贝克休斯 非常规钻井技术

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 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 最终目的 增产 提效 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 ATKExpress Gm ATKG3 Gm Res 导向马达 Gm 组合2 导向马达 Gm ATKG3 Gm Res 组合3 ATKExpress Gm ATKG3 Gm Res 组合4 导向马达 Gm 组合5 ATKExpress Gm 或ATKG3 Gm Res 以上仅针对造斜段和水平段 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 建议使用旋转导向钻井系统 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 OnTrak BCPM 导向头 导向装置AutoTrak LWD传感器模块 双向通讯和动力模块 优化旋转密度仪 ORD 井径校正中子仪 CCN 近钻头井斜1 0m 3ft 环空压力 ECD4 7m 16ft 方位伽马及伽马成像 5 0m16ft 电阻率6 1m 20ft 方位 旋转方位 井斜7 8m 25ft 测径14 9m 49ft 中子孔隙度18 0m 59ft 密度15 6m 51ft 振动与粘滑 7 8m25ft 动态诊断与压力20 1m 66ft Co Pilot 声波探测仪 SoundTrak AutoTrakG3 自动闭环旋转导向系统 AutoTrakRSS 复合式导向导向工具 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 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 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 恒定的导向矢量 导向力将钻具组合弯曲到已经有曲率的井眼中 钻头 指向 要导向的方向 旋转导向技术在大庆致密油中的应用 统计到2014年2月底 OnTrak BCPM 导向头 双向通讯和动力模块 近钻头井斜1 0m 3ft 环空压力 ECD4 7m 16ft 方位伽马及伽马成像 5 0m16ft 电阻率6 1m 20ft 方位 旋转方位 井斜7 8m 25ft 振动与粘滑 7 8m25ft 第一次在页岩油开发中应用旋转导向技术 AutoTrakeXpress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 AutoTrakCurve 高造斜率旋转导向 5 30m常规RSS 增加生产井段230m AutoTrakCurve旋转导向钻井系统 15 30m 高造斜率 整体集成钻井系统钻井性能超越传统螺杆系统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 AutoTrakCurve 为什么造斜率高 每个肋板自带两个液压装置 导向能力更强 自带特制的钻头 短 侧向切削能力强 工具面更稳定 缩短钻头与导向肋之间的距离 为了提高造斜能力 钻头与导向肋之间的距离已经最短 导向头更短 肋板与第一个扶正器的距离大大缩短 上部随钻测量工具柔性更大 进一步提高了造斜能力 1 02米 2 2米 AutoTrakCurve 其他优势 专为陆上钻井设计 采用了耐堵漏材料脉冲发生器 在井漏的紧急情况下 可以直接加堵漏材料 不会堵了工具 对泥浆固相含量等要求不高 可自动监测井底真实排量 并根据实际排量调整脉冲信号 保证数据上传质量 带方位伽玛 为时时地质导向提供理论依据 德国制造 构造简单 可靠性高 工具的稳定性和寿命更长 可以减少由于工具原因造成的起下钻的次数 现场操作简单 库房连接好后一个整体送往现场 现场无需其它操作 节省作业时间 降低风险 简单就是美 AutoTrakCurve应用实例 目前塔里木哈德区块两口井正在使用ATC 钻具组合如下 工具零长 AutoTrakCurve应用实例 第一口井的使用情况如下 备注 1 钻头 AT605PDC钻头 2 一趟钻 实现直井侧钻和造斜段段的钻进 节省了一趟钻 3 设计造斜率6 5 7 0度 30米 而工具在该区块可实现的造斜能力15 17度 30米 4 起钻原因 已达到设计的着陆点 起钻换带电阻的仪器钻进水平段 石油科技周报2014年第21期 针对非常而研发的两类钻头 2 Talon3D钻头 具有 17 2013BakerHughesIncorporated AllRightsReserved 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 稳定性导向性StaySharp 抛光切削齿发散式的排屑槽StayTough 耐磨堆焊专利的钢体材料更短的钻头长度 低速马达配合狮虎兽复合钻头的成功案例 钻头表现配合贝克休斯低速马达创造油田营城组造斜段进尺纪录非常平稳的扭矩波动代替邻井4只牙轮 机械钻速提高1倍满足高造斜率的要求钻头起出后显示以均匀磨损为主 钻头井底工作平稳 只有外肩部产生几颗崩齿背景和挑战高造斜率 6 5 30m地层岩性 大庆营城组3段高研磨性火成岩含砾砂岩 流纹质凝灰岩牙轮钻进机械钻速低 进尺短 不能满足提速需求贝克休斯解决方案和使用结果贝克休斯推荐使用8 英寸Kymera复合式新型钻头 低速高扭距马达 6 LSX 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 高性能水基钻井液体系LATIDRILL概述 特点 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 LATIBASE 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 减少磨阻 井眼稳定 随钻封堵 控制温度 LATIDRILL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 整个施工过程中 泥浆性能稳定 可靠 为甲方节省了至少13天的施工时间 59天包括井队处理井下复杂的时间 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 增产 降本 增效 产量 完井 改造 井位布署 取决于 前期地质研究 随钻测井 录井 RoqSCAN 井场岩屑的矿物学分析 优化 现场岩样矿物学分析 RoqSCAN 定量分析矿物成分和结构可鉴别超过70种元素和100种矿物颗粒尺寸和形状岩屑孔隙度孔隙分析尺寸长宽比分辨次生裂缝脆性计算井场实时分析 带X射线探测器的扫描电镜 具有电子色散谱和矿物定量分析软件 RoqSCAN样品准备 样品包括岩屑 岩芯或掉块非破坏性分析Core SWCasthinsectionsorresinblocks 用其矿物特性