管分级压裂Our Commitment To Servicing China贝克休斯在中国CORE Team 核心团队•Strong technical expertise专业队伍•Operator’s perspective toanticipate and understandchallenges.帮助客户预测并解释所要面临的挑战•Strong tie to product linesapplication of solutions andtechnology 整合性方案Water Management-Development/Production水处理-开发/生产•Shale Water Problems are primarily associated with:•页岩油气藏水的问题主要体现在以下几个方面-Frac Flowback Water压裂液返排水-Water Sourcing for Frac and Drilling用于压裂和钻井的水源-Water Treating,Handling for Re-Use or Disposal水处理以及回收利用BHI Oilfield Water Management Service贝克休斯水处理体系•Removes suspended solidsand heavy metal去除悬浮固体颗粒剂重金属•No costly cleaning ormaintenance处理费用较低•Can treat>8,000bbls/day日处理能力>每天1200方Water Treatment Specialty Frac SystemsEvaporation Distilled WaterElectro-Coagulation FiltrationSlick WaterLinear/x-linked gelsSea Water ProducedWaterFlowback Water Water Usage Flowchart水处理体系SmartCare™Fluid SystemsSmartCare™环保型压裂液体系•HydroCare™:slickwater滑溜水体系•AquaCare™:linear guar fluid线性胶体系•ShaleXcel™:unique,viscosity controlled borate-crosslinked guar useful for generating complex fracture networks in shale reservoirs独有的、可控粘度的硼交联压裂液体系，可以有效形成复杂裂缝•Lightning™and Lightning Plus:high efficiency borate-crosslinked guar useful for conventional high-viscosity gel fracturing applications高效的硼交联压裂液，低粉比•AquaStar™and ThermoStar™:nondamaging,nonpolymer viscosified fluid清洁压裂液Combined SmartCare™Usage ChartBHI Fracturing fluid-Viking DBHI压裂液体系-延迟压裂液•In2008,it’s introduced into China,so far,more than600wells have been frac’ed with it in China.Recently,for most unconventional horizontal wells, it’s used for frac operation.2008年起引进至国内，至今已在全国范围内使用超过600井次。
贝克休斯LATIDRILL^TM高性能页岩气用水基钻井液
① 向钻 头提供 更大的水马力 ； ②通过 清除钻头表 面钻 削防止钻 头泥包和 堆积 ； ③提 高滑动性 ； ④ 降低扭矩和 阻尼。
（ ２ ） 降低 作 业成 本 。Ｌ Ａ Ｔ Ｉ Ｄ Ｒ Ｉ Ｌ Ｌ 体 系可 以 大 量 节 约 钻 时和 成 本 。 ①降低或 消除与井壁不稳 定有关的非生产 时间， 从 而可 以不 问断地持续 钻进作业 ； ② 降低 或消除与 油基 钻 井液和 钻 削有 关的清理 、 处理及运输成本 费用； ③ 与油基钻井液体 系相 比， 清理时 间可 降低 ２ ｄ左右 ； ④钻 井液 漏失少 ， 从而节约成本 。 （ ３ ） 降低 Ｈ Ｓ Ｅ风险 。Ｌ Ａ Ｔ Ｉ Ｄ Ｒ Ｉ Ｌ Ｌ 体 系可以提 高钻 井现场安全 ， 降低 与油基钻 井液有关的 Ｈ Ｓ Ｅ风险 ， 另外 ， 由于该水基体 系比较环保 ， 无需特 殊运输、 清理 或处理。 （ ４ ） 按 客 户 需求 配置 配 方 。Ｌ Ａ Ｔ Ｉ Ｄ Ｒ Ｉ Ｌ Ｌ 体 系可按 客 户 需 求 增 配 以 下 配 方 ： ①增强 因子——通过对金属表 面、 钻 削和地层 形成涂层和润滑提 高润滑性能和 钻井效率 ； ② 润滑剂—— 通过 降低 高温 高 压环 境 中的扭矩和 阻尼 来提 高钻速 ； ③ 井壁稳定 剂——机械性 地保 持井筒完整 ， 抑 制黏 土水化和膨胀 ； ＠ｃ ｏ ：清除剂—— 防止 污染 ， 保持 流体 的完整性 。 （ ５ ） 价值更 高。Ｌ Ａ Ｔ Ｉ Ｄ Ｒ Ｉ Ｌ Ｌ 体 系可与 贝克休 斯 的其他 页岩钻 井 方案打 包组合 ， 如与 贝克休 斯 的 Ｓ ｔ ａ ｒ Ｔ ｒ ａ ｋ 成像 工具 组 合， 可 以在钻进过程 中区别天然裂缝与诱导裂缝 ， 从 而进 行 最佳水 平段 产层 布局 ， 使产 能最 大化。该 水基 体 系也 可与 贝克休 斯的Ａ ｕ ｔ ｏ Ｔ ｒ ａ ｋ 旋转导 向系统 、 休 斯克里斯坦森的 Ｔ ａ ｌ ｏ ｎ Ｔ Ｍ ３ Ｄ Ｐ Ｄ Ｃ钻 头配套使 用， 为 页岩 气开发提供 最佳解 决方案 。
贝克休斯特殊钻井工具介绍
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Competitive Advantage竞争优势
• 碳化钨(TC)和PDC切削结构的工程优化提高了划眼速度
• 用常规的PDC钻头也能很快钻穿 • 独特的凹性设计避免掉落物到井底 • 用于注水泥的安全旁通孔 • 钢结构比铝结构更可靠 • 360º 规径覆盖确保稳定性.
Downhole Penotrator Caledus BridgeBuster
EZCase™实质是在套管或者尾管底部安装 实质是在套管或者尾管底部安装 PDC钻头 钻头 EZCase™ 用于： 用于： - 在已钻井眼中划眼到井底 - 在下套管的同时，钻入新地层 在下套管的同时， EZCase™有两种操作方法： 有两种操作方法： 有两种操作方法 - 通过尾管与钻杆连接 - 通过套管与顶驱连接
16
6.000 5.750
6.125 5.875
6.500 6.250
6.750 6.500
8.500 8.250
11.000 10.750
12.250 12.000
17.500 17.250来自20.000 19.750
24.000 23.750
26.000 25.750
RWD2 RWD2 Ream While Drilling Technology Ream While Drilling Technology 随钻扩眼钻井技术 随钻扩眼钻井技术
结果： 结果： 13 3/8”套管钻进成功钻至目的层，并完成固井作业。 套管钻进成功钻至目的层， 套管钻进成功钻至目的层 并完成固井作业。 EZCase对比表现，其机械钻速优于对手50%，且进尺比对手长250m。 对比表现，其机械钻速优于对手 ，且进尺比对手长 。 对比表现
8
产品系列
贝克休斯旋转导向原理
贝克休斯旋转导向原理贝克休斯旋转导向原理是指在石油钻井中，通过旋转钻具来实现钻井方向控制的一种方法。
该原理是由美国工程师贝克和休斯在20世纪30年代提出的，是钻井技术中的重要突破之一。
在传统的钻井方法中，钻井工具靠施加扭矩和推力来实现钻井，但是在某些情况下，需要改变钻井的方向，以便达到特定的目标。
贝克休斯旋转导向原理就是为了解决这一问题而提出的。
该原理的关键是利用钻杆的扭转来改变钻井方向。
在钻井过程中，通过在钻杆上加装一种叫做导向装置的工具，可以使钻杆在钻井过程中产生不同的方向偏差。
这种导向装置通常由可调节的导向翼片组成，可以根据需要进行调整。
当钻杆旋转时，导向装置会产生一个由切向力和摩擦力组成的向下施加的力，这个力会使钻杆发生弯曲，从而改变钻井方向。
通过调整导向装置的角度和位置，可以实现钻井方向的精确控制。
贝克休斯旋转导向原理的优点在于可以实现高精度的钻井方向控制。
相比传统的钻井方法，旋转导向技术可以实现更小的偏差角度和更精确的方向控制。
这对于一些需要在地下目标点附近进行操作的任务非常重要，比如在石油开采中需要在油层下方进行侧向钻井。
贝克休斯旋转导向原理也可以提高钻井的效率和安全性。
传统的钻井方法需要频繁地停工和更换钻具，而旋转导向技术可以减少停工时间，提高钻井的连续性。
同时，由于钻井方向的精确控制，可以避免一些潜在的危险情况，提高钻井作业的安全性。
贝克休斯旋转导向原理的应用范围非常广泛。
除了石油开采领域，旋转导向技术还可以应用于其他领域，比如地质勘探、水井钻探、盐井钻探等。
在这些领域中，旋转导向技术可以帮助钻井工程师更好地了解地下地层的情况，提高勘探和钻探的效率。
总的来说，贝克休斯旋转导向原理是钻井技术中一项重要的突破，通过旋转钻具来实现钻井方向控制。
该原理具有高精度、高效率和高安全性的优点，广泛应用于石油开采和其他领域。
随着技术的不断发展，相信旋转导向技术将会在未来的钻井领域中发挥更大的作用。
看世界PDC钻头的最新进展(一)
钻井过程中的技术创新，看世界PDC钻头的最新进展（一）研磨性页岩地层驱使着新钻头的设计，以应对坚硬岩石及高温井的钻探。
在金刚石切削齿与碳化物基岩面相互作用期间，贝克休斯的休斯克里斯滕森Quantec Force强力PDC钻头获得了最佳效果，表现出更高的耐用性和热稳定性，通过获得的有限的切削齿分析，切削刃上的残余应力被迁移。
随着北美油气井页岩层的不断出现，钻头公司迫切地公关，以应对这些地层钻探的挑战并不让人惊讶，对于具体的应用，随之而来的是新钻头的设计，或是改进现有钻头的设计。
一些近期的设计，包括一些应对研磨性地层或高温地层钻井的新切削材料，也有一些8刀翼钻头的外形设计，这些设计都吸收了新切削齿技术和新材料技术，还有一些更新的钻头体材料技术，这些技术都是为了增强钻头的耐用性和提高钻头的性能表现，唯一的目的就是为了降低作业者的钻井成本。
一位服务于Varel国际公司西半球的现场工程经理卡尔罗斯（Karl Rose）说：“在开发钻头切削齿方面，许多钻头技术基本上都是材料技术，使钻头能够承受钻极硬的研磨性地层，切削齿能够在钻硬地层、软地层和夹层地层的变化中不会损坏”。
在钻头本身的材料特性方面也有了新的进展，为了使钻头更加结实和耐用，促使设计者设计出应对更硬地层类型的PDC钻头，罗斯先生说：“随着更坚硬材料的出现，切削齿材料的密度也会增加，使钻头从根本上更加坚韧耐用，这会让作业者在钻硬地层和研磨性地层时，用一只钻头打更多的进尺”。
一位史密斯国际公司的技术支持经理弗莱明克雷格同意说：“切削齿越好，钻头在井里滞留的时间就越长，就能打更多的硬地层和研磨性地层，作业者花费的成本就会越少”。
弗莱明先生说：“我们首先要能让一个切削齿应对更硬和更高研磨性地层，以便能使整个PDC钻头切削齿吃入这些地层，另一方面，钻头的刀翼越多，触到井底的金刚石体就越多”。
然而，弗莱明先生接着又说：“当钻头处于动态稳定的状态时，我们将会停止增加刀翼的数量，史密斯钻头目前就是这样做的，接下来把精力集中在切削齿技术上，不一定要增加更多的刀翼数量”。
贝克休斯公司压裂液和分段压裂技术在中国的应用
该井为气井，井深4432.9-4494.2 m，温度：168C； 地面压力低于60MPa，管柱摩阻20-26MPa。
贝克休斯的压裂液体系-优良的携砂能力
Medallion
Medallion HT@120oC
0.05l/m^3Magnacide575+4kg/m^3GW-38+1l/m^3NE-118+1l/m^3claymaster 5C+0.75l/m^3claytreat 3C+1.5l/m^3 BF-7L+1 l/m^3XLW-60
贝克休斯的压裂液体系-压后及时彻底返排
• 贝克休斯压裂液体系全部可与高能气体一起使用，
低PH值体系(如Medallion LPH , QuadrFrac, Vistar LPH 等)可与N2和CO2同时使用。更有助于完全彻 底返排.
• 贝克休斯公司多种压裂体系中可加入甲醇， 增加
返排效果。
贝克休斯的压裂液体系
• 延缓交联体系，交联时间可控(0.5-10 min) • 高PH体系(9.5-11) • 可N2 伴注 • 适用温度：60-148℃; • 低摩阻. • 低成本 • 主要用于深井或管柱尺寸受到限制的井，目前主要
应用于胜利、河南和四川。
贝克休斯的压裂液体系
压裂层4481.0-4497.0 m ；温度：150C；3.5英寸油管施工，管 柱摩阻18MPa左右。
减小压裂液对地层伤害途径:
进行压裂措施，只有在减少压裂液对地层和支撑剂伤害
的基础上，才能获得较好的压裂效果。
•清洁的压裂液体系 •充分彻底破胶 •压后及时彻底返排
贝克休斯的压裂液体系
<1%
羧甲基羟乙基纤维素
1-2%
贝克休斯数字化钻井
钻井绩效分析
大钩 高度
井深
悬重
泵压
钻头 深度
顶驱转速冲数Leabharlann 钻井作业 逻辑钻井活动
57
钻井活动
钻井 划眼 接立柱 起下钻
下套管
关键指标
算法逻辑
钻井绩效分析应用 新疆玛湖区块
可提供基准对比和作业活动分析 ❖ 钻井活动分析 ❖ 与作业标杆井对比
钻井绩效分析应用 新疆玛湖区块
可提供基准对比和作业活动分析 ❖ 井深跟踪图 ❖ 与作业标杆井对比 ❖ 分析非生产时间和无形损失时间
内容目录
数据实时可视化服务 智能警报服务 钻井绩效分析
数据实时可视化服务
钻井数据的实时汇总、分析和可视化 ❖ 多功能显示平台 ❖ 与远程支持团队紧密协作 ❖ 功能强大
数据实时可视化服务应用
钻井数据的实时分析 ❖ 工程安全 ❖ 钻井时效
智能警报服务
常规警报
数据 特性变化 门限设置
警报
数据
扭矩
智能警报设计
数据安全
在本地收集、分析和处理数据 的硬件、软件和连接系统，使 数据处理更安全、可靠和高效
服务能力
模块化数字架构
适应客户环境的灵活选 项
数据采集
数据传输
数据存储
标准化
技术支持
定制化开发与服 务
决策
钻井平 台
服务与支 持
数据分 析
支持
第三方服务支 持
数据分析
分析与建议
生产平 台
管理概况
技术支持 高度适用 安全 可定制解决方案
贝克休斯数字化钻井服务与应用
钻井数字化方案
方案目标
降低成本
数字化技术服务能力 提高时效
作业安全
贝克休斯钻井及随钻地层评价技术交流
TruTrak 工作图示
造 斜!
TruTrak 指令
稳 斜!
TruTrak 指令
降 斜 钻 下 直 段!
TruTrak 指令
多重选择: • 垂直钻井模式 • 造斜模式 • 稳斜模式 • 灵活的导向力 • 左/右方位力 • 导向肋板收回模式
TruTrak 垂直钻井服务
• 自动垂直钻井 • 服务:
电阻率/伽玛 /压力随钻测井 Resistivity / Gamma / Pressure LWD 传感器模块 OnTrak Sensor Module
随钻测量脉冲器和 MWD Pulser & Power 发电机 - BCPM Supply
中子孔隙度 /密度随钻测井 Neutron Porosity / Density LWD
贝克休斯钻井及随钻地层评价技术交流
大庆，2013年8月8日
© 2010 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
定向钻井及地层评价技术交流内容
1. 垂直钻井技术 VertiTrak 2. 自动定向井技术TrueTrak 3. 旋转导向钻井技术 AutoTrak G3.0 4. 马达动力旋转导向钻井技术 AutoTrak Xtreme 5. 便捷旋转导向钻井技术 AutoTrak eXpress 6. 高造斜率旋转导向技术 AutoTrak Curve 7. 旋转导向垂直钻井技术 AutoTrak-V 8. 钻井优化服务Copilot 9. OnTrak MWD/LWD平台和LWD技术
OnTrak Sensor Sub
总结
VertiTrak/TruTrak 是一种非旋转垂直钻井系统, 钻柱扭矩小,尤其适合在硬地层使 用 井眼质量好 VertiTrak可独立工作,不需另外的MWD系统 4 ¾” 工具用于 5 ½” – 6 ½ ” 井眼 6 ¾” 工具用于 8 ½” – 9 7/8” 井眼 9 ½” 工具用于 12 ¼” – 28” 井眼
贝克休斯固井工艺技术介绍
1.工作计划及参考因素
• 尾管悬挂器 -分为机械式和液压式 -在大位移井和水平井 中，一般使用机械式 -在固井以前和固井施 工中可以旋转尾管来 提高钻井泥浆的顶替 效率 -旋转式尾管悬挂器有 扭矩限制，在施工设 计时需要考虑
1.工作计划及参考因素
• 分级固井工具 -当水泥浆通过松软地层时，产生的压力可 能会超过地层的破裂压力，从而引起漏失。 其中一种阻止漏失的方法就是通过分级固 井，缩短水泥柱，从而减小水泥浆静压力。
一.水平井概述
短半径水平井特点 • 造斜率在5~10°/ m • 穿透油层段长可达300m • 从一口垂直井中可以钻多口水平分支井 • 使用铰链马达和旋转钻井组合装备
一.水平井概述
超短半径水平井特点
• 造斜率可达90° / 0.3m • 穿透油层段长在30~60m • 水平井段井孔直径<10cm • 可以打多口水平分支井 • 通过水射流破岩钻孔形成储层泄油井眼
1.工作计划及参考因素
• 套管外膨胀封隔器 (ECP) - ECP随套管管柱下入 井内，在初次注水泥 作业时胶塞碰压后产 生径向膨胀，以达到 井下环空的机械密封， 阻止层间流体互窜。
1.工作计划及参考因素
ECP应用范围： • 封隔生产层 • 密封尾管衬圈 • 封隔漏失层
1.工作计划及参考因素
• ECP的使用 - 在考虑使用ECP以前，要明确ECP的优缺 点。虽然关于使用ECP的成功案例很多， 但ECP的缺点是在封隔器膨胀以后，流体 静压力在封隔器以下传递性很差。如果没 有流体静压力的传递，那在封隔器以下的 水泥环就有可能发生“气侵”。虽然封隔 器可以阻止气侵通过ECP，但是封隔器以 下会有潜在问题发生。
2.水泥浆设计
盐层 -当水泥浆流过盐层时，关键在于先确认盐层是 “可流动”还是“不可流动”，因为对应这两种 盐层的水泥浆设计是不同的。
非常规压力技术-贝克休斯
OptiPort™ 滑套工作原理
Body
Valve
Vent Chamber
© 2011 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved. 27
OptiPort™固井滑套优点
无限级， 全通径不需要磨洗桥赛或球座 不用过多过顶替， 节省压裂液，减少地层污染 所有的压裂层都可以达到均匀，也可以不同以满足不同需要 所需的泵速，水马力小 时效快 可以固井完井，或采用裸眼完井 如果砂卡，可以快速清砂 可以实时监测井底压力 时效快
10 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
桥塞射孔连作压裂技术Perf & Plug- Setting Tools
E-4电缆座封工具
J型液压坐封工具
E -4 Wireline Setting Tools J Hydraulic Setting Tool
9,568,993 Gal 36,222 M3 3,772,380 Lbs 1,711 Ton 40 BPM 6.36 方/分钟 4,125 – 6,935 Psi
适配接头 Wireline Adapter Kit
11 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
QUICK DRILL桥塞
易钻桥塞下入方法-电缆泵送
1. Wire Line电缆
E-4 Setting Tool坐封工具
12 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
裸眼分段压裂完井技术优点
一趟下井 One-trip system 可旋转Rotational capabilities 通过裂缝控制提高产量Increases reservoir productivity with fracture
贝克休斯钻井及随钻地层评价技术交流
9 ½” VertiTrak 工具
TruTrak 系统
MWD短节
配合节头
TruTrak 系统 = • MCLS + Sensor Sub +
Adapter Sub (定向) 或 • MCLS + Stop Sub (垂钻)
脉冲发生器短节 控制短节
MCLS
X-treme动力节
导向节
Slide
计划轨迹 弯螺杆所钻轨迹
AutoTrak® 所钻轨迹
旋转导向钻井技术 - 连续导向的能力
和其他一些旋转导向系统不同，AutoTrak系统真正实现连续导向并打出平滑 的井眼轨迹
导向模式 ： – 可提供7500个矢量的选择 – 工具按给定的工具面和给定的导向力进行
导向 – 可随时调控制轨迹的能力
AAuuttooTTrraakk S导tee向rin装g 置Unit
X-treme Technology Motor
X-trePmoewe模r S块ec马tio达n
Re电si阻sti率vit/y伽/ 玛Ga/m压m力a随/ P钻re测ss井ure LWD 传感器模S块en-sOornMToradkule
Pulser
Alternator Hydraulics
Inclinometer/ Electornics
Steering Ribs
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
• 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
•连续的闭环导向 •精确的靶点击中 •精确的地质导向 •收益最大化 •产量最大化 •开采最大化
贝克休斯 非常规钻井技术 (HH)
16 © 2012 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
针对非常而研发的两类钻头：
（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
（2）Talon 3D 钻头，具有:
• 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
可直接从直井侧钻，精 确度高，节省一趟起下 钻的时间！
5°/ 30m 常规RSS
15°/ 30m
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贝克休斯解决方案和使用结果 • 贝克休斯推荐使用8 ½ 英寸 Kymera复合
式新型钻头。 • 低速高扭距马达：6 ¾ “ 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
•环空压力/ECD •电阻率
•方位/旋转方位、井斜
•4.7m (16 ft) •6.1m (20ft) •7.8m (25ft)
•双向通讯和动力模块
•导向头
•方位伽马及伽马成像 (5.0m 16ft)
•OnTrak™
•振动与粘滑 •(7.8m 25ft)
•BCPM
第一次在页岩油开发中应用旋转导向技术
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22latibase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latibase多功能材料ppb或根据性能需要latimagic井壁稳定剂和封堵剂ppb或根据性能需要latiraterop增强和润滑剂1530体积百分比drillthin根据需要drillzan增粘剂根据需要milbar410加重根据需要vbmilgel改善泥饼质量ppbcausticsodaph控制根据需要newdrill包被剂ppb活性岩性xcide102杀菌剂根据需要减少磨阻井眼稳定随钻封堵控制温度23latidrilllatidrill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
沙特钻井技术概述
沙特钻井技术概述摘要：针对沙特油田产层开发特点, 介绍了我油田在沙特钻井承包施工中采用的边漏边钻、边涌边钻、清水解卡技术, 有效地降低了钻井成本, 利用了每口井的资源, 大大提高了单井产量, 对国内钻修井技术的发展有一定参考作用。
关键词：沙特钻井、钻井程序、钻具组合技术、钻井技术一、前言世界各大石油公司为了占领和拓展中东市场，不断推陈出新, 开发应用各种新工具, 来满足沙特钻修井的需要。
我油田在沙特的钻井承包施工中, 依靠自身的努力, 克服了种种困难, 完成了各种高难度的钻修井施工, 包括水平井、直井、小井眼钻井和油水井大修, 满足了甲方沙特阿美石油公司的苛刻要求, 走在了各国施工队伍的前列。
而且, 他们积累了不少成功的经验, 其先进技术对国内钻修井技术的发展有一定借鉴作用。
二、钻井程序沙特油井的井身结构一般为: Φ473.1mm 套管+Φ339.7mm 套管+Φ244.5mm套管+Φ177.8mm 尾管+Φ155.6mm 裸眼。
1 .一开钻具组合Φ558.8mm 钻头+近钻头滚子扶正器(带浮阀和测斜座)+减震器+Φ 241.3mm钻铤1 根+钻柱型滚子扶正器+Φ 241.3mm 钻铤2 根+Φ 209.6mm 钻铤15根+Φ127mm 加重钻杆。
钻进期间, 大多数井都要发生漏失, 只进不出,漏失层深度各不相同。
漏失后, 改用清水开双泵钻进, 每单根打入15～20bbl(1bbl=0.159m3, 下同)高粘泥浆用于携砂。
表层套管采用内插法固井。
2.二开钻具组合Φ444.5mm 钻头+近钻头滚子扶正器(带浮阀和测斜座)+减震器+Φ 241.3mm钻铤1 根+钻柱型滚子扶正器+Φ 241.3mm 钻铤2 根+Φ 209.6mm 钻铤8根+随钻震击器+Φ 209.6mm 钻铤4 根+Φ 127mm 加重钻杆12 根。
二开钻进发生井漏的几率较大, 井漏后, 改用清水钻进。
通常每单根打入20bbl 高粘泥浆, 以利于携砂。
9.贝克休斯储层钻井液与产层修复
最终目的 – 留给完井部门一个干净, 稳定, 无伤害的储层
对OMNIFLOW DIF体系的合理关切
润湿性的改变和乳状液如何?
– 这要看优选的表面活性剂 及其浓度
替入盐水后页岩的稳定性
– 依然保持亲油性和稳定
6
PERFFLOW DIF – 水平井油层专打的钻井液 PERFFLOW DIF的一些作业强势
钻井作业密度范围1.08-2.1 g/cm3; 最大井底温度149 ºC 配方中淘汰了土粉 和重晶石, 从根本上消除了这些产层重污染源，钻井过程 中主要是以钙和盐来调整密度. 其卓越的井壁稳定和防塌性能保证了实现最低 泥浆密度． 超强的流变性能保证大井斜段及水平段的井眼清洗, YP 20-30 Pa, PV 10-20 mP.s, 静切力 4/8---8/12 Pa. 在低泵速或静止时能有效防止岩屑床的形成． PERFFLOW的低密度和钙基的广泛分布有效防止或减轻了产层渗漏. 对裸眼砾石充填完井特别有利, 因为PERFFLOW 能在充填砂与地层砂之间保持 一个清洁界面, 这对完井作业阶段防止污染堵塞产层通道是至关重要的. 对套管开窗侧钻水平井有无比的优势: 及时清走套铣下的钢丝从而安全顺利 进入新地层, 并按设计快速钻完水平段.
microcure能降低束缚水层水湿差的岩石捕获的原油孔隙空间水湿差的岩石乳锁100水湿的岩石增加的孔隙空间microcure37microcure对界面张力的影响01234567005115225335ofdfe772inwaterinterfacialtensiondinascm40?c65?c表面活性成分的浓度界面张力dynescm2改善的润湿性38microcure和轻质原油轻质原油轻质原油microcure39microcure和重油重油重油microcure40乳状液修复231357050100150200渗透率mdmicrocure溶剂基microcure对比溶剂基清洗液初始渗透率油淹后的渗透率最终渗透率1151352007341套管井井眼产层修复案例1
贝克休斯开发中国海陆业务
贝克休斯抓紧在华上陆抢占页岩气大市场贝克休斯公司(Baker Hughes)是美国一家为全球石油开发和加工工业提供产品和服务的大型服务公司，如今的贝克休斯公司，成立于1987年，是许多为石油行业服务的技术公司的不断融合行形成的。
其最早历史可追溯到20世纪初。
1907年，里约本·贝克开发出一种套管靴，革新了原来的钢线绳冲击钻具钻井方法；1909年，霍华德·休斯首次引入牙轮钻头，大大改善了旋转钻井效率。
在随后的近80年的发展中，贝克公司和休斯公司各自成了石油业完井、钻井工具及相关服务方面的佼佼者，两家公司于1987年合并，形成目前的贝克休斯公司。
通过几十年的发展，贝克休斯将其业务集中于钻井、地层评价和油气井生产技术方面，通过其八个业务板块为全球石油行业提供顶级产品和服务。
这八个板块是：贝克阿特拉斯、贝克休斯INTEQ、贝克石油工具、休斯克瑞斯滕森、Centrilift、贝克Petrolite、野外作业机械、EIMCO处理机械。
斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克休斯合称全球三大技术服务公司。
贝克休斯在油田生产服务领域十分广泛，公司宗旨在于提高石油工业作业效率，提高油气藏的最终采收率。
主要从事以下几个方面服务：1）钻井和地层评价；2）完井服务；3）生产管理；4）企业解决方案。
贝克休斯公司是一家股票上市公司，从管治结构看，在董事会14名董事中，1人兼任公司管理层职务，其他全为独立董事。
在独立董事中，6人来自石油公司、石油服务公司和石油相关行业，1人来自大学，2人为政府背景，其余来自其他行业。
贝克休斯公司通过五个方面战略来追求公司持续增长和价值提升：一是建设高素质的企业文化；二是保持产品的同行业中最优；三是关键资源集中调配；四是改善财务灵活性；五是积极追求跨板块的增长机会。
在西南石油大学校史馆中，保存着一支贝克休斯公司的牙轮钻头——1979年邓小平访美时将它带回中国，作为中国改革开放“引进来”的标志之一。
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。
特殊钻井工艺
缸A
缸B
ω
泵B 缸C 泵A
一、垂直钻井技术国内外现状
2. Φ311垂直钻井系统
Φ311垂直钻井系统是由西部钻探克拉 玛依钻井院研制的。 工作方式：钻头推靠式 属于机电液一体化的垂直钻井系统 系统结构
Φ311垂直钻井系统主要由中心管、本体、
井下发电机、测斜系统、柱塞及液压油泵 等组成。
德国智能钻井公司拥有适用于浅层 煤矿钻进的垂直钻井技术，并愿意 在中国推广应用。 以“引进、消化、吸收、再创新” 的技术思路，同德国智能钻井公司 签订了合作框架协议。拉开了BHVDT垂直钻井系统的序幕。
一、垂直钻井技术国内外现状
(三) 小结
1. 外国公司只提供技术服务，不出售产品。
2. 国内机构仍然处于研发和试验阶段，离真正意义上的推 广应用还有一段路要走
一、垂直钻井技术国内外现状
经过近二十多年的不断发展，已形成多种形式的
自动垂直钻井系统：
工作方式：旋转纠斜型，滑动纠斜型
工具外套是否旋转：静止外套式，旋转外套式
纠斜方式：钻头推靠式，钻头指向式 系统结构：机械式，机液一体化式，机电液一体化式
一、垂直钻井技术国内外现状
斯伦贝谢的Power-V 国外在用的 垂直钻井技术 贝克休斯Verti-Trak 哈里伯顿V-Pilot 德国智能钻井ZBE 集团公司钻井院CGVDS 西部钻探克拉玛依Φ311
主轴
不旋转套活套
自主研制。
工作方式：钻头推靠式 属于机电液一体化的垂直钻井系统 垂直钻井工具主要由执行单元、控制单 元和测量单元组成
下接头 测控子系统 液控子系统
纠斜推力块
一、垂直钻井技术国内外现状
纠斜控制原理
贝克休斯新技术总结
贝克休斯中国海陆并进——专访美国贝克休斯北亚区销售总监胡泊
贝克休斯中国海陆并进——专访美国贝克休斯北亚区销售总监胡泊作者：暂无来源：《能源》 2014年第6期文 | 本刊记者张妍美国页岩气勘探技术的革命带来了全球范围的页岩淘金热，为此曾有媒体称页岩气开发是锅“骨头汤”：页岩气的开发和产量的快速增加，不但改变了全球天然气的市场格局，也让中国的开发者们蓄势待发，摩拳擦掌欲抢占国内页岩气市场先机。
基于页岩气开发的丰富经验，美国四大油服巨头之一贝克休斯公司在页岩气开发上的动向引人关注。
2 014年5月，《能源》杂志记者专访了美国贝克休斯公司北亚区销售总监胡泊先生，听其讲述贝克休斯在北美、中国两大市场的现状与策略。
《能源》：据您了解，美国目前的页岩气市场状况是怎样的？胡泊：美国天然气的开发在近五年是井喷式的发展，页岩气所占天然气的比例已经达到3 5%左右。
美国是完全市场驱动的经济体，供求决定市场发展。
今年年初气价曾到过6 . 5美元（每百万英热），但是很快地又回到了4 . 5美元，因为现在天然气供应充足。
另外，美国的油气的出口受美国国会控制没有开放，市场并不大。
除非美国政府放开油气的出口限制，否则我估计天然气将会一直保持在4. 5美元左右。
只要气价维持在4-5美元左右，对于服务公司而言，就有激励空间存在。
《能源》：据报道，美国页岩气开发中，小企业发挥主导作用。
那么贝克休斯这样的大公司在美国页岩气开发中处于什么位置？胡泊：没错，美国页岩气的发展更多的是靠小企业。
小企业的运营成本要低得多，大企业在控制成本方面不如小企业来得灵活。
页岩气开采靠两个关键，一个是水平向钻井，一个是水平压裂。
但这两个技术本身并不能够给客户带来价值最大化，能够带来价值最大化是如何来运用这两个技术，用相对较低的成本取得最高的产出。
贝克休斯一直是储层页岩气开发的重要力量，我们不断研发和改进针对页岩气的技术，使得无论大小规模的油公司都能够以最高的效率去开发他们的非常规油气资产。
《能源》：如何实现以最高的效率开发页岩资产？胡泊：页岩跟其他常规的油气层不一样，在于必须要对它的储层特性有非常清楚的认识，才能够达到降低成本、提高效益的目的。
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AutoTrak eXpress 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！
•方位/旋转方位、井斜
•4.7m (16 ft) •6.1m (20ft) •7.8m (25ft)
•导向头
•方位伽马及伽马成像 (5.0m 16ft)
•OnTrak™
•振动与粘滑 •(7.8m 25ft)
•双向通讯和动力模块
•BCPM
•测径
•密度
•14.9m (49ft) •15.6m (51ft)
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© 2013 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
AutoTrak Curve ™ 高造斜率旋转导向
常规钻井马达
脉冲器/ 发电机
MWD
特点
增斜能力 15° / 100 ft 近钻头井斜和方位伽玛成像
一体化的钻具组合
方位伽玛
近钻头井斜
技术效益
L1
3
2
1
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恒定的导向矢量
S
钻头“指向”要导 向的方向
L1
2 导向力将钻具组合弯曲到已
1
L2 3
经有曲率的井眼中
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旋转导向技术在大庆致密油中的应用
作业井数 总循环时间(小时) 使用工具和服务 井眼尺寸
以上仅针对造斜段和水平段
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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
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最终目的：增产、提效!
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国内非常规油气藏开发中常用的定向井钻井技术组合
- 组合1：ATK Express(Gm) +ATK G3(Gm+Res)+导向马达（Gm） - 组合2：导向马达（Gm）+ ATK G3(Gm+Res） - 组合3： ATK Express(Gm) +ATK G3(Gm+Res) - 组合4：导向马达（Gm）； - 组合5： ATK Express(Gm) 或 ATK G3(Gm+Res)
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AutoTrak RSS - 复合式导向导向工具
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。
▪ 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
L2
▪ 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
立管压力 变送器
地表控制
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旁路
通过钻井液
执行器
5
的信号
AutoTrak G3（自动闭环旋转导向系统）
•导向装置AutoTrak
•LWD 传感器模块
•近钻头井斜 •1.0m (3ft)
•环空压力/ECD •电阻率
•中子孔隙度 •18.0m (59ft)
动态诊断与压力 •20.1m (66ft)
•优化旋转密度仪 (ORD) •井径校正中子仪 (CCN) •Co-Pilot
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•声波探测仪 (SoundTrak)
28口
8240
ATK G3+RNS
- 统计到2014年2月底；
•近钻头井斜 •1.0m (3ft)
•环空压力/ECD •电阻率
•方位/旋转方位、井斜
•4.7m (16 ft) •6.1m (20ft) •7.8m (25ft)
8 1/2"
•双向通讯和动力模块
•导向头
•方位伽马及伽马成像 (5.0m 16ft)
可用一套BHA完成增斜段和水平段 精确的井眼几何和地质定位
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
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故障少、运行更可靠
导向头
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AutoTrak Curve 旋转导向钻井系统
• 高造斜率, 整体集成钻井系统 • 钻井性能超越传统螺杆系统
项目前期
4
计划
实施
详细的事后 分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
知识提取
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
建议使用旋转导向钻井系统
通过钻井液 的信号
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高效开发非常规油气藏的钻井技术
贝克休斯： 卜范慧 2014年6月于成都
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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。
•OnTrak™
•振动与粘滑 •(7.8m 25ft)
•BCPM
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© 2013 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
第一次在页岩油开发中应用旋转导向技术
− 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