新型防斜打快钻井技术在渤海油田的应用.pdf

钻采工艺2010年3月

·120·DRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYMar.2010

生产线上

新型防斜打快钻井技术在渤海油田的应用
刘小刚1,陶林2,孙长利2,孙东征1
(1中海石油(中国)有限公司天津分公司2中海石油基地集团监督监理技术公司)

刘小刚等.新型防斜打快钻井技术在渤海油田的应用.钻采工艺,2010,33(2):120-122
摘要:常规的防斜打直钻具组合(例如钟摆钻具)能在一定程度上达到直井防斜的目的,但是在高陡构造和
地应力异常地层防斜效果非常有限,而且大大地束缚了机械钻速的提高,造成了钻井成本大幅度增加,为此,中海
石油(中国)有限公司天津分公司结合中国海洋石油总公司“高陡构造复合钻井防斜打快技术研究”的科研成果,
在渤海湾选定了几口地层倾角较大的井,采用新型防斜打快钻井技术进行现场试验,结果标明,在井眼轨迹控制和
机械钻速提高方面都取得了不错的效果,在钻机日费昂贵的海上钻进具有广阔的应用前景。
关键词:防斜打快;高陡构造;机械钻速;海上钻井
中图分类号:TE242文献标识码:BDOI:10.3969/j.issn.1006-768X.2010.02.038

随着渤海湾的勘探开发程度的提高,渤海的探井从浅层件下,降斜力先增加,但是会达到一个结构参数的最大值,然
走向深层,地质构造从简单到复杂,钻井难度也在不断的增后降斜力下降,但是地层的增斜力通常随着钻压的增加而增
加,尤其是在大倾角、陡构造、断层、地应力异常地层钻直井加,从而使降斜力不能平衡地层的增斜力,导致井眼偏斜。
成了一项技术难题,如果井斜过大,会使井眼偏离地下设计2.新型防斜打快钻具组合机理分析
目标,无法达到勘探开发的目的,严重的会造成报废井眼,导中国海洋石油总公司的相关部门和专家针对这个技术
致严重的经济损失。使用传统的钻具组合包括钟摆钻具、塔难题运用新型的SABHA软件系统优化出了多套新型的防斜
式钻具、满眼钻具、偏轴钻具等都能在一定的程度上达到直打快钻具组合,新型防斜打快钻具组合具体的机理就是带双
井防斜的目的,但是这些技术都或多或少牺牲了一定的钻压稳定器的连续导向钻具组合在小井斜条件下,通过涡动特征
来达到目的,导致机械钻速变慢,建井周期偏长;能否在高陡实现了防斜目的,钻具组合中的重点是高速旋转的马达和钻
构造使用合适的钻具组合,尤其是将井下马达等工具应用到具的旋转相结合,再选取合适的近钻头扶正器和井眼之间的
钻具组合中,做到既能防斜又能打快?进一步解放机械钻间隙,从而使钻具在钻进的过程中产生涡动,导致钻具组合
速,节约钻井成本,这个课题对于日费昂贵的海上油田钻井的统计质心偏向井眼低边一侧,引起钻头对井壁的动态冲击
具有非常重要的现实意义。力体现出降斜趋势,而且这种降斜力远远大于常规钟摆钻具
组合的钟摆力,从而达到防斜的目的。经过新型的SABHA
一、新型防斜打快钻具机理分析
软件计算结果表明,在使用相同扶正器的情况下,新型的防
1.常规钟摆钻具机理分析斜打快钻具的降斜力远远大于是常规钟摆钻具降斜力。
对于常规钟摆钻具,其降斜机理在于给钻头提供一个降防斜打快钻具组合的主要机理体现在两个方面,第一个
斜力。理想的状态是钻头侧向力最大,同时钻柱又不发生引方面就是钻具组合的公转效应,小井斜时钻柱公转使底部钻
起钻头轴线偏向井眼高边的变形。这就要求钻压不宜过大,具转动产生防斜效果,根据统计数据结果可以明显看出钻头
尽量使近钻头稳定器以下钻柱与井壁不产生切点。在小钻在井眼内在低边运行几率较大,因此在直井中具有明显的防
压条件下,钻柱的变形不足以使钻铤发生变形并与井壁产生斜效果;第二个方面就是采用小弯角蜗轮钻具代替无角度蜗
切点。但是在大钻压的条件下,钻具和井壁常常会产生切轮钻具,增加了钻头的偏心距,复合钻井时会使底部钻具产
点,甚至多个切点,导致井眼发生偏斜,其防斜打直效果大打生涡动效应,可以有效控制井斜,同时由于应用蜗轮钻具大
折扣。尤其是在一些地层倾角较陡的地层钻进时,钟摆钻具大提高了钻头的旋转切削速度,有效提高了机械钻速。
的防斜效果更加受到限制,因为钟摆钻具的防斜效果主要取结合中国海洋石油总公司科研项目“高陡构造复合钻井
决于钟摆钻具提供的降斜力能够克服地层的增斜力,通常的防斜打快技术研究”的科研成果,根据渤海湾的地质构造情
计算结果证明,钟摆钻具的降斜力在一定的井眼和参数的条况,天津分公司钻井部在ª311.2mm井眼和ª215.9mm井眼

收稿日期:2008-12-01;修回日期:2010-03-01
作者简介:刘小刚(1978-),工程师,2002年毕业于石油大学(华东)石油工程专业,钻井总监,现为中海石油(中国)有限公司天津分公
司钻井部勘探钻井项目经理。地址:(300452)中国天津塘沽区501信