斯伦贝谢钻井新技术
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– PowerDrive钻井的所有性能
– 整体化的动力短节总成可将泥 浆水力动能转化为钻头的机械 动能 – 钻头高扭矩、高速旋转 – 高效的轴承和传动机构
Schlumberger Private
– 外部部件全部与钻柱一起旋转
导向部分
– 钻柱旋转速度可调范围更大 – 扶正器数量与位置均可选择 – 减小对套管的磨损
26 in–17½ in 井眼 14¾ in–12¼ in井眼
独特的工作原理 减少与井壁接触
更高改变井眼轨 迹能力
井下附加动力 可使用 或 承受更大钻压，输出 更高扭矩
26 in–17½ in井眼
14¾ in–12¼ in井眼
14¾ in–12¼ in井眼
10 5/8 in井眼
9 7/8 in–8½ in井眼 6½ in–5¾ in井眼 9 7/8 in–8½ in井眼
Schlumberger Private
500
马达3井 马达4井 旋转导向1井
10.00
0.00
马达1井 马达2井 马达3井 马达4井 旋转导向1井 旋转导向2井 旋转导向3井
1000
旋转导向2井 旋转导向3井
1500
10.00 8.00 6.00
8.75 5.81
马达
旋转导向 提高40.52％
减少33.55％
22
PowerDrive vorteX的应用实例
Schlumberger Private
23
PowerDrive vorteX的应用实例
Schlumberger Private
24
PowerDrive vorteX的应用实例
PowerDrive vorteX应用于6”井眼 减小了套管磨损，7”套管下到着陆点 钻进时，工具面非常稳定 机械钻速提高了25%
外表看起来像一根马达 本体上有 个扶正器
钻头、扶正器组成造斜 三点接触
17
PowerDrive Xceed工作原理
所有部件全旋转，优化井 眼状况 近钻头井斜 方位测量，更 好保证井眼轨迹的准确度 井眼轨迹光滑 ，完井管柱 入井易 造斜率稳定 适 合 于高研磨或具有挑战 的环境 自动巡航模式
8 1/2" Section
1) 测量点距离钻头更近
- 精确控制井眼轨迹 / 适合地质导向
2) 良好的井眼质量
- 减少了井眼屈曲
TJH-21 (Motor Curve)
60
Mala H-5 Survey TJH-21 Survey TJH-21 Cont (1225)
60
Mala H-5 (PowerDrive Curve)
10 5/8 in井眼
9 7/8 in–8½ in井眼 6½ in–5¾ in井眼
9
所有部件全旋转
“所有部件全旋转”斯伦贝谢旋转导向区别与其它类型旋
Schlumberger Private
转导向的关键特征。
PowerDrive家族的主要优点：
– 可以进行划眼、倒划眼或钻水泥塞作业 – 不受环空限制 – 最大程度地减小压差卡钻事故 – 钻具没有固定的点，可以提高机械钻速
Schlumberger Private
7
斯伦贝谢在中国的大位移井记录
水平位移 (m)
0 0 1000
大位移井钻井记录-中国 ( 截至到2011年5月)
2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
Schlumberger Private
500
1000
转盘面垂深(m)
55
TJH-21 Cont (85) Mala H-5 Cont (1225)
55
Inclination (deg)
Inclination (deg)
Mala H-5 Cont (85)
50
50 Mala H-5 Survey TJH-21 Survey TJH-21 Cont (1225)
- 提高了井眼清洁 - 获得了良好的测井质量 - 提高机械钻速
2000
4.00 2.00
2.47
3.47
2500
0.00
平均作业周期
平均日进尺/100
19
PowerDrive Xceed世界纪录
Drilled in the Al Shaheen Field offshore Qatar, broke the previous record length by 2,000 ft, reaching a total depth of 40,320 ft and total step-out distance of 35,770 ft from the surface location PowerDrive X5 technology was used in 16”& 12 ¼” sections as well as in the first 18,579ft of the 8 ½” hole section. The 35,449 ft 8 ½” hole section was drilled in two bit runs, the latter of which contained PowerDrive Xceed675, geoVISION675, TeleScope and adnVISION675 tools.
12
PowerDrive X5 工作原理
涡轮 控制单元 涡轮 偏置单元 导向推靠块
Schlumberger Private
增斜
增方位
13
与钻头快速有效地沟通
近钻头井斜方位精确控制井眼轨迹 近钻头方位性伽马协助判断岩性 协助LWD仪器测井成像，提高油层钻遇率
Schlumberger Private
向系统的优势。
28
Schlumberger Private
汇 报 结 束
谢 谢！
29
Schlumberger Private
25
斯伦贝谢新型旋转导向系统
0
Point Push High the Motors Dogleg Bit Systems RSS
Motor
382
TVD ft
BUR
Schlumberger Private
15˚/30m
PowerDrive X6 – Push the bit
ROP
5 0
4
实际钻井中遇到的难点实例
Build Angle from 40 to 60 deg with Mud Motor
60
55
Inclination (deg)
50
Schlumberger Private
45
40 1150 1200 1250
Depth (m)
1300
1350
马达滑动/复合钻进中，井壁不光滑
1145
P90
P50
P25
26
PowerDrive Archer
– 直井造斜，具有连续的可信 的造斜率 – 可以裸眼侧钻
Schlumberger Private
– 适应软/硬交错地层
– 近钻头测量功能 ( 井斜 / 方位 和GR)适合地质导向 – 提高日进尺 – 降低落井风险
– 良好的井眼质量 – 不受环空限制，可以倒划眼
1650
45
45
TJH-21 Cont (85) Mala H-5 Cont (1225) Mala H-5 Cont (85)
40 1150
40 1450
1500
1550 Depth (m)
1600
1200
1250 Depth (m)
1300
1350
6
旋转导向系统使定向钻井变得更容易
大斜度井 水平井 大位移井 超深油藏井 长水平段井 三维绕障井 多分枝 / 鱼骨刺井
27
总结与展望
斯伦贝谢旋转导向是业界唯一的全程全部等速旋转的导向系统。 旋转导向系统能够克服常规泥浆马达遭遇的各种难题，优化钻井
Schlumberger Private
作业，提高钻井效率，帮助最大化油藏钻遇率，有效地为客户带 来经济效益最大化。
斯伦贝谢公司希望与客户加强前期合作，以便更好地发挥旋转导
自动巡航调整井眼轨迹，尤其在稳斜模式 时，不需要人工干预，井斜不超过± 0.5度
设计轨迹
实际轨迹
15
Schlumberger Private
PowerDrive Xceed
16
PowerDrive Xceed
所有内部外部全部旋转； 外部没有固定部分
Schlumberger Private
Schlumberger Private
18
PowerDrive Xceed应用实例
60.00
50.00
0 0
马达1井 马达2井
56.31
44.49米 提高98％ 22.46米
25.25 17.53 33.52
49.74
2
4
6
8
10
钻速，米/小时
40.00 30.00 20.00
28.53
23.08
Schlumberger Private
斯伦贝谢新型旋转导向系统
2
导向马达遇到的较典型的难点
顶部接头
动力部分 传动部分 可调弯角
Schlumberger Private
轴承部分 驱动轴
3
钻压传递困难实例
TH-11 Drilling Parameter
100
1 2 1/4" Hole
50
Angle
Direct side force
575
10˚/30m
716
8˚/30m
PowerDrive Xceed – Point the bit
Drive shaft @offset angle to the collar
5˚/30m
Drilling tendency
1145
0 382 575 716
VS ft
PowerDrive X5 PD
GR/Res 9 m
X5
D&I / GR 2.50m
250 200 150 100
P lan
TeleScope
EcoScope D&I 20.40m
Motor
GR/Res 12.80m
50 0
A ctual
Schlumberger Private
12 1/4" Section
斯伦贝谢钻井新技术
Schlumberger Private
张红永 钻井工程师 — 钻井与测量部 2011年8月18日
内容
常规定向钻井技术面临的难点 旋转导向系统的优势
斯伦贝谢旋转导向系统
– PowerDrive X6 – PowerDrive Xceed – PowerDrive vorteX
1500
2000
2500
3000
XJ24-3 A-14
3500 斜深9236m , 水平位移8062m
8
斯伦贝谢旋转导向系统
PowerDrive X6 PowerDrive Xceed PowerDrive vorteX
Schlumberger Private
全程同步旋转 井眼自动化控制
提高工具可靠性与 钻井表现
10
PowerDrive X5/X6 MTBF(可靠性指标)
3,000 2,500
Schlumberger Private
2,000
1,500 1,000 500
0 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
11
Schlumberger Private
PowerDrive X6
Schlumberger Private
Extended Reach Drilling (ERD) ratio (AHD/TVD): 10.485
20
Schlumberger Private
PowerDrive vorteX
21
PowerDrive vorteX
• 特性
动力部分
过滤接头，轴承和传 动部分 控制部分
45
90 80 70
Schlumberger Private
40 35 30 25 20 15 10
ROP (m/h)/WOB (Klbs)
WOB
60
RPM/Icn (Deg)
50 40 30 20 10 0
Depth (m)
ROP Torque Inc Surface RPM WOB 40 per. Mov. Avg. (ROP) 40 per. Mov. Avg. (WOB)
TeleScope EcoScope
滑动钻进中不能获取成像资料
Motor
GR/Res 12.80m D&I 20.40m
测量点距离钻头很远
5
为什来自百度文库选择旋转导向系统
Drilled Footage Per Day Comparison
300
Footage/day (m/day)
TeleScope
EcoScope
– 整体化的动力短节总成可将泥 浆水力动能转化为钻头的机械 动能 – 钻头高扭矩、高速旋转 – 高效的轴承和传动机构
Schlumberger Private
– 外部部件全部与钻柱一起旋转
导向部分
– 钻柱旋转速度可调范围更大 – 扶正器数量与位置均可选择 – 减小对套管的磨损
26 in–17½ in 井眼 14¾ in–12¼ in井眼
独特的工作原理 减少与井壁接触
更高改变井眼轨 迹能力
井下附加动力 可使用 或 承受更大钻压，输出 更高扭矩
26 in–17½ in井眼
14¾ in–12¼ in井眼
14¾ in–12¼ in井眼
10 5/8 in井眼
9 7/8 in–8½ in井眼 6½ in–5¾ in井眼 9 7/8 in–8½ in井眼
Schlumberger Private
500
马达3井 马达4井 旋转导向1井
10.00
0.00
马达1井 马达2井 马达3井 马达4井 旋转导向1井 旋转导向2井 旋转导向3井
1000
旋转导向2井 旋转导向3井
1500
10.00 8.00 6.00
8.75 5.81
马达
旋转导向 提高40.52％
减少33.55％
22
PowerDrive vorteX的应用实例
Schlumberger Private
23
PowerDrive vorteX的应用实例
Schlumberger Private
24
PowerDrive vorteX的应用实例
PowerDrive vorteX应用于6”井眼 减小了套管磨损，7”套管下到着陆点 钻进时，工具面非常稳定 机械钻速提高了25%
外表看起来像一根马达 本体上有 个扶正器
钻头、扶正器组成造斜 三点接触
17
PowerDrive Xceed工作原理
所有部件全旋转，优化井 眼状况 近钻头井斜 方位测量，更 好保证井眼轨迹的准确度 井眼轨迹光滑 ，完井管柱 入井易 造斜率稳定 适 合 于高研磨或具有挑战 的环境 自动巡航模式
8 1/2" Section
1) 测量点距离钻头更近
- 精确控制井眼轨迹 / 适合地质导向
2) 良好的井眼质量
- 减少了井眼屈曲
TJH-21 (Motor Curve)
60
Mala H-5 Survey TJH-21 Survey TJH-21 Cont (1225)
60
Mala H-5 (PowerDrive Curve)
10 5/8 in井眼
9 7/8 in–8½ in井眼 6½ in–5¾ in井眼
9
所有部件全旋转
“所有部件全旋转”斯伦贝谢旋转导向区别与其它类型旋
Schlumberger Private
转导向的关键特征。
PowerDrive家族的主要优点：
– 可以进行划眼、倒划眼或钻水泥塞作业 – 不受环空限制 – 最大程度地减小压差卡钻事故 – 钻具没有固定的点，可以提高机械钻速
Schlumberger Private
7
斯伦贝谢在中国的大位移井记录
水平位移 (m)
0 0 1000
大位移井钻井记录-中国 ( 截至到2011年5月)
2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
Schlumberger Private
500
1000
转盘面垂深(m)
55
TJH-21 Cont (85) Mala H-5 Cont (1225)
55
Inclination (deg)
Inclination (deg)
Mala H-5 Cont (85)
50
50 Mala H-5 Survey TJH-21 Survey TJH-21 Cont (1225)
- 提高了井眼清洁 - 获得了良好的测井质量 - 提高机械钻速
2000
4.00 2.00
2.47
3.47
2500
0.00
平均作业周期
平均日进尺/100
19
PowerDrive Xceed世界纪录
Drilled in the Al Shaheen Field offshore Qatar, broke the previous record length by 2,000 ft, reaching a total depth of 40,320 ft and total step-out distance of 35,770 ft from the surface location PowerDrive X5 technology was used in 16”& 12 ¼” sections as well as in the first 18,579ft of the 8 ½” hole section. The 35,449 ft 8 ½” hole section was drilled in two bit runs, the latter of which contained PowerDrive Xceed675, geoVISION675, TeleScope and adnVISION675 tools.
12
PowerDrive X5 工作原理
涡轮 控制单元 涡轮 偏置单元 导向推靠块
Schlumberger Private
增斜
增方位
13
与钻头快速有效地沟通
近钻头井斜方位精确控制井眼轨迹 近钻头方位性伽马协助判断岩性 协助LWD仪器测井成像，提高油层钻遇率
Schlumberger Private
向系统的优势。
28
Schlumberger Private
汇 报 结 束
谢 谢！
29
Schlumberger Private
25
斯伦贝谢新型旋转导向系统
0
Point Push High the Motors Dogleg Bit Systems RSS
Motor
382
TVD ft
BUR
Schlumberger Private
15˚/30m
PowerDrive X6 – Push the bit
ROP
5 0
4
实际钻井中遇到的难点实例
Build Angle from 40 to 60 deg with Mud Motor
60
55
Inclination (deg)
50
Schlumberger Private
45
40 1150 1200 1250
Depth (m)
1300
1350
马达滑动/复合钻进中，井壁不光滑
1145
P90
P50
P25
26
PowerDrive Archer
– 直井造斜，具有连续的可信 的造斜率 – 可以裸眼侧钻
Schlumberger Private
– 适应软/硬交错地层
– 近钻头测量功能 ( 井斜 / 方位 和GR)适合地质导向 – 提高日进尺 – 降低落井风险
– 良好的井眼质量 – 不受环空限制，可以倒划眼
1650
45
45
TJH-21 Cont (85) Mala H-5 Cont (1225) Mala H-5 Cont (85)
40 1150
40 1450
1500
1550 Depth (m)
1600
1200
1250 Depth (m)
1300
1350
6
旋转导向系统使定向钻井变得更容易
大斜度井 水平井 大位移井 超深油藏井 长水平段井 三维绕障井 多分枝 / 鱼骨刺井
27
总结与展望
斯伦贝谢旋转导向是业界唯一的全程全部等速旋转的导向系统。 旋转导向系统能够克服常规泥浆马达遭遇的各种难题，优化钻井
Schlumberger Private
作业，提高钻井效率，帮助最大化油藏钻遇率，有效地为客户带 来经济效益最大化。
斯伦贝谢公司希望与客户加强前期合作，以便更好地发挥旋转导
自动巡航调整井眼轨迹，尤其在稳斜模式 时，不需要人工干预，井斜不超过± 0.5度
设计轨迹
实际轨迹
15
Schlumberger Private
PowerDrive Xceed
16
PowerDrive Xceed
所有内部外部全部旋转； 外部没有固定部分
Schlumberger Private
Schlumberger Private
18
PowerDrive Xceed应用实例
60.00
50.00
0 0
马达1井 马达2井
56.31
44.49米 提高98％ 22.46米
25.25 17.53 33.52
49.74
2
4
6
8
10
钻速，米/小时
40.00 30.00 20.00
28.53
23.08
Schlumberger Private
斯伦贝谢新型旋转导向系统
2
导向马达遇到的较典型的难点
顶部接头
动力部分 传动部分 可调弯角
Schlumberger Private
轴承部分 驱动轴
3
钻压传递困难实例
TH-11 Drilling Parameter
100
1 2 1/4" Hole
50
Angle
Direct side force
575
10˚/30m
716
8˚/30m
PowerDrive Xceed – Point the bit
Drive shaft @offset angle to the collar
5˚/30m
Drilling tendency
1145
0 382 575 716
VS ft
PowerDrive X5 PD
GR/Res 9 m
X5
D&I / GR 2.50m
250 200 150 100
P lan
TeleScope
EcoScope D&I 20.40m
Motor
GR/Res 12.80m
50 0
A ctual
Schlumberger Private
12 1/4" Section
斯伦贝谢钻井新技术
Schlumberger Private
张红永 钻井工程师 — 钻井与测量部 2011年8月18日
内容
常规定向钻井技术面临的难点 旋转导向系统的优势
斯伦贝谢旋转导向系统
– PowerDrive X6 – PowerDrive Xceed – PowerDrive vorteX
1500
2000
2500
3000
XJ24-3 A-14
3500 斜深9236m , 水平位移8062m
8
斯伦贝谢旋转导向系统
PowerDrive X6 PowerDrive Xceed PowerDrive vorteX
Schlumberger Private
全程同步旋转 井眼自动化控制
提高工具可靠性与 钻井表现
10
PowerDrive X5/X6 MTBF(可靠性指标)
3,000 2,500
Schlumberger Private
2,000
1,500 1,000 500
0 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
11
Schlumberger Private
PowerDrive X6
Schlumberger Private
Extended Reach Drilling (ERD) ratio (AHD/TVD): 10.485
20
Schlumberger Private
PowerDrive vorteX
21
PowerDrive vorteX
• 特性
动力部分
过滤接头，轴承和传 动部分 控制部分
45
90 80 70
Schlumberger Private
40 35 30 25 20 15 10
ROP (m/h)/WOB (Klbs)
WOB
60
RPM/Icn (Deg)
50 40 30 20 10 0
Depth (m)
ROP Torque Inc Surface RPM WOB 40 per. Mov. Avg. (ROP) 40 per. Mov. Avg. (WOB)
TeleScope EcoScope
滑动钻进中不能获取成像资料
Motor
GR/Res 12.80m D&I 20.40m
测量点距离钻头很远
5
为什来自百度文库选择旋转导向系统
Drilled Footage Per Day Comparison
300
Footage/day (m/day)
TeleScope
EcoScope