高效钻探技术、提高油气井生产效率始终是全球石油公司发展的战略目标。石油钻探直井段防斜打快一直是世界性难题。
传统技术多采用轻压吊打,由于钻压受限,导致钻井周期长、还井身质量差,处理不当会导致中途填井重钻或报废。具有主动防斜、纠斜功能的垂直钻井工具成为防斜技术革命性的突破,化解了井身质量、钻井速度等因传统技术带来的弊端。
自2018年以来公司与合作伙伴斯伦贝谢一道,经过充分论证共同为甲方提供了一套经济、高效的垂直钻井技术服务方案,解决了塔里木盆地山前高陡构造、大倾角地层、逆掩推覆体地层等易斜井段钻井技术难题,有效地解放钻压、提高钻井速度、缩短钻井周期。
使用斯伦贝谢公司研发的 Power-V 垂直钻井工具, 该工具系统是一套全自动化旋转导向垂直钻井工具,主要由电子控制单元和机械偏置单元组成(如图1、图2)。
图1 Power-V 垂直钻井工具外观示意图
图2 Power-V 垂直钻井工具内部示意图
在井下工作时,电子控制部分测量出井底的井斜和方位,当与设定的工具面(低边)不同时,机械导向部分自动调整偏置系统上的推力块(Pad)产生主动的侧向力,作用于上井壁(高边),改变钻头作用方向,切削下井壁(低边),使井眼轨迹快速返回铅垂方向,实现降斜的目的(如图3)。
图3 Power-V 垂直钻井工具工作原理图
此工具特别适合于该区域自然造斜力强,地层倾角大于 40°的地层,其优点主要体现在:
1、简单高效,实现自动化的主动防斜和纠斜;
2、彻底解放钻压和转速,在防斜同时有效提高钻速;
3、井眼平滑,显著提高井身质量;
4、整个工具组合都能随着钻具一起旋转,降低卡钻风险。
截至2020年8月,德美高科垂直钻井技术服务在顺北油田、塔里木油田取得阶段性成果。在顺北油田4号、11号断裂条带和塔里木油田阿克莫木区块进行了7井次、12开次的服务中,累计进尺13487m,平均机械钻速提高1-3倍,井斜控制在0.8°以内,实现了钻进中对井斜的连续控制,特别是在顺北三超一高井(超深、超高压、超高温、高含酸性气体)的施工中,其适应性、稳定性及井斜控制精度等方面达到甚至超过了设计要求。
该技术的成果应用推广,获得了业主方的一致好评。为塔里木盆地山前井的防斜提速提供了技术手段,取得明显的社会效益及经济效益。
图4 顺北41X井垂直钻井技术服务表扬信
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