防斜打直钻井技术

防斜打直钻井技术防斜打直钻井技术防斜打直钻井技术防斜打直钻井技术二、井斜的危害三、钻井提速所做的主要工作五、防斜打直钻具组合与技术手段三、井斜的原因主要内容人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。防斜打直钻井技术一、井眼轨迹相关概念二、井斜的危害三、钻井提速所做的主要工作四、防斜打直基本原理五、防斜打直钻具组合与技术手段三、井斜的原因主要内容

直井井身质量主要是指直井井斜的程度，一般来说，井斜可由井斜角、方位角、井底水平位移、全角变化率等参数来衡量。直井井身质量考核标准通常是以最大井斜角、全角变化率、井底水平位移为主，以井径扩大率为辅。一、井眼轨迹相关概念

（一）井斜角井眼轴线上任一点的井眼方向线与通过该点的重力线之间的夹角，称为该点处的井斜角。

一、井眼轨迹相关概念

（二）方位角在以井眼轨迹上任一点为原点的平面坐标系中，以通过该点的正北方向线为始边，按顺时针方向旋转至井眼方向线在水平面上的投影线为终边，其所绕过的角度称为该点的方位角。一、井眼轨迹相关概念（三）井斜变化率单位井段内井斜角的变化值称为井斜变化率。通常以两测点间井斜角的变化量与两测点间井段长度的比值表示。常用单位为：°/25m、°/30m。由相邻两测点的井斜角计算值如下：Kα——井斜变化率，°/30m；α3、α2——3、2两测点井斜角，°；ΔL——3、2两测点间井段长，m；一、井眼轨迹相关概念（四）方位变化率单位井段内方位角的变化值称为方位变化率。通常以两测点间方位角的变化量与两测点间井段长度的比值表示。常用单位为：°/25m或°/30m。由相邻两测点的井斜方位角计算值而得：Kφ——井斜方位变化率，°/30m；φ3、φ2——3、2两测点井斜方位角，°；ΔL——3、2两测点间井段长，m；一、井眼轨迹相关概念（五）全角变化率单位长度井段内全角的变化值，或在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。它既包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化。又称狗腿严重度或井眼曲率。常用单位为：°/25m或°/30m。

平均曲率：K——井眼曲率，°/30m；φ；β——ΔL所对应的圆心角，°；ΔL——相邻两测点间井段长，m。一、井眼轨迹相关概念（六）井底水平位移它是指井口与井底两点在水平面上投影的连线长度，又称闭合距(单位为：m)。一、井眼轨迹相关概念（七）井斜角、方位角测量一般以电子多点或电测连斜为准。实钻中应及时测斜跟踪，了解井眼轨迹情况，如有超标趋势，及时修正钻井参数或更换钻具组合等，确保井身质量。一、井眼轨迹相关概念一、井眼轨迹相关概念思考题：为什么有的井井斜角并不超标，井底水平位移却超标了？为什么要对全角变化率严格考核？防斜打直钻井技术二、井斜的危害三、钻井提速所做的主要工作四、防斜打直基本原理五、防斜打直钻具组合与技术手段三、井斜的原因主要内容一、井眼轨迹相关概念（一）在地质勘探方面，造成地质资料失真，或错过油气层，造成勘探工作的失误；（二）在钻井施工方面，恶化钻具工作条件易发生疲劳破坏，易造成井壁坍塌和卡钻（键槽、粘附），易造成固井下套管困难和注水泥窜槽，或纠斜侧钻增加成本；（三）在开发采油方面，打乱合理的地下井网和开发方案，影响采收率（形成死油区）；影响分层开采和注水工作的正常进行，对抽油井也会引起油管和抽油杆的磨损或折断。

二、井斜的危害一、井眼轨迹相关概念主要内容三、井斜的原因二、井斜的危害五、防斜打直钻具组合与技术手段四、防斜打直基本原理防斜打直钻井技术钻井过程中产生井斜的主要因素归结为两方面，一个是地质地层因素，另一个是下部钻柱弯曲。地质地层因素钻柱弯曲客观存在主观影响三、井斜的原因1.层状地层对井斜的影响

在倾斜的层状地层中钻进时，由于在层面交界处岩石不能长时间支持钻压而趋向沿垂直层面发生破坏，因此井眼下倾一侧的层面上形成小斜台，它对钻头施加一个横向作用力，把钻头推向地层的上倾方向，从而引起井斜。地层倾角越大，成层性越强，钻压越大，则井斜也越大。三、井斜的原因（一）地质因素2.地层各向异性对井斜的影响沉积岩层不同方向的物性和强度是有差异的。而钻头总是有向着容易钻进的方向前进的趋势，一般在平行于层理的方向上岩石破碎比较困难，在垂直与层理的方向上岩石破碎比较容易，当地层呈倾斜状态时这种自然趋势必然导致井斜，地层倾角越大（不超过45°），井斜越大。三、井斜的原因（一）地质因素地层各向异性对井斜的影响三、井斜的原因（一）地质因素3.岩性软硬交错对井斜的影响当钻头从软地层进入硬地层时，一侧先遇到硬地层吃入少，一侧仍在软地层吃入多，致使钻头沿着地层上倾方向钻进；当钻头从硬地层进入软地层时，一侧先遇到软地层吃入多，一侧仍在硬地层吃入少，开始井眼有向地层下倾方向的趋势，但当钻出硬地层时在井壁一侧留下硬台阶，迫使钻头沿地层上倾方向钻进。三、井斜的原因（一）地质因素

地层特性是井斜产生的根本原因，也是不可人为改变的客观因素。如右图：柯28、282、33井距离山体越来越近，实钻数据也证实了地质因素对井斜的影响也越来越大。天山山脉的博格达山体

影响井斜的地质因素中，起主要作用的是地层倾角。如单从地质因素考虑，井斜角最大不会超过地层倾角。三、井斜的原因（一）地质因素钻进中在只考虑钻柱自转的情况下，当钻压较小时下部钻具保持直线稳定状态；当钻压增至某一临界值时下部钻具丧失稳定而发生弯曲，钻头及其相邻连接部分钻具的中心线偏离井眼轴线，使钻头与原井眼轴线产生一个钻头倾角，也会引起井斜。三、井斜的原因（二）钻柱受压弯曲对井斜的影响影响钻头倾角大小的因素钻压的大小下部钻具与已钻成井眼的间隙下部钻具组合三、井斜的原因（三）影响钻头倾角大小的因素钻头在井眼内左右移动，靠向一侧，钻头轴线与井眼轴线不重合，导致井斜。1.井眼扩大对井斜的影响三、井斜的原因（四）其他因素影响2.在钻遇断层、地层不整合界面时也容易发生井斜并常出现狗腿，在地质构造运动剧烈的破碎带，由于地层软硬交错，钻头工作不稳定，也容易发生井斜。三、井斜的原因（四）其他因素影响四、防斜打直基本原理思考题：

为什么钻时忽快忽慢时容易发生井斜？怎样才能减少钻头倾角对井斜的影响？

一、井眼轨迹相关概念主要内容四、防斜打直基本原理二、井斜的危害五、防斜打直钻具组合与技术手段三、井斜的原因防斜打直钻井技术PWFBFPFHFW根据W·B勃莱特雷提出的下部钻具小车模型（如图），在有一定井斜的井眼内，钻头上的横向偏斜力FH为弯曲引起的偏斜力FB和钟摆力FP的向量之和，同时考虑钻头与岩石的相互作用，则钻头上总的横向偏斜力等于地层造斜力Ff、弯曲偏斜力FB和钟摆力FP三部分的向量和：→→→→FT=Ff+FP+FB四、防斜打直基本原理当FT指向上井壁时，井斜就会增加；当FT指向下井壁时井斜就会降低；当FT=0时，即钻头上的合力指向与井眼轴线重复时井斜就会稳定不变。基本原理主要是：减少FP和FB等增斜因素的影响；消除FP和FB等增斜因素的影响；将FP、FB和Ff等增斜因素转化为降斜因素。PWFBFPFHFW四、防斜打直基本原理（一）采用小钻压，增大钟摆力。（二）提高第一切点的高度，增强钻铤的刚性和单位米重量，加大钟摆力。（三）采用大尺寸刚性钻具，控制地层造斜力同时减小钻头倾角。四、防斜打直基本原理（四）加大钻具的公转，使钻头在全方位内倾向均衡率增大，从而消除或减小钻头倾角的影响。实验证明，转盘转速越大，钻头倾角的倾向均衡率越高。（五）利用钻头造斜力，使钻头倾角倾向于降斜方向，从而增大纠斜力。四、防斜打直基本原理一、井斜的危害主要内容五、防斜打直钻具组合与技术手段二、井身质量控制四、防斜打直基本原理三、井斜的原因防斜打直钻井技术直井眼的防斜打直是困扰石油钻井界的一个非常重要的百年难题。尽管国内外许多专家、学者经过了不懈的努力，尽管国外已经出现了如VDS系统、POWER-V等新型主动性防斜打直技术，但对于国内外大多数油田来说，直井的防斜打快问题仍然困扰着人们，影响着油田的勘探开发。五、防斜打直钻具组合与技术手段⑴技术特点①该钻具组合以快保满、以满保直，可以加大钻压，提高机械钻速。②使用该钻具组合应随时掌握井眼轨迹变化，一旦产生井斜就会一直稳斜，甚至增斜。③满眼打直技术只适合地层倾角较小的地层，且刚钻出的井眼井径扩大率较小。（一）常见防斜钻具组合：五、防斜打直钻具组合与技术手段1.满眼钻具满眼F1L1L2L3F2F3⑴技术特点④该钻具组合不能纠斜，不能控制井斜大小，但可防止井斜突增。⑤该钻具组合适用于相对比较稳定的地层，一旦井壁失稳垮塌，处理复杂比较困难；另外，不宜在井眼曲率较大的井段使用，防止卡钻。五、防斜打直钻具组合与技术手段（一）常见防斜钻具组合：1.满眼钻具2.钟摆钻具钟摆钻具是利用形成井斜的井眼内第一切点以下钻铤重量的横向分力把钻头推向井壁下方，以达到逐渐减小井斜的效果。一般在第一切点略高一些的位置上安装一个扶正器，提高切点的位置，增大其下部钻铤的重量，使钟摆力增大；另外，扶正器对其下部钻铤还起到扶正的作用，从而减小钻头倾角，限制钻头造斜力。

五、防斜打直钻具组合与技术手段（一）常见防斜钻具组合F1F2双扶钟摆⑴技术特点①纠斜的效果主要取决于钟摆力。最理想的办法是采用大尺寸钻铤，以取得扶正器以下较大的钻铤长度和刚性，从而获得较大的钟摆力。②钟摆钻具是一个纠斜钻具，在地层倾角较小的油田或地区使用可以起到很好的纠斜效果，但地层倾角太大（如山前构造），钟摆力无法在小角度时平衡地层造斜力，使用效果会相对较差。（一）常见防斜钻具组合五、防斜打直钻具组合与技术手段2.钟摆钻具⑴技术特点③多数用于井斜角较大的井纠斜，其性能对钻压特别敏感。钻压增大（扶正器以下可能形成新的支点），则增斜力增大，钟摆力减小，因此只能使用小钻压“吊打”。不能有效控制井眼曲率，易形成“狗腿”。间隙对钟摆钻具组合性能的影响比较明显。（一）常见防斜钻具组合五、防斜打直钻具组合与技术手段2.钟摆钻具⑴技术特点④钟摆钻具组合在众多防斜、纠斜打直技术中，是使用最广泛的一种，能很好的起到纠斜效果。但钻压较小，因此它是以牺牲钻井速度和钻井效益为代价的防斜打直技术。PDC+螺杆钟摆钻具结构，纠斜效果很好且又能够提高钻速，但必须在适合PDC的地层中使用。五、防斜打直钻具组合与技术手段（一）常见防斜钻具组合2.钟摆钻具3.塔式钻具⑴技术特点①塔式钻具即在钻柱下部使用几段变径的钻铤，紧接钻头处的钻铤直径最大，往上直径递减。其特点是下部钻具的重量大，刚性强，重心低，与井眼的间隙小。这样，一方面能产生较大的钟摆力来防止井斜，另一方面稳定性好，有利于钻头的平稳工作。五、防斜打直钻具组合与技术手段（一）常见防斜钻具组合塔式钻具5”钻杆9”钻铤8”钻铤61/4”钻铤⑴技术特点②塔式钻具可以在牙轮钻头允许范围内，采用大钻压、低转速钻进，从而达到防斜打直和提高钻速的目的。（一）常见防斜钻具组合五、防斜打直钻具组合与技术手段3.塔式钻具⑴技术特点③下部钻具在钻压作用下弯曲与井壁接触，钻压越大，与井壁的接触点越多，接触点处钻铤对井壁的正压力越大，因此钻具与井壁间的摩擦力也就越大；在摩擦力的作用下，下部钻具就会以一定速度按反时针方向沿井壁绕井眼轴线旋转，从而形成公转。五、防斜打直钻具组合与技术手段（一）常见防斜钻具组合3.塔式钻具⑴技术特点④钻具的公转使得钻头倾角的倾向在全方位上几率相等，这样也就消除了钻头造斜力。但由于钻压较大，钻头至第一切点间钻铤长度短，钟摆力小，所以也只能适用于地层倾角、各向异性相对较小的硬地层。（一）常见防斜钻具组合五、防斜打直钻具组合与技术手段3.塔式钻具4.偏心、偏重钻具⑴基本原理当钻具旋转时产生一个朝向重边的离心力。钻具每转一圈就会有一次钟摆力与离心力的重合，这样对井壁产生较大的冲击纠斜力，使井斜角减小；钻具周期性的旋转不平衡，使下部钻具发生强迫振动，这种弹性的横向振动大大提高了钻头切削井壁下侧的纠斜能力,同时也增强了下部钻具的周转，消除自转时钻头倾角对井斜的影响。五、防斜打直钻具组合与技术手段（一）常见防斜钻具组合4.偏心、偏重钻具⑵技术特点该钻具组合特别是偏重钻铤不仅防斜、纠斜效果好，而且还可以使用较大钻压，提高机械钻速，但钻头工作状态不稳定，使用寿命较短。该钻具组合一般用于地层倾角相对较大的易斜地区，但仍不能解决大倾角地层的井斜控制问题。五、防斜打直钻具组合与技术手段（一）常见防斜钻具组合5.铰链式钻具组合铰接式钻具组合（柔性钻具）是由柔性接头及扶正器、短钻铤、钻铤等连接起来的钻具组合。原理：柔性接头是铰接式钻具组合的主要组件，是一只特殊的井下技术接头，作用如同万向节，能同时承受钻压和扭矩，其轴线通过肘节可在任意方向弯转，但不传递弯矩；五、防斜打直钻具组合与技术手段（一）常见防斜钻具组合5.铰链式钻具组合在合适的位置安装扶正器，使柔性接头中心位于井眼轴线之上，可改变钻具加压变形的挠曲方向，使近钻头扶正器紧贴于上井壁，在钻进中实现钻头倾角下倾，钻头不断地切削下井壁，从而达到防斜和纠斜的目的。五、防斜打直钻具组合与技术手段（一）常见防斜钻具组合5.铰链式钻具组合⑴技术特点①改钻头造斜力为钻头降斜力；②在钻井过程中，可实现正常钻压下的防斜与纠斜，无需控制钻压；③不需特殊仪器控制，能实现自动纠斜且纠斜力较强；④对钻井参数无特殊要求，钻压、转速可随意调整。（一）常见防斜钻具组合五、防斜打直钻具组合与技术手段5.铰链式钻具组合⑵应用情况由于铰接式钻具组合对钻井参数无特别要求，因此可以提高钻压，从而加快钻井速度，可以适用于地层硬、倾角大、相对比较稳定的地区。但该项防斜打直技术尚不成熟，需要进一步攻关。五、防斜打直钻具组合与技术手段（一）常见防斜钻具组合常规手段防斜打直技术措施保证钻机安装质量指重表灵敏准确上部井段严格控制质量严格进行井斜监控及时调整钻井参数扶正器尺寸满足要求易斜井段划眼修复井壁（二）常规手段防斜打直技术措施五、防斜打直钻具组合与技术手段五、防斜打直钻具组合与技术手段思考题：钟摆钻具、满眼钻具、塔式钻具组合各有哪些特点？常用钟摆钻具的结构是什么？1.人工纠斜技术—“反抠”反抠是指当井眼井斜达到一定度数时，下入单弯或弯接头及井下动力钻具，反方位钻进，人工降低井斜，保证井身质量的方法。一般采用大钻压钻进，在地层造斜力的作用下，当井斜接近最大设计数值或井底位移超标时，下入单弯或弯接头及井下动力钻具，反方位钻进达到一定井斜后，再下入满眼钻具，大钻压钻进，从而实现保证井身质量和提高机械钻速的目的。但这种方法至少增加一趟起下钻，井眼轨迹也可能存在一定问题。（三）防斜打直技术手段五、防斜打直钻具组合与技术手段2.导向钻井技术导向钻井技术是指将接在钻头附近的传感器所测得的各种数据通过电磁波或电缆传给MWD，再通过泥浆脉冲把信息传到地面，供控制人员识别地下情况，调整井眼轨迹的方法。其基本原理：转盘的旋转带动钻具的转动，井眼沿原来轴线延深；一旦井斜增大，即可调整好单弯或弯接头方向，反方位滑动钻进，达到降低井斜、连续钻进、保证井身质量的目的。五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段2.导向钻井技术使用这种导向钻井技术，钻头转速高，可提高机械钻速；能随时改变井斜与方位，减少起下钻次数，加快行程钻速。如高效牙轮（或PDC）＋单弯螺杆＋MWD防斜打快技术就是低速螺杆配合MWD仪器一起使用，可以及时掌握井眼轨迹参数，及时地做出调整，并且只要钻头寿命允许，基本上可以满足单只钻头钻完起钻。这样可以根据钻井过程中井斜变化情况，及时改变钻井方式，既保证了井身质量，又提高了机械钻速。虽然会增加一定的成本，但是降低了起下钻次数、工时延长等引发的钻井成本。（三）防斜打直技术手段五、防斜打直钻具组合与技术手段3.自动垂直钻井技术利用自动变径工具对钻头施加径向力，自动纠斜，保证钻头垂直钻进。其基本原理：在钻进过程中一旦发生井斜，从传感器测得的数据信息传给井下CPU进行处理并发出指令，安装在钻头附近传动轴外壳上的井下马达接到指令后，遥控可变径扶正器在井斜的方位上伸出扶正块，钻头下倾，井斜减小，从而提供了一种能够自动连续垂直钻进而无需地面人员参与过程控制的钻井方法。五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段该项技术称之为主动防斜打直技术，可以较好地解决高陡构造地区的直井打直问题，国外在这方面进行了探索，我国也在研制。这些工具或系统有VDS系统，SDD直井钻井系统，贝克休斯公司的VertiTrak系统，斯伦贝谢公司的Power-V系统等。但工具本身的成本太高，对于我国绝大部分油田或地区来讲，超过了所能接受的限度，大多都回避了这种方式，严重影响了该技术的普及和推广。3.自动垂直钻井技术五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段⑴自动垂直钻井技术的特点①连续测量井斜；②连续校正任何微小的井斜；③井下自动导向；④地面可实时监控井眼轨迹与井下工具的工作状态。五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段3.自动垂直钻井技术ZBE5000系统主要由连接钻头和钻柱的轴、发电机、电子控制系统、测斜仪、MWD脉冲发生器、导向滑块、液压泵、外壳组成。其工作原理：测斜仪监测到井斜后，将信号传递到电子控制系统，电子控制系统将激发导向液缸产生动作，将相应位置的导向滑块推出，这些导向控制块便牢牢地支撑在井壁上，并防止外壳旋转，给钻头一个侧向力，使钻头回到垂直方向。4.ZBE5000系统简介五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段液压导向控制系统的部件、传感器和电子系统位于导向块后面的腔室里。测量元件和导向元件所需的电能和液压能是由发电机和液压泵提供的。发电机是由旋转的钻柱和静止的外壳之间的相对运动来驱动的。系统使用MWD脉冲发生器传输在钻井过程中测量到的井斜数据、井下液缸压力、发电机的电压等数据。五、防斜打直钻具组合与技术手段4.ZBE5000系统简介（三）防斜打直技术手段五、防斜打直钻具组合与技术手段2005年，渤海钻探工程技术研究院从德国智能钻井公司引进3套垂直钻井系统，开启了国产化序幕。2006年～2007年初，国产系统在新疆塔里木油田迪那204井和迪那3井进行了两次先导性试验，针对存在的问题和技术缺陷，研究院先后对发电机、动密封等进行了多项技术改进。5.BH-VDT5000系统简介（三）防斜打直技术手段仪器失效2008年5月和2009年3月，改进后的垂直钻井系统先后在塔里木油田的克深5井和吐北4井进行了两次技术攻关试验，最终定型新系统的设计方案，开始着手研制具有渤海钻探品牌的BH-VDT5000垂直钻井系统，2009年11月，该系统在新疆库尔勒检测维修技术服务中心总装完成；次年12月起先后在塔里木油田克深3井和克深203井进行现场应用，出色完成了服务任务。

五、防斜打直钻具组合与技术手段5.BH-VDT5000系统简介（三）防斜打直技术手段五、防斜打直钻具组合与技术手段2011年5月，BH-VDT5000垂直钻井系统经中国工程院罗平亚院士、苏义脑院士以及国内钻井界资深专家、领导组成的专家组评定，确认达到国际先进水平，并与正式发布使用。（三）防斜打直技术手段5.BH-VDT5000系统简介6.POWER-V垂直钻井技术简介POWER-V是一套全自动化旋转导向的垂直钻井系统。在旋转钻进时进行连续性的井斜控制，从而使钻井参数得到完全解放，确保所钻井眼垂直。POWER-V在旋转钻进时进行连续性的近钻头井斜测量，根据井斜的变化，POWER-V会自动调整促动仪器，依靠促动仪器所发动的侧力以及侧力的方向使斜井段快速返回垂直，适用于自然造斜力特别强的地层。

五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段

Power-V系统结构原理主要由两部分组成,上部是控制部分(CU),

中部加长短接（ES），下部是执行部分(BU)五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段6.POWER-V垂直钻井技术简介转速传感器、流量变化传感器、震动传感器以及电池控制的时钟等，可以独立旋转或静止。电子控制部分固定在无磁钻铤内，通过数据传输口对电子控制部分进行编程、设定工作状态、读取数据和分析工作状态。其内部的结构见图：五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段6.POWER-V垂直钻井技术简介控制器(CU)工作原理:控制器(CU)是Power-V的大脑,指挥中枢。开泵后,发电机发电,测量系统测量出井底的井斜角和方位角,然后按照地面工程师的要求把其内部的电子控制部分固定在某一个方位上(即高边工具面角),从而实现无论钻柱如何旋转,控制器内部的控制轴始终对准在需要的方位上。如果需要调整控制轴的方位角,可以由地面工程师给控制器发送命令。五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段6.POWER-V垂直钻井技术简介按照一定的时间编排方式,在不同的时间开不同的工作排量,控制器内部的传感器探测到这个排量的变化后,由其内部的程序对其进行核对,如果与预先设定的某个指令吻合,就开始执行这个新的工作指令。（三）防斜打直技术手段6.POWER-V垂直钻井技术简介五、防斜打直钻具组合与技术手段加长短节（ES）加长短接内部装有一个钻井液滤网，负责过滤驱动机械部分当中推力块的钻井液。机械部分（BU）机械部分是一个纯机械执行装置,下接钻头，上接电子控制部分，主要由1个钻井液导流阀和3个推力块组成，推力块的伸缩动力由钻井液提供，并由控制阀分配。五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段6.POWER-V垂直钻井技术简介导流阀与电子控制部分的控制轴相连接，其方向由控制轴的方位而定。有2%-5%的钻井液首先经过这个导流阀分流，然后流向转到该方向上的某个推力块，推力块就伸出，推挤井壁，井壁对钻具产生一个反作用力，这就是钻头的侧向力,从而把钻头推向我们所需要的方位。当该推力块一转过这个位置后，钻井液的液压作用就转向下一个转到这里的2号推力块，从而2号推力块伸出推挤井壁。此时1号推力块已经缩回。这样周而复始，实现旋转导向钻进的功能。五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段6.POWER-V垂直钻井技术简介

⑴PowerV的特点

①钻具旋转时进行纠斜(不需滑动钻进)；②在钻进时自动感应井斜，并进行自动化纠斜，无线控制；③所有部件都旋转，减少摩擦力和阻力(钻压和扭矩传输更有效)；降低卡钻风险井眼更平滑(低狗腿度)减少井眼净化问题最大限度提高钻速

④解放钻压,正常钻进提高钻速； ⑤可以划眼和倒划眼。五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段6.POWER-V垂直钻井技术简介⑵PowerV系统对钻井液的要求Power-V系统可以适用于大部分泥浆体系，但考虑到对工具的冲蚀和井下信息测量的影响，要求泥浆要保持清洁，不能使用大颗粒堵漏材料，不能用铁矿粉加重。PH值要在9.5到12之间，泥浆含砂量控制在0.5%以下，以防止泥浆混入大粒径材料卡死转子叶轮。五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段6.POWER-V垂直钻井技术简介⑶PowerV系统对施工工具及施工的要求

①Power-V服务工程师必须在地面调整好电脑控制端的控制程序，然后组装好工具。

②Power-V工具入井前在井口进行测试，测试合格后方可入井。

③Power-V工具在井下工作时，必须有MWD随钻监测。

④Power-V工具的电脑控制部分和机械部分都有一定的寿命期，根据地层的岩性和监测的井斜情况判断工具是否需要更换。⑤钻进过程中，钻压的大小根据钻头、地层和机械钻速情况确定。五、防斜打直钻具组合与技术手段6.POWER-V垂直钻井技术简介（三）防斜打直技术手段⑶Power-V系统对施工工具及施工的要求⑥216mm井眼所用型号PD675的Power-V工作排量范围通常为28-35升/秒，311mm井眼所用型号PD900的Power-V工作排量范围通常为42-50升/秒，施工过程中必须满足工具排量的要求。⑦钻头压降的大小决定着推力块对井壁的推力程度，现场进行水力学计算，在总泵压允许的情况下，按照Power-V比较理想的工作压降选择钻头喷嘴尺寸并兼顾钻头水马力，压降大小要控制在4-5.5MPa范围之间。（三）防斜打直技术手段6.POWER-V垂直钻井技术简介五、防斜打直钻具组合与技术手段

⑶PowerV系统对施工工具及施工的要求⑧现场使用该工具期间，应以PDC钻头为主，如使用牙轮钻头则必须注意调整转盘转速以及工具降斜能力的设置，工具的降斜能力设置为100%，以免降低转速而影响井斜。⑨现场根据施工井段作出相应的施工设计。（三）防斜打直技术手段6.POWER-V垂直钻井技术简介五、防斜打直钻具组合与技术手段⑷Power-V垂直导向钻井技术在柯柯亚区块的应用吐哈油田柯柯亚区块位于丘陵构造带西段，属山前构造，整体为高陡断背斜，地层倾角一般为30-40°，极易井斜且方位变化很小；且砂砾岩、粉砂岩、细砂岩、砂岩、泥岩、煤层互层频繁，钻井过程中井斜控制非常困难。五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段6.POWER-V垂直钻井技术简介⑷Power-V垂直导向钻井技术在柯柯亚区块的应用为有效控制井斜,减小下部施工的难度,曾采用大尺寸钻铤塔式钻具组合,配合小钻压,轻压吊打,没有起到应有的防斜效果。后改用柔性钟摆、大钟摆等多套防斜、纠斜钻具组合配合小钻压钻进,没能控制井斜,且机械钻速慢,位移增长快。五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段6.POWER-V垂直钻井技术简介⑷Power-V垂直导向钻井技术在柯柯亚区块的应用在这种情况下,采用了单弯螺杆+MWD跟踪复合钻进纠斜防斜技术,虽然井斜控制得到改善，但钻井速度提高有限，也没能实现防斜打快。但是斯伦贝谢(Schumberger)公司的Power-V垂直导向钻井技术的应用，改变了轻压吊打的钻井方式，完全释放了钻压,有效地控制了井斜,解决了防斜和加大钻压之间的矛盾,大幅度地提高了钻井速度。五、防斜打直钻具组合与技术手段（三）防斜打直技术手段6.POWER-V垂直钻井技术简介∮311mm井眼不同钻井方式对比井号井段m－m进尺m纯钻h：min机速m/h井斜°钻井方式柯32井303.3m～1809.101505.8258:205.830.11-0.91Power－V柯28井537-24251888224:308.410.71-0.33Power－V柯20井307.3-2088.51781.2422:404.211.20-5.09常规Power-V垂直导向钻井技术在柯柯亚区块的应用五、防斜打直钻具组合与技术手段∮216mm井眼不同钻井方式对比井号井段m－m进尺m纯钻h：min机速m/h井斜°钻井方式柯21－5井826-27651939332:555.820.08-2.3-0.36Power－V柯241井80