防斜打直投影课件

钻井防斜打直技术主讲人：杲传良主讲人：杲传良 2006 2006年年1010月月提提 纲纲十二、防斜打直技术小结十二、防斜打直技术小结 一、一、钻井防斜技术综述钻井防斜技术综述二、二、国内外井斜控制技术的发展概况国内外井斜控制技术的发展概况三、三、偏轴防斜钻具偏轴防斜钻具四、四、螺杆防斜钻具螺杆防斜钻具五、五、复合钻进防斜技术复合钻进防斜技术六、六、胜和胜和1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果七、七、毛坝一井防斜打直技术毛坝一井防斜打直技术八、八、机械式无线随钻测斜仪机械式无线随钻测斜仪九、九、自动垂直钻井系统自动垂直钻井系统十、十、VertiTrakVertiTrak闭环直井钻井系统闭环直井钻井系统十一、十一、PowerVPowerV垂直钻井系统垂直钻井系统一、钻井防斜技术综述一、钻井防斜技术综述技术难题技术难题安全隐患。安全隐患。高陡构造高陡构造大倾角地层大倾角地层制约质量、效益、成败制约质量、效益、成败勘探开发工作量增大勘探开发工作量增大一、钻井防斜技术综述一、钻井防斜技术综述1 1 1 1、井斜原因、井斜原因、井斜原因、井斜原因1 1 1 1）地层因素）地层因素）地层因素）地层因素地层造斜力地层造斜力 Ff=A*PFf=A*P其中：其中：A A：岩石各向异性指数岩石各向异性指数（与地层倾角成正比）（与地层倾角成正比）P P：钻压钻压 直线稳定状态直线稳定状态 P PP1P1 一次弯曲状态一次弯曲状态 P1PP1PP2P2 二次弯曲临界状态二次弯曲临界状态 PP2PP2 二次弯曲状态二次弯曲状态 P PP2P22 2）下部钻具弯曲的影响）下部钻具弯曲的影响一、钻井防斜技术综述一、钻井防斜技术综述1 1 1 1、井斜原因、井斜原因、井斜原因、井斜原因MPFpFmFzW两大增斜因素两大增斜因素钻头倾角钻头倾角钻头侧向力钻头侧向力FbFb Fb Fb=FpFp-FzFzFm Fm FpFp=P.sin=P.sin 一、钻井防斜技术综述一、钻井防斜技术综述2 2）下部钻具弯曲的影响）下部钻具弯曲的影响1 1 1 1、井斜原因、井斜原因、井斜原因、井斜原因2、常规防斜纠斜技术、常规防斜纠斜技术1)1)刚性满眼钻具刚性满眼钻具组合防斜组合防斜满眼钻具满眼钻具方钻铤方钻铤满满眼眼钻钻具具方方钻钻铤铤钻头钻头高高刚刚度度钻钻铤铤满满眼眼稳稳定定器器方方钻钻铤铤一、钻井防斜技术综述一、钻井防斜技术综述2 2）钟摆力纠斜）钟摆力纠斜塔式钻具组合塔式钻具组合钟摆钻具组合钟摆钻具组合钟钟摆摆钻钻具具组组合合钻头钻头塔塔式式钻钻具具组组合合不不同同尺尺寸寸钻钻铤铤高高刚刚度度钻钻铤铤满满眼眼稳稳定定器器一、钻井防斜技术综述一、钻井防斜技术综述2、常规防斜纠斜技术、常规防斜纠斜技术q离心力防斜纠斜技术离心力防斜纠斜技术q利用钻具弯曲防斜纠斜技术利用钻具弯曲防斜纠斜技术q导向钻井防斜纠斜技术导向钻井防斜纠斜技术q井下专用工具防斜纠斜技术井下专用工具防斜纠斜技术3、井斜控制技术的发展、井斜控制技术的发展一、钻井防斜技术综述一、钻井防斜技术综述偏轴防斜钻具偏轴防斜钻具螺杆防斜钻具组合螺杆防斜钻具组合复合防斜钻进技术复合防斜钻进技术自动垂直钻井工具自动垂直钻井工具VertiTrack闭环直井钻井工具闭环直井钻井工具PowerV垂直钻井系统垂直钻井系统一、钻井防斜技术综述一、钻井防斜技术综述3、井斜控制技术的发展、井斜控制技术的发展二、国内外井斜控制技术的发展概况二、国内外井斜控制技术的发展概况形成：形成：二十世纪七十二十世纪七十八十年代八十年代原理：原理：特点：特点：1、离心力防斜、纠斜技术离心力防斜、纠斜技术旋转离心力旋转离心力自转自转公转公转作用方向同步变化作用方向同步变化消除弯曲造成的井斜消除弯曲造成的井斜适合高钻压高转速适合高钻压高转速有利于提高钻井效率有利于提高钻井效率二、国内外井斜控制技术的发展概况二、国内外井斜控制技术的发展概况钻头钻头偏重钻铤偏重钻铤满眼稳定器满眼稳定器1、离心力防斜、纠斜技术离心力防斜、纠斜技术满满眼眼稳稳定定器器加加偏偏重重钻钻铤铤钻具组合：钻具组合：二、国内外井斜控制技术的发展概况二、国内外井斜控制技术的发展概况钻头钻头欠尺寸稳定器欠尺寸稳定器钻铤钻铤弯接头弯接头1、离心力防斜、纠斜技术离心力防斜、纠斜技术弯弯接接头头钻钻具具组组合合钻具组合：钻具组合：二、国内外井斜控制技术的发展概况二、国内外井斜控制技术的发展概况钻头钻头钻铤钻铤偏轴接头偏轴接头稳定器稳定器偏偏轴轴钻钻具具组组合合1、离心力防斜、纠斜技术离心力防斜、纠斜技术钻具组合：钻具组合：二、国内外井斜控制技术的发展概况二、国内外井斜控制技术的发展概况将钻头倾角和侧向力转化为降斜因素将钻头倾角和侧向力转化为降斜因素2、利用钻具弯曲防斜、纠斜技术、利用钻具弯曲防斜、纠斜技术欠尺寸稳欠尺寸稳定器定器双双柔柔性性钻钻具具组组合合柔柔性性钟钟摆摆钻钻具具组组合合二、国内外井斜控制技术的发展概况二、国内外井斜控制技术的发展概况3、导向钻井防斜、纠斜技术、导向钻井防斜、纠斜技术钻头钻头直马达直马达小度数小度数弯马达弯马达 直马直马达复合达复合导向钻导向钻井井 小弯度小弯度马达复合马达复合导向钻井导向钻井二、国内外井斜控制技术的发展概况二、国内外井斜控制技术的发展概况自动垂直钻井系统自动垂直钻井系统VertiTrak闭环直井钻井系统闭环直井钻井系统PowerV垂直钻井系统垂直钻井系统等等4、利用井下专用工具防斜、纠斜技术、利用井下专用工具防斜、纠斜技术前苏联前苏联HCYHCY防斜装置防斜装置西安石油学院水力防斜工具西安石油学院水力防斜工具长庆钻采院压不弯钻铤长庆钻采院压不弯钻铤重锤冲击式纠斜器重锤冲击式纠斜器5 5、其它防斜、纠斜技术、其它防斜、纠斜技术二、国内外井斜控制技术的发展概况二、国内外井斜控制技术的发展概况三、三、偏偏 轴轴 防防 斜斜 钻钻 具具一个偏轴接头一个偏轴接头+若干根钻铤若干根钻铤弓形回旋运动弓形回旋运动均匀切削井壁四周均匀切削井壁四周切点上移切点上移较强的纠斜力较强的纠斜力1、偏轴钻具的组成与防斜原理、偏轴钻具的组成与防斜原理三、三、偏偏 轴轴 防防 斜斜 钻钻 具具公转和冲击公转和冲击离心力离心力F=men2式中式中m-集中质量（集中质量（kg）e-质量偏轴距（质量偏轴距（mm）n-转速（转速（r/min）me-不平衡度不平衡度1、偏轴钻具的组成与防斜原理、偏轴钻具的组成与防斜原理三、三、偏偏 轴轴 防防 斜斜 钻钻 具具图图2 2 钻头平均侧向力变化规律钻头平均侧向力变化规律1、偏轴钻具的组成与防斜原理、偏轴钻具的组成与防斜原理三、三、偏偏 轴轴 防防 斜斜 钻钻 具具SK1井井二开，最大井斜仅为二开，最大井斜仅为220，机械钻速提高近一，机械钻速提高近一倍倍三开，井斜三开，井斜4，机械钻速提高近一倍，机械钻速提高近一倍侧钻后，井斜侧钻后，井斜5，机械钻速提高，机械钻速提高66%2、偏轴防斜钻具组合的现场应用、偏轴防斜钻具组合的现场应用1、螺杆防斜钻具的组成与优势、螺杆防斜钻具的组成与优势四、螺四、螺 杆杆 防防 斜斜 钻钻 具具设计成钟摆钻具设计成钟摆钻具利用高转速提高纠斜能力利用高转速提高纠斜能力纠斜能力是常规钟摆钻具的纠斜能力是常规钟摆钻具的24倍倍提高机械钻速。提高机械钻速。四、螺四、螺 杆杆 防防 斜斜 钻钻 具具组合型式：组合型式：钟摆钟摆+螺杆螺杆钟摆钟摆+柔性柔性+螺杆螺杆PDC钻头钻头+螺杆钻具组合螺杆钻具组合1、螺杆防斜钻具的组成与优势、螺杆防斜钻具的组成与优势四、螺四、螺 杆杆 防防 斜斜 钻钻 具具2、螺杆防斜钻具的现场应用、螺杆防斜钻具的现场应用 新疆天山地区某井新疆天山地区某井地层倾角地层倾角5070钻具：钻具：PDC钻头钻头+螺杆钻具组合螺杆钻具组合效果：井斜由效果：井斜由3降为降为2机械钻速提高机械钻速提高50100%四、螺四、螺 杆杆 防防 斜斜 钻钻 具具 川东地区川东地区2口井口井1911910.690.692.012.01544.96544.96 PDC PDC215.9215.9311.1311.1天东天东某某2 2井井1511510.690.691.731.73460.71460.71 PDC PDC215.9215.9311.1311.1天东天东某某1 1井井同比同比提高提高（%）*对比井对比井 机械钻速机械钻速 （m/hm/h）平均机平均机械钻速械钻速（m/hm/h）总进尺总进尺（m m）钻头钻头类型类型螺杆钻螺杆钻具尺寸具尺寸（mmmm）井眼井眼尺寸尺寸（mmmm）井号井号2、螺杆防斜钻具的现场应用、螺杆防斜钻具的现场应用五五、复合钻进防斜技术复合钻进防斜技术特点：出现井斜、滑动钻进、定向纠斜特点：出现井斜、滑动钻进、定向纠斜降斜后，旋转钻进降斜后，旋转钻进优点：减少起下钻次数、优点：减少起下钻次数、提高机械钻速、提高机械钻速、缩短钻井周期。缩短钻井周期。五五、复合钻进防斜技术复合钻进防斜技术q复合钻进防斜技术的应用效果复合钻进防斜技术的应用效果钻具组合：钻具组合：“高效高效PDC钻头钻头+中空螺杆中空螺杆”钻井方式：滑动导向与旋转钻进相结合钻井方式：滑动导向与旋转钻进相结合建井周期：由建井周期：由40.47天缩短到天缩短到35.16天天吐哈油田吐哈油田五五、复合钻进防斜技术复合钻进防斜技术毛坝毛坝1井井复合钻进复合钻进纠斜打快纠斜打快机械钻速提高机械钻速提高59%q复合钻进防斜技术的应用效果复合钻进防斜技术的应用效果六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 开钻序号开钻序号井眼尺寸井眼尺寸（mm）钻达深度钻达深度（m）套管尺寸套管尺寸（mm）套管下深套管下深（m）导管导管72020一开一开660.4201508200二开二开444.51502339.71500三开三开311.154202244.54200四开四开215.95500177.839005500表表1.胜和胜和1井设计井身结构井设计井身结构表2.胜和井上部地层分层六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 地层地层设计设计实际实际备备注注底深底深m厚厚m底深底深m厚度厚度m普司格组普司格组180180/上上部部紫紫色色泥泥岩岩与与灰灰紫紫色色粉粉细细砂砂岩岩不不等等厚厚互层，下部紫红色泥岩、粉砂质泥岩。互层，下部紫红色泥岩、粉砂质泥岩。二迭克孜二迭克孜里奇曼组里奇曼组450270115115上上部部灰灰色色泥泥晶晶灰灰岩岩，中中部部灰灰色色泥泥灰灰岩岩石石膏，下部灰白色生物灰岩、泥晶灰岩。膏，下部灰白色生物灰岩、泥晶灰岩。塔哈奇组塔哈奇组4843413823顶部紫色石英岩，底部灰色灰岩。顶部紫色石英岩，底部灰色灰岩。石炭系阿石炭系阿孜干组孜干组667183245107上上部部灰灰色色泥泥晶晶灰灰岩岩，中中部部灰灰色色、灰灰白白色色块状灰岩，下部灰色瘤状灰岩。块状灰岩，下部灰色瘤状灰岩。石炭系卡石炭系卡拉乌依组拉乌依组7154828540灰白色灰岩夹褐色、杂色粉砂岩。灰白色灰岩夹褐色、杂色粉砂岩。志留志留-泥盆泥盆系系2990227536433358灰绿色千枚岩夹变质砂岩，含石英脉。灰绿色千枚岩夹变质砂岩，含石英脉。表表2.胜和井上部地层分层胜和井上部地层分层六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 444.5mm大井眼，钻压低，机械钻速特别慢，日进尺不足大井眼，钻压低，机械钻速特别慢，日进尺不足10m表表3.胜和胜和1井上部井段测斜情况井上部井段测斜情况序号序号测深测深m井斜井斜层位层位岩性岩性测斜方式测斜方式138.81二叠系克孜里奇曼组二叠系克孜里奇曼组灰岩灰岩虹吸虹吸273.861二叠系克孜里奇曼组二叠系克孜里奇曼组灰岩灰岩虹吸虹吸3206.371石炭系阿孜干组石炭系阿孜干组灰岩灰岩虹吸虹吸4265.051石炭系卡拉乌依组石炭系卡拉乌依组灰岩灰岩单点单点5274.021.5石炭系卡拉乌依组石炭系卡拉乌依组灰岩灰岩单点单点6290.311志留志留-泥盆系泥盆系千枚岩千枚岩虹吸虹吸7300.952.5志留志留-泥盆系泥盆系千枚岩夹变质砂岩千枚岩夹变质砂岩单点单点8329.395志留志留-泥盆系泥盆系千枚岩夹变质砂岩千枚岩夹变质砂岩单点单点9357.966.5志留志留-泥盆系泥盆系千枚岩夹变质砂岩千枚岩夹变质砂岩单点单点10374.718志留志留-泥盆系泥盆系千枚岩夹变质砂岩千枚岩夹变质砂岩单点单点11397.9010志留志留-泥盆系泥盆系千枚岩夹变质砂岩千枚岩夹变质砂岩单点单点六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 1、地层片理引起的井斜、地层片理引起的井斜胜和胜和1井浅变质岩地层井斜原因分析：井浅变质岩地层井斜原因分析：2、断裂滑动面引起的井斜、断裂滑动面引起的井斜3、地层软硬变化引起的井斜、地层软硬变化引起的井斜v从从力力学学角角度度，仅仅仅仅通通过过钻钻具具组组合合变变化化进进行行防防斜斜纠纠斜已难达到目的。斜已难达到目的。六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果钻具结构钻具结构444.5mm钻头钻头偏轴接头（偏轴接头（241mm70mm,偏心距偏心距30mm）1、技术方案、技术方案(1)偏轴防斜纠斜系统偏轴防斜纠斜系统六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 图图3.偏轴接头与钻头处支反力随钻压变化曲线偏轴接头与钻头处支反力随钻压变化曲线注：注：Nb1Nb1、Nb2:Nb2:钻头处支反力，钻头处支反力，Ns1Ns1、Ns2:Ns2:台阶处支反力，台阶处支反力，下标下标1 1：表示下台阶接触下井壁；下标：表示下台阶接触下井壁；下标2 2：表示上台阶接触下井壁。：表示上台阶接触下井壁。1、技术方案、技术方案(1)偏轴防斜纠斜系统偏轴防斜纠斜系统q偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 图图4.4.偏轴接头与钻头处支反力随转速变化曲线偏轴接头与钻头处支反力随转速变化曲线1、技术方案、技术方案(1)偏轴防斜纠斜系统偏轴防斜纠斜系统q偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 (2)柔性钟摆钻具防斜纠斜柔性钟摆钻具防斜纠斜q偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果1、技术方案、技术方案2.应用结果分析应用结果分析六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 序号序号井段井段段长段长(m)测深测深(m)井斜井斜()钻压钻压(k)N转速转速(r/min)钻速钻速(m/h)钻具钻具组合组合1681.16695.1614694.254.251020700.43偏轴偏轴钻具钻具695.16707.3812.22704.164.5180200552.72707.38719.3511.97716.655.51020700.39719.35733.7814.43729.735.75180200602.342733.78745.8212.06741.805.2520700.32柔性柔性钟摆钟摆745.82752.006.18747.974.520700.29752.00762.7710.77758.776.5170180602.87762.77781.6818.91777.183.520700.37781.68788.646.96784.643.2520700.323790.44795.875.45795.875190220502.54偏轴偏轴钻具钻具795.87810.6914.82810.695190220502.40810.69823.7313.04819.704.2520700.33柔性柔性钟摆钟摆823.73841.1017.37837.10320700.314841.10853.0011.9847.96320700.35偏轴偏轴钻具钻具853.00859.006859.004.75190220501.82859.00869.2010.2869.206.5190220502.26869.20883.5514.35882.006.75190220502.31表表4.胜和胜和1井偏轴与柔性钟摆应用数据井偏轴与柔性钟摆应用数据q偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果2.应用结果分析应用结果分析六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果图4.偏轴与柔性钟摆纠斜数据图0246810121416182022650700750800850900井斜(度)钻压(tons)钻速(m/h)柔性钟摆偏轴2.应用结果分析应用结果分析六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果序号序号井段井段段长段长(m)测深测深(m)井斜井斜()钻压钻压(k)N转速转速(r/min)钻速钻速(m/h)钻具钻具组合组合1681.16695.1614694.254.251020700.43偏轴偏轴钻具钻具695.16707.3812.22704.164.5180200552.72707.38719.3511.97716.655.51020700.39719.35733.7814.43729.735.75180200602.342733.78745.8212.06741.805.2520700.32柔性柔性钟摆钟摆745.82752.006.18747.974.520700.29752.00762.7710.77758.776.5170180602.87762.77781.6818.91777.183.520700.37781.68788.646.96784.643.2520700.323790.44795.875.45795.875190220502.54偏轴偏轴钻具钻具795.87810.6914.82810.695190220502.40810.69823.7313.04819.704.2520700.33柔性柔性钟摆钟摆823.73841.1017.37837.10320700.314841.10853.0011.9847.96320700.35偏轴偏轴钻具钻具853.00859.006859.004.75190220501.82859.00869.2010.2869.206.5190220502.26869.20883.5514.35882.006.75190220502.31表表4.胜和胜和1井偏轴与柔性钟摆应用数据井偏轴与柔性钟摆应用数据“偏轴钻具防斜系统偏轴钻具防斜系统”共加压（钻共加压（钻压压200220kN）钻进钻进4个井段，分个井段，分7段监控测斜，其中段监控测斜，其中3个测斜段井斜增个测斜段井斜增加迅速。加迅速。2.应用结果分析应用结果分析六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果序号序号井段井段段长段长(m)测深测深(m)井斜井斜()钻压钻压(k)N转速转速(r/min)钻速钻速(m/h)钻具钻具组合组合1681.16695.1614694.254.251020700.43偏轴偏轴钻具钻具695.16707.3812.22704.164.5180200552.72707.38719.3511.97716.655.51020700.39719.35733.7814.43729.735.75180200602.342733.78745.8212.06741.805.2520700.32柔性柔性钟摆钟摆745.82752.006.18747.974.520700.29752.00762.7710.77758.776.5170180602.87762.77781.6818.91777.183.520700.37781.68788.646.96784.643.2520700.323790.44795.875.45795.875190220502.54偏轴偏轴钻具钻具795.87810.6914.82810.695190220502.40810.69823.7313.04819.704.2520700.33柔性柔性钟摆钟摆823.73841.1017.37837.10320700.314841.10853.0011.9847.96320700.35偏轴偏轴钻具钻具853.00859.006859.004.75190220501.82859.00869.2010.2869.206.5190220502.26869.20883.5514.35882.006.75190220502.31表表4.胜和胜和1井偏轴与柔性钟摆应用数据井偏轴与柔性钟摆应用数据井段井段790.44795.87m，段长段长5.45m，井斜增井斜增加加1.75，增斜率增斜率32/100m；井段井段853.00859.00m，段长段长6.00m，井斜增井斜增加加1.75，增斜率增斜率29/100m；井段井段859.00869.20m，段长段长10.20m，井斜增加井斜增加1.75，增斜，增斜率率17/100m。2.应用结果分析应用结果分析六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果序号序号井段井段段长段长(m)测深测深(m)井斜井斜()钻压钻压(k)N转速转速(r/min)钻速钻速(m/h)钻具钻具组合组合1681.16695.1614694.254.251020700.43偏轴偏轴钻具钻具695.16707.3812.22704.164.5180200552.72707.38719.3511.97716.655.51020700.39719.35733.7814.43729.735.75180200602.342733.78745.8212.06741.805.2520700.32柔性柔性钟摆钟摆745.82752.006.18747.974.520700.29752.00762.7710.77758.776.5170180602.87762.77781.6818.91777.183.520700.37781.68788.646.96784.643.2520700.323790.44795.875.45795.875190220502.54偏轴偏轴钻具钻具795.87810.6914.82810.695190220502.40810.69823.7313.04819.704.2520700.33柔性柔性钟摆钟摆823.73841.1017.37837.10320700.314841.10853.0011.9847.96320700.35偏轴偏轴钻具钻具853.00859.006859.004.75190220501.82859.00869.2010.2869.206.5190220502.26869.20883.5514.35882.006.75190220502.31表表4.胜和胜和1井偏轴与柔性钟摆应用数据井偏轴与柔性钟摆应用数据有有4个测个测斜段基本斜段基本能够稳斜。能够稳斜。v与吊打相比，可与吊打相比，可以解放钻压以解放钻压900%，机械钻速提高，机械钻速提高6倍。倍。2.应用结果分析应用结果分析六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果序号序号井段井段段长段长(m)测深测深(m)井斜井斜()钻压钻压(k)N转速转速(r/min)钻速钻速(m/h)钻具钻具组合组合1681.16695.1614694.254.251020700.43偏轴偏轴钻具钻具695.16707.3812.22704.164.5180200552.72707.38719.3511.97716.655.51020700.39719.35733.7814.43729.735.75180200602.342733.78745.8212.06741.805.2520700.32柔性柔性钟摆钟摆745.82752.006.18747.974.520700.29752.00762.7710.77758.776.5170180602.87762.77781.6818.91777.183.520700.37781.68788.646.96784.643.2520700.323790.44795.875.45795.875190220502.54偏轴偏轴钻具钻具795.87810.6914.82810.695190220502.40810.69823.7313.04819.704.2520700.33柔性柔性钟摆钟摆823.73841.1017.37837.10320700.314841.10853.0011.9847.96320700.35偏轴偏轴钻具钻具853.00859.006859.004.75190220501.82859.00869.2010.2869.206.5190220502.26869.20883.5514.35882.006.75190220502.31表表4.胜和胜和1井偏轴与柔性钟摆应用数据井偏轴与柔性钟摆应用数据其中其中707.38719.35m井段增斜井段增斜明显，段长明显，段长11.97m，井斜由井斜由4.5增加到增加到5.5度，增斜率：度，增斜率：8/100m。使用使用20kN钻压钻压吊打钻进吊打钻进3井段。井段。2.应用结果分析应用结果分析六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果序号序号井段井段段长段长(m)测深测深(m)井斜井斜()钻压钻压(k)N转速转速(r/min)钻速钻速(m/h)钻具钻具组合组合1681.16695.1614694.254.251020700.43偏轴偏轴钻具钻具695.16707.3812.22704.164.5180200552.72707.38719.3511.97716.655.51020700.39719.35733.7814.43729.735.75180200602.342733.78745.8212.06741.805.2520700.32柔性柔性钟摆钟摆745.82752.006.18747.974.520700.29752.00762.7710.77758.776.5170180602.87762.77781.6818.91777.183.520700.37781.68788.646.96784.643.2520700.323790.44795.875.45795.875190220502.54偏轴偏轴钻具钻具795.87810.6914.82810.695190220502.40810.69823.7313.04819.704.2520700.33柔性柔性钟摆钟摆823.73841.1017.37837.10320700.314841.10853.0011.9847.96320700.35偏轴偏轴钻具钻具853.00859.006859.004.75190220501.82859.00869.2010.2869.206.5190220502.26869.20883.5514.35882.006.75190220502.31表表4.胜和胜和1井偏轴与柔性钟摆应用数据井偏轴与柔性钟摆应用数据“柔性钟摆钻具组合柔性钟摆钻具组合”下下井井2次，分为次，分为4个钻进段，个钻进段，其中轻压吊打纠斜钻进其中轻压吊打纠斜钻进3个个井段，采用井段，采用20kN钻压吊打，钻压吊打，纠斜效果明显。纠斜效果明显。降斜率最高的井段是降斜率最高的井段是762.77781.68m，段长：段长：18.91m，井斜角由井斜角由6.5降到降到3.5，降斜率：，降斜率：-20.8/100m。2.应用结果分析应用结果分析六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果序号序号井段井段段长段长(m)测深测深(m)井斜井斜()钻压钻压(k)N转速转速(r/min)钻速钻速(m/h)钻具钻具组合组合1681.16695.1614694.254.251020700.43偏轴偏轴钻具钻具695.16707.3812.22704.164.5180200552.72707.38719.3511.97716.655.51020700.39719.35733.7814.43729.735.75180200602.342733.78745.8212.06741.805.2520700.32柔性柔性钟摆钟摆745.82752.006.18747.974.520700.29752.00762.7710.77758.776.5170180602.87762.77781.6818.91777.183.520700.37781.68788.646.96784.643.2520700.323790.44795.875.45795.875190220502.54偏轴偏轴钻具钻具795.87810.6914.82810.695190220502.40810.69823.7313.04819.704.2520700.33柔性柔性钟摆钟摆823.73841.1017.37837.10320700.314841.10853.0011.9847.96320700.35偏轴偏轴钻具钻具853.00859.006859.004.75190220501.82859.00869.2010.2869.206.5190220502.26869.20883.5514.35882.006.75190220502.31表表4.胜和胜和1井偏轴与柔性钟摆应用数据井偏轴与柔性钟摆应用数据2.应用结果分析应用结果分析加压（加压（180KN）钻进钻进1个井段，井个井段，井斜增加迅速。自斜增加迅速。自752762.77m，段段长长10.77m，井斜由井斜由4.5增加到增加到6.5，增斜率增斜率29.5/100m。加压钻进与吊打相比钻压提高加压钻进与吊打相比钻压提高800%，钻速提高，钻速提高8倍多。倍多。六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果偏轴与柔性钟摆钻具防斜打快技术应用效果3.认识认识(1)由由于于地地层层片片理理影影响响，钻钻压压大大小小对对井井斜斜变变化化影影响响很很大；大；(2)偏偏轴轴钻钻具具在在岩岩层层片片理理面面倾倾角角倾倾向向复复杂杂多多变变的的地地层中，性能不稳定；层中，性能不稳定；(3)柔性钟摆钻具组合，难以井斜控制。柔性钟摆钻具组合，难以井斜控制。六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用 为了解放钻压，达到控制井斜、提高机械钻速为了解放钻压，达到控制井斜、提高机械钻速的目的，的目的，采用采用“无线随钻无线随钻+动力钻具动力钻具”复合钻进技术跟复合钻进技术跟踪钻进。踪钻进。六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用1、理论计算、理论计算图图7.7.动力钻具复合钻进简化示意图动力钻具复合钻进简化示意图欠尺寸扶正器欠尺寸扶正器B（外径外径D2）L1L2L3钻头钻头311mm203mm钻铤钻铤+加重钻杆加重钻杆197mm1单弯单弯动力钻具动力钻具扶正器扶正器A（外径外径D1）六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用v带欠尺寸扶正器的动力钻具复合钻进时具有明显的降斜力带欠尺寸扶正器的动力钻具复合钻进时具有明显的降斜力1、理论计算、理论计算井斜角井斜角12345D1=307D2=305-9.86kN-10.1kN-9.80kN-9.04kN-7.50kND1=307D2=307-7.06kN-7.37kN-7.14kN-6.35kN-4.46kND1=309D2=309-4.71kN-4.78kN-4.53kN-3.66kN-2.07kN扶正器尺寸扶正器尺寸六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用2.钻具组合钻具组合MWD英国英国GEOLINK公司公司311.15mm牙轮钻头牙轮钻头197mm单单弯动力钻具弯动力钻具203.2mm无磁钻铤无磁钻铤1根根127mm加加重钻杆重钻杆127mm钻杆钻杆203.2mm钻铤钻铤6根根六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用3、钻井参数及技术措施、钻井参数及技术措施滑动钻进：滑动钻进：排量：排量：3436l/s钻压：钻压：3050kN复合钻进：复合钻进：排量：排量：3436l/s钻压：钻压：2030kN转盘转速：转盘转速：2030r/min主要技术措施：主要技术措施：随时监控泵压变化随时监控泵压变化及时监测井眼井斜及时监测井眼井斜六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用4、应用效果、应用效果项目项目井段井段（m m）进尺进尺(m)(m)平均单平均单只钻头只钻头进尺进尺(m)(m)单只钻单只钻头进尺头进尺提高提高(%)(%)平均平均钻速钻速m/hm/h对比对比提高提高（%）行程行程钻速钻速m/hm/h对比对比提高提高(%)(%)三开三开复合复合钻进钻进井段井段182018203118.243118.24949.949.4 4104.37104.3796.896.82.172.17197.3197.31.671.67165165三开三开复合复合钻进钻进前井前井段段1183.51183.518201820636.636.5 553.0453.040.730.730.630.63六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用4、应用效果、应用效果施工井段施工井段节约时间（天）节约时间（天）节约成本（万元）节约成本（万元）纠斜井段纠斜井段比纠斜前三开井段比纠斜前三开井段39.1039.1022.822.8（已扣除纠斜成本（已扣除纠斜成本290290万元）万元）纠斜后三开常规钻具井段纠斜后三开常规钻具井段比纠斜前三开井段比纠斜前三开井段22.4322.43179.44179.44合计合计61.5361.53202.24202.24 注：综合日费按注：综合日费按8.008.00万元万元/天计算。天计算。表表7.7.经济效益对比分析表经济效益对比分析表六、胜和六、胜和1 1井防斜打直技术的应用及效果井防斜打直技术的应用及效果 q单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用单弯动力钻具复合钻进纠斜打快技术应用5、认识、认识(1)优先选用较大弯度的动力钻具，克服地层造斜趋势；优先选用较大弯度的动力钻具，克服地层造斜趋势；(2)311.1mm井段选用井段选用210mm的动力钻具可取得较好的的动力钻具可取得较好的综合效果。综合效果。(3)轨迹控制过程中应尽量减小全角变化率，防止轨迹控制过程中应尽量减小全角变化率，防止“狗腿狗腿”的产生，为下步施工带来方便。的产生，为下步施工带来方便。(4)采用采用“动力钻具动力钻具MWD”复合钻进技术是控制大段易复合钻进技术是控制大段易斜地层井斜的有效方法。斜地层井斜的有效方法。七、毛坝一井防斜打直技术七、毛坝一井防斜打直技术导管导管:660.4mm660.4mm12.5m12.5m +508.0mm +508.0mm12.5m12.5m一开一开:444.5mm444.5mm308.10m308.10m +339.7mm +339.7mm307.67m307.67m二开二开:311.2mm311.2mm2765.00m2765.00m +244.5mm +244.5mm2763.14m2763.14m三开三开:215.9mm215.9mm4365m4365m +177.8mm +177.8mm4318.51m4318.51m完钻层位：完钻层位：三叠系飞仙关组飞三段三叠系飞仙关组飞三段七、毛坝一井防斜打直技术七、毛坝一井防斜打直技术(一一)塔式钻具组合塔式钻具组合序序号号钻具钻具组合组合类型类型钻进钻进井段井段钻进钻进层位层位钻压钻压(kNkN)转速转速rpmrpm排排量量l/sl/s泵压泵压(MPaMPa)井斜井斜变化变化(度度)1 1塔式塔式钻具钻具12.50-12.50-64.3764.37上沙溪上沙溪庙组庙组30-30-4040606036362 20.2-0.2-1.01.02 2塔式塔式钻具钻具308.10-308.10-455.91455.91上沙溪上沙溪庙组庙组40-40-808085-85-909038-38-45454.8-4.8-7.17.10.5-0.5-0.90.9平均机械钻速只有平均机械钻速只有0.990.99m/hm/h。防斜钻具组合防斜钻具组合七、毛坝一井防斜打直技术七、毛坝一井防斜打直技术（二）钟摆钻具组合（二）钟摆钻具组合4.37-1.1516.0-18.043-4777-8060-80雷二段雷二段飞飞四段四段2839.88-4300.00钟摆钻具钟摆钻具74.46-3.5115.0-17.043-4777-8060-80须三段须三段雷雷三段三段2384.22-2765.00钟摆钻具钟摆钻具62.9-3.014.0-16.043-4777-8060-80下沙溪庙组下沙溪庙组千佛崖组千佛崖组1674.75-1693.23钟摆钻具钟摆钻具51.7-2.67.5-8.538-4580-8560-80上沙溪庙组上沙溪庙组551.41-634.24钟摆钻具钟摆钻具40.5-1.87.5-8.538-4580-8560-80上沙溪庙组上沙溪庙组455.91-551.41钟摆钻具钟摆钻具30.57.2-7.851-574060-120上沙溪庙组上沙溪庙组235.45-308.10钟摆钻具钟摆钻具20.5-1.02.0375940-60上沙溪庙组上沙溪庙组64.37-235.45钟摆钻具钟摆钻具1井斜井斜(度度)泵压泵压(MPa)排量排量l/s转速转速rpm钻压钻压(KN)钻进钻进层位层位钻进钻进井段井段钻具组合钻具组合类型类型序序号号平均机械钻速只有平均机械钻速只有0.82m/h.七、毛坝一井防斜打直技术七、毛坝一井防斜打直技术（三）偏轴加钟摆钻具组合（三）偏轴加钟摆钻具组合序序号号钻具钻具组合组合类型类型钻进钻进井段井段钻进钻进层位层位钻压钻压(kNkN)转速转速rpmrpm排排量量l/sl/s泵压泵压(MPaMPa)井斜井斜 (度度)1 1偏轴偏轴 钟摆钟摆634.24-634.24-724.08724.08上沙溪庙上沙溪庙组组80-80-10010080-80-858538-38-45457.5-7.5-8.58.51.7-1.7-2.52.52 2偏轴偏轴 钟摆钟摆724.08-724.08-870.06870.06上沙溪庙上沙溪庙组组60-60-808075-75-858538-38-45458.5-8.5-9.29.22.5-2.5-1.41.43 3偏轴偏轴 钟摆钟摆1518.90-1518.90-1581.791581.79千佛崖组千佛崖组60-60-808077-77-808043-43-474714.0-14.0-16.016.03.0-3.0-3.23.2钻压钻压80kNkN左右，控制井斜左右，控制井斜3 3度左右，但机械钻速只有度左右，但机械钻速只有1.071.07m/hm/h。七、毛坝一井防斜打直技术七、毛坝一井防斜打直技术（四）柔性钟摆钻具组合（四）柔性钟摆钻具组合序序号号钻具组钻具组 合类型合类型钻进钻进井段井段钻进钻进层位层位钻压钻压(KN)KN)转速转速rpmrpm排量排量l/sl/s泵压泵压(MPaMPa)井斜井斜(度度)1 1柔性钟摆柔性钟摆870.06-870.06-1016.511016.51上沙溪庙组上沙溪庙组下沙溪庙组下沙溪庙组80-80-10010075-75-8585424210.0-10.0-11.211.21.4-2.01.4-2.02 2柔性钟摆柔性钟摆1016.51-1016.51-1252.661252.66下沙溪庙组下沙溪庙组60-8060-8075-75-858540-40-454512.512.52.0-1.52.0-1.53 3柔性钟摆柔性钟摆1581.79-1581.79-1674.751674.75千佛崖组千佛崖组60-8060-8075-75-808044-44-505012.0-12.0-15.015.03.2-2.93.2-2.94 4柔性钟摆柔性钟摆1702.13-1702.13-1788.171788.17大安寨大安寨马鞍山组马鞍山组60-60-1001008181414112.012.03.0-2.83.0-2.85 5柔性钟摆柔性钟摆1799.46-1799.46-1897.271897.27马鞍山马鞍山珍珠冲组珍珠冲组60-60-1001008181414112.012.02.56-2.56-2.442.446 6柔性钟摆柔性钟摆2130.56-2130.56-2242.782242.78须六段须六段 须五段须五段60-60-1001008181414114.014.05.21-5.21-4.684.68七、毛坝一井防斜打直技术七、毛坝一井防斜打直技术（五）（五）满眼钻具组合满眼钻具组合序序号号钻具钻具组合组合类型类型钻进钻进井段井段钻进钻进层位层位钻压钻压(kNkN)转速转速rpmrpm排排量量l/sl/s泵压泵压(MPaMPa)井斜井斜变化变化(度度)1 1满眼满眼钻具钻具1252.661252.66-1471.771471.77下沙溪庙组下沙溪庙组千佛崖组千佛崖组160-160-20020050-50-606044-44-505014.0-14.0-16.016.01.0-1.0-2.52.52 2满眼满眼钻具钻具1897.271897.27-2130.562130.56珍珠冲珍珠冲 须六段须六段160-160-20020050-50-606044-44-505016.0-16.0-17.017.02.44-2.44-4.984.98该钻具结构在大钻压条件下基本稳斜，在下沙溪庙组和千佛崖组，该钻具结构在大钻压条件下基本稳斜，在下沙溪庙组和千佛崖组，机械钻速高达机械钻速高达1.831.83m/hm/h，所以该钻具结构在上部地层使用很有价值。所以该钻具结构在上部地层使用很有价值。七、毛坝一井防斜打直技术七、毛坝一井防斜打直技术高效高效PDC钻头防斜打快技术钻头防斜打快技术两种钻具组合：两种钻具组合：PDCPDC钻头钻头+钟摆钻具组合钟摆钻具组合PDCPDC钻头钻头+螺杆螺杆+钟摆钻具组合钟摆钻具组合七、毛坝一井防斜打直技术七、毛坝一井防斜打直技术（1 1）PDCPDC钻头钻头+螺杆螺杆+钟摆钻具钟摆钻具总进尺总进尺392.22392.22米米平均机械钻速平均机械钻速1.161.16米米/小时小时 （2 2）PDCPDC钻头钻头+钟摆钻具钟摆钻具进尺进尺740.42740.42米米机械钻速机械钻速1.211.21米米/小时小时 平均机械钻速提高平均机械钻速提高12-153%12-153%一只相当于一只相当于3-43-4只牙轮钻头的进尺只牙轮钻头的进尺八八、机械式无线随钻测斜仪机械式无线随钻测斜仪1 1、结构特点及工作原理、结构特点及工作原理 结构特点：结构特点：井下部分（井下部分（摆锤摆锤阶梯环阶梯环）为纯机械机构为纯机械机构 工作原理：工作原理：测量装置控制装置脉冲发生器井斜信息控制信息脉冲信号地面记录仪传感器脉冲信号图系统组成及原理图八八、机械式无线随钻测斜仪机械式无线随钻测斜仪测斜原理：测斜原理：重力原理。重力原理。1 1、结构特点及工作原理、结构特点及工作原理1.1.控制轴控制轴 2.2.摆锤摆锤 3.3.阶梯环阶梯环八八、机械式无线随钻测斜仪机械式无线随钻测斜仪控制技术控制技术：井斜信息转变为位移变化量井斜信息转变为位移变化量对位移进行放大对位移进行放大用位移变化量控制脉冲发生器用位移变化量控制脉冲发生器1 1、结构特点及工作原理、结构特点及工作原理(1)(1)操作简单，使用方便；操作简单，使用方便；(2)(2)测量时间短，任意井深测量；测量时间短，任意井深测量；(3)(3)适应性强适应性强(4)(4)随钻测量，实时监测。随钻测量，实时监测。(5)(5)使用安全，无风险。使用安全，无风险。2、优点、优点八八、机械式无线随钻测斜仪机械式无线随钻测斜仪最高工作温度最高工作温度250250，最大工作井深最大工作井深70007000米；米；3 3、技术参数、技术参数(1)(1)测量精度：测量精度：0.50.5和和1 1两种；两种；(2)(2)井斜测量范围：井斜测量范围：测量精度为测量精度为0.50.5时，时，0 010.510.5；测量精度为测量精度为1 1时，时，1 11717；(3)(3)仪器尺寸：仪器尺寸：3-1/23-1/2和和4-3/44-3/4两种；两种；(4)(4)工作温度：工作温度：250250；(5)(5)工作压力：工作压力：100100MPaMPa；(6)(6)钻铤规格：钻铤规格：55及及55以上钻铤；以上钻铤；小于小于88钻铤用钻铤用3-1/23-1/2的仪器，的仪器，8 8及以上钻铤用及以上钻铤用4-3/44-3/4仪器。仪器。八八、机械式无线随钻测斜仪机械式无线随钻测斜仪4 4、组成、组成 包括：井下仪器和地面信号接收系统。包括：井下仪器和地面信号接收系统。5 5、适用范围、适用范围 井眼尺寸大于井眼尺寸大于6-1/26-1/2；直井，定向井和水平井的直井段；直井，定向井和水平井的直井段；特别适用于深井、超深井、高温井等特别适用于深井、超深井、高温井等高难度直井。高难度直井。八八、机械式无线随钻测斜仪机械式无线随钻测斜仪井井下下测测量量仪仪地地面面记记录录仪仪八八、机械式无线随钻测斜仪机械式无线随钻测斜仪5 5、机械式无线随钻测斜仪在黑池、机械式无线随钻测斜仪在黑池1 1井的应用井的应用与与POWER VPOWER V配合使用配合使用随钻测量井斜随钻测量井斜监测监测POWER VPOWER V系统的工作系统的工作5 5、机械式无线随钻测斜仪在黑池、机械式无线随钻测斜仪在黑池1 1井的应用井的应用 八八、机械式无线随钻测斜仪机械式无线随钻测斜仪使用使用6565天天钻井进尺钻井进尺18981898米米测量井斜测量井斜150150多次多次九九、自动垂直钻井系统自动垂直钻井系统S D DS D