石油钻井工程技术发展与装备需求.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * 超深钻井与装备需求分析 （1）超深井界定 国外：完井垂深超过20000ft（6096m）的井； 国内：完井垂深在6000~9000m为超深井 （2）地质条件具有复杂性和不确定性 地层压力系统多、地层压力异常、地应力集中，高温、高压、高矿化度、高H2S浓度，地层破碎、地层塑性流变等地层不确定因素。 1、超深井钻井特点及现状 （3）对钻井技术和装备提出了更高的要求 多压力系统、高陡构造、难钻地层的安全优质高效钻井技术； 高密度、抗高温、抗污染钻井液技术； 井下复杂情况及事故预防与处理技术； 提高复杂层段小间隙固井质量技术； 超深井段压裂技术，先进技术装备的应用与发展。 世界上已钻成8000m以上的超深井12口，其中美国6口，中国只有1口。 国内深井钻井技术近年发展迅速： 1998年以来，国内完成超深井500余口，其中集团公司完成200余口。 集团公司国内（也是亚洲）最深的井——塔深1井，完钻井深8408m； 中石油完成的最深井——莫深1井，完钻井深7380m。 集团公司目前正在钻一口超深井——川科1井，设计井深8875m。 全球9000m以上的钻机共有100台左右，其中80余台在美国。美国超深井钻井水平较高。1999~2004年，美国台月钻井进尺是我国的2倍。 最近几年，随着超深油气藏开发的需要，超深复杂结构井（如超深定向井、水平井等）在川东北等地区开始应用。 （4）超深井钻井现状 2、超深井钻井技术装备现状及发展瓶颈 （1）超深井提速钻井技术 （2）超深复杂结构井技术 （3）超深小井眼技术 （4）超深欠平衡钻井及控压钻井技术 （5）超深井钻井液及固相控制技术 现 状 国内外提速技术和装备的研究热点 螺杆钻具+高效PDC钻头 旋冲钻井技术 旋转导向钻井技术 空化射流技术 涡轮钻具+金刚石钻头 欠平衡钻井和气体钻井技术 井底增压技术 （1）超深井提速钻井技术装备现状及发展瓶颈 由于螺杆耐温不足，在深部提速应用方面受到一定的限制； 国外的涡轮钻具比较成熟，而国内还处在现场试验阶段； 井底增压器国外应用较多，我国的井下增压泵输出压力为150MPa；但目前还不能进行大范围内的推广应用。 提高机械钻速 瓶 颈 现 状 国内技术和装备 国外技术和装备 光钻铤大钻压防斜技术 偏轴钻具组合防斜打快技术 刚柔钻具组合防斜打快技术 井下动力钻具防斜打快技术 PowerV 自动垂直钻井系统 VertiTak 自动垂直钻井系统 VDS自动垂直钻井系统 SDD自动直井钻井系统 ADD自动定向钻井系统 防斜打直 在井身质量控制方面，动力学防斜工具在高陡地层中 应用效果不理想。 自动垂直钻井工具防斜效果好，但费用较高。 仪器受深部地层高温高压限制，超深复杂结构井的井眼轨迹精 细控制较为困难。 瓶 颈 对于井壁失稳等复杂情况，工艺技术与设备工具方面比较薄弱。 在利用新技术和设备（反循环钻井、控压钻井技术和膨胀管技术等）处理井下复杂尚处于探索阶段。 减少井下复杂 国内钻井技术服务市场上国外仪器占的比例比较大。 国内厂家生产的MWD仪器，大多处于初级阶段，且技术指标与先进水平差距甚远，标称耐温125℃、耐压18000psi。 高温、高压、腐蚀给测量工具、螺杆和井控装置的优选带来很大困难。 （2）超深复杂结构井技术装备现状及发展瓶颈 现状 近几年，超深复杂结构井开始用于开发超深油气藏 利用“单弯螺杆+HTHP MWD+PDC钻头” 技术、地层自然造斜规律优选井位技术，有效控制了井身轨迹。 关键装备是高温高压随钻测量仪器，HALLIBURTON和BAKER HUGHES等生产的MWD仪器代表了国外随钻测量仪器水平，其中部分仪器抗温达到175℃，耐压到达20000Psi。 瓶颈 川东北和新疆地区的超深井普遍存在小井眼，平均段长在700m左右。 在提速方面，超深小井眼一般采用螺杆+PDC钻头，要求螺杆抗温超过120℃，连续作业时间超200h； φ127mm涡轮钻具在国外使用较多，国内目前还处在试验应用阶段。 在防斜打直方面，现场采用常规钟摆钻具+机械式无线随钻测斜仪，最高工作温度：260℃，最大适用井深：7000m。 国外已将连续油管用于钻超深小井眼，国内将其用于钻井的很少。 （3）超深小井眼技术装备现状及发展瓶颈 现 状 常规螺杆已经不适合超深小井眼钻进，且钻头选型困难； 井下测斜仪器还很难满足小井眼高温高压的要求； 超深小井眼钻柱受力复杂，对所用小尺寸钻具的要求高； 小井眼对流体侵入比较敏感，目前手动控制实现快速压井比较困难； 钻