自动化智能化钻井技术

钻井技术发展历程 4、智能化钻井阶段 具有完善的执行机 构和控制机构。未 来的发展目标
地下挖掘机器人 智能钻柱系统 智能完井
²达到“看着打，随意打”的理想目标
报告提纲
一、钻井技术发展历程 二、自动化钻井技术 三、智能化钻井技术 四、结束语
自动化钻井技术
控制机构 地面自动化装备
随钻地震技术 未钻地层电阻率等
地质导向模拟动画
1、地质导向钻井技术
国外的地质导向钻井技术在20世纪末已经相当成熟，能 够实时测量近钻头处的多种地质参数和工程参数，进行钻井 效率和风险管理的实时决策，地质导向至储层最佳部位。
1、地质导向钻井技术
胜利钻井院瞄准国际前沿钻井技术，率先开展了适合 中国国情的地质导向钻井技术研究与应用工作。
实 钻 剖 面
其 其 它 它
数据库
知识库 井底钻压
专家系统 井底扭矩
管理服务系统 随钻气测 随钻测井 钻速/钻时
VC
实 钻 深 度
实钻三维井眼轨迹
实时井下压力剖面
密度窗口
ρ孔
ECD
进尺
斜
指 令
电 力
漏
卡
实 时 信 息
随 钻 测 量 信 号
标志层 盖层
塌 卡 喷
气顶 油顶 油层
防喷阀 减震器 震动器 推进器 反循 环泵 近钻头 测斜 SWD
自动化智能化钻井技术
报告提纲
一、钻井技术发展历程 二、自动化钻井技术 三、智能化钻井技术 四、结束语
钻井技术发展历程
经 验 钻 井
科学 钻井
自动化 钻 井
智能 钻井
上世纪末以来 1950 年 代 以前 从1950年代 至上世纪末 我国从1978 年进入科学化 钻井时期 我国2000年以来
预 计 本 世纪中叶
钻井技术发展历程
1、经验钻井阶段
开始使用了牙轮钻头和注水泥封固套管的工艺。 这个时期的钻井工艺、固井工艺、牙轮钻头、钻
井液等得到发展，同时出现了大功率钻井设备。
主要依靠经验模式
钻井技术发展历程 2、科学化钻井阶段 （一）前期阶段 喷射钻井和优选参数钻井 地层压力检测、平衡压力钻井和井控技术 定向井和丛式井钻井技术 油气层保护技术
一、地面自动化装备
胜利油田钻井院正在承担集团公司课题“自动化 钻机方案设计”及“钻井液固相控制及钻屑零排放集成 技术”研究，预计2010年底设计完成一套具有自动化 钻机平台和自动化司钻操作系统、自动化钻井液处理 系统的自动化钻机。
起下钻方案动画
管柱输送方案动画
自动化钻井技术 二、井下自动化钻井技术
初级挖掘机器人
地质导向钻井 随钻测井等测 量技术
井下执行机构：旋转导向 钻井、自动垂直钻井等
自动化钻井技术 一、地面自动化装备
自动化钻机 动画
管柱排放动画
一、地面自动化装备
地面与钻台间钻柱输送
地 面 自 动 化 装 备 关 键 技 术
钻柱操作自动化 (关键技术之一)
钻台面钻柱 操作自动化
二层台立根自动排放 钻台井口自动化工具
钻井技术发展历程 2、科学化钻井阶段 （二）后期阶段 水平井钻井技术 大位移井钻井技术 多分支井钻井技术 欠平衡压力钻井技术
Fra Baidu bibliotek
钻井技术发展历程 3、自动化钻井阶段
地质导向钻井 旋转导向钻井
井下自动化
自动垂直钻井 随钻地震技术
具有可应 用的执行 机构和简 单的识别 决策能力
地面自动化
地面自动化 钻井装备
漏
夹层 油层 油底 底水
喷
硬
井下自动化钻井原理与功能示意图
1、地质导向钻井技术
地质导向钻井技术是根据地质导向工具提供的实时井下地质信息和定 向数据，辨明所钻遇的地质环境并预报将要钻遇的地下情况，引导钻头进 入油层并将井眼保持在产层中。地质导向钻井技术以随钻测量多种井底信 息为前提，以油气目的层为最终控制目标， 以油气目的层为最终控制目标 体现了现代钻井技术与测井、 油藏工程技术的相融合。
电源系统短节 MWD电子测量短节 伽马测量短节
电阻率测量短接
脉冲发生器 电子控制短节
1、地质导向钻井技术
胜利钻井院地质导向仪器与国外仪器主要技术经济指标对比表
¾具有自主知识产权的地质导向测量系统 ¾地质导向钻井系统平台 ¾地质导向钻井工艺配套技术 ¾地质导向薄层水平井钻井现场应用技术
1、地质导向钻井技术
胜利油田地质导向钻井系统简介
井下仪器 + 地面系统
司钻阅读器 压力传感器
+
上位机系统软件
泵冲传感器
地面接口箱
计算机
打印机 伽马、电阻率接口箱
井 下 仪 器 串
额定扭矩 承载能力 28000N.m 250t
敏捷的钻柱处理工具
管件重量 钻杆尺寸范围 钻铤尺寸范围 套管尺寸范围 2700kg （ 6000lbs ） 最大 5-1/2" 最大8" 最大13"
动力卡瓦
带对扣引鞋的铁钻工
兼数据处理、控制、 监视于一体的司钻房
一、地面自动化装备
M-I SWACO公司钻井液自动管理系统 ¾监测压力和固相控制参数 ¾自动进行钻井液性能调整
地质导向钻井 旋转导向钻井 自动垂直钻井 随钻测井技术 随钻地震技术
岩心录井 岩屑录井 泥浆录井 综合录井 钻进录井 地 质 预 告
塌
随钻实时确定 实时决策待钻井段轨迹 随钻动态诊断 随钻实时确定 实时决策待钻井段轨迹 随钻动态诊断 钻进过程 钻进过程 调控ECD 调控ECD 随钻确定 随钻确定 实际地质剖面 实际地质剖面 三维井轨可视化(旋转平移) 三维井轨可视化(旋转平移) 井下复杂情况 井下复杂情况 优化参数 优化参数 随钻井控 随钻井控 套管鞋位置 套管鞋位置 邻井、地区、井史
驱动自动化 (关键技术之二)
顶部驱动钻井系统 交流变频驱动:钻井泵/绞车/转盘 集多功能于一体的司钻自动控制系统 关键设备监控系统
控制系统自动化 (关键技术之三)
钻井液循环系统自动化
固控设备自动化、固控专家系统 钻井液性能在线测量
一、地面自动化装备
美国NOV公司的自动化钻机
带液压吊卡的 交流变频电驱动顶驱
LWD(ρ、γ、N-D、方位…)、井径、NRWR PWD(P井底孔隙压力、气体含量、气体成份、P破裂)、Tºc 旋转导向工具(井斜角、方位角、工具面角、井斜变化率、方位变化率) 钻头工作参数(井底钻压、井底转速、井底扭矩、弯矩、纵横加速度) 钻井液参数Q、P泵、P环、ECD(实时钻井液当量密度) 钻柱(分布式) 传感器 测力(拉压弯扭震) DDS短节 钻头指标 (进尺-时间)/钻速