威德福定向钻井技术
国外主要测井公司介绍
国外主要测井公司介绍测井是技术密集型产业，测井仪器装备一次性投资大，投资回收期较长。
国际性的油田技术服务公司中，以测井为主营业务的公司，主要有斯仑贝谢公司、哈里伯顿公司、贝克-阿特拉斯公司，这三家公司占据90%多的测井服务市场（斯仑贝谢约占62%），哈里伯顿和贝克-阿特拉斯分别约占14%和15%）。
其他公司还有威德福公司、Tucker能源服务公司、REEVES公司和PROBE公司等等，这些公司在整体上逊色于三大公司，但在部分专项上可以与三大公司媲美。
第一节斯仑贝谢公司一、公司概况斯仑贝谢是测井行业的开山鼻祖，公司总部位于美国纽约。
经过70多年的发展，斯仑贝谢公司已成为一家除工程建设服务以外的全球性油田和信息服务超级大型企业集团，但公司主要的经营活动还是集中在石油工业，在世界上100多个国家和地区有业务往来。
公司员工60，000余人，来自140多个国家。
公司2002年总收入为135亿美元，其中测井部分年收入为56亿美元，测井研发经费4亿美元（占测井收入的7%）。
除现场作业外，斯仑贝谢公司在美国、英国等地建有研发中心，作为公司经营服务的强大技术支持。
斯仑贝谢公下设三个主要的经营部门：斯仑贝谢油田服务公司：是世界上最大的油田技术服务公司，为石油和天然气工业提供宽广的技术服务和解决方案。
斯仑贝谢Sema公司：为能源工业，同时也为公共部门、电信和金融市场，提供IT咨询、系统集成、网络和基础建设服务。
斯仑贝谢西方地震服务公司：是与贝克休斯公司合作经营的公司，是世界最大的、最先进的地面地震服务公司。
斯仑贝谢公司其他方面的业务还有智能卡服务（电子付款、安全识别、公用电话、移动电话、身份证、停车系统等）、半导体测试和诊断服务、水资源服务等等。
二、斯仑贝谢油田服务公司斯仑贝谢油田服务公司是具有测井、测试、钻井、MWD/LWD和定向钻井、陆上和海上地震、井下作业和油田化学、软件开发和资料处理等多种能力的综合性油田技术服务公司，在开放的国际测井服务方面，其市场占有率达到62%左右。
国外旋转导向技术的发展及国内现状
国外旋转导向技术的发展及国内现状王植锐;王俊良【摘要】旋转导向技术在国内外得到广泛应用,以斯伦贝谢、贝克-GE、哈里伯顿、威德福为代表的旋转导向系统已经在国外成为了一项常规的定向井、水平井钻井工具.文章以斯伦贝谢旋转导向系统为例,介绍了斯伦贝谢公司的旋转导向系统、典型的应用实例以及最新现状及他们的研发机制,同时简略介绍了国内旋转导向系统的应用现状.文章认为,国外旋转导向系统已经研制出了具有不同造斜能力、满足不同地质需求的旋转导向系统序列,系统的可靠性高、使用时间长、性能稳定、适用性好.国内的旋转导向系统已经在技术上有突破,在一些井上进行了现场试验,取得了初步的成效,但还需要进行持续不断的科技攻关,以期尽快大规模推广应用.【期刊名称】《钻采工艺》【年(卷),期】2018(041)002【总页数】5页(P37-41)【关键词】旋转导向系统;斯伦贝谢;推靠式;指向式;混合式;造斜能力;钻井系统【作者】王植锐;王俊良【作者单位】重庆科技学院;斯伦贝谢公司沙特阿拉伯达兰基地【正文语种】中文国外从20世纪80年代末期开始进行旋转导向钻井系统的研发，20世纪90年代进入商业化使用，并逐渐改进、升级、完善。
目前，以斯伦贝谢、贝克GE、哈里伯顿、威德福为代表的石油技术服务公司分别拥有自己先进的旋转导向系统序列，大规模应用在油田技术服务中，已经成为了一种主要的定向井、水平井钻井工具。
国内一些研究机构和技术服务公司也在同期开始了自主研发，取得了一些技术上的突破，但与国外服务公司水平相比，还存在着较大的差距。
通过调研，尚未发现有文章全面系统介绍国外旋转导向系统。
斯伦贝谢公司的旋转导向系统占据了大部分的服务市场，具有一定的代表性，因此本文主要以斯伦贝谢公司的旋转导向系统为例介绍国外旋转导向技术的发展现状、研发机制，力争能够有所借鉴，有利于国内旋转导向系统的不断改进、升级、完善，以期尽快大规模地投入商业化应用。
一、斯伦贝谢旋转导向系统介绍1.推靠式旋转导向系统—PowerDrive Orbit斯伦贝谢的推靠式旋转导向系统由最开初的PowerDrive Xtra，升级到PowerDrive X5、PowerDrive X6，目前升级到PowerDrive Orbit。
套管钻井技术
2.尾管钻具组合
在压差很大的地层间用常规钻井技术钻进时,会出现严重的压差卡钻和 钻井液漏失,造成井壁坍塌、掉钻具等事故甚至弃井尾管钻井技术就是 针对这一难题开发出来的。
3.可钻钻头套管钻井
套管钻井应用可钻钻头(也称为钻鞋)是按照预期设计钻达目的层后直 接进行固井工作,不必将钻头提出地面,因此可继续钻进,钻进钻头只要 破碎(钻穿)上一级钻头,即可继续钻进下部地层进行下一井段钻井。该 钻井方法目前已经应用于软地层和中硬地层套管旋转带动钻头转动,钻 鞋破碎岩石机理与常规钻井中PDC钻头破岩机理相似。
套管技术的优点
⑴缩短了起下钻时间
⑵节省了钻杆和钻铤的采购、运输、维护和更换的费用
⑶起下钻杆时对井筒内的抽汲作用和压力脉动被井筒内的套管消除了
⑷用钢丝绳提起井下钻头时，减弱了钻屑的聚集，并保持了泥浆的连续 循环。在很大程度上控制了井涌的发生
⑸提高了水力参数、环空上返速度及清洗井筒的时间
⑹钻机结构得到了简化
套管钻井定义
在钻进过程中,直接用油井套管取代传统的钻杆 向井下传递机械能量和水力能量,边钻进边下套管,完 钻后作钻柱用的套管留在井内用来完井。套管钻井 技术把钻进和下套管合并成一个作业过程,钻头和底 部钻具组合的起下用钢丝绳在套管内完成,不再需要 常规的起下钻作业.
钻井方式
一是使用地面驱动机械做动力源，来带动套管旋 转钻进，扭矩通过套管传递给钻头。这种方式就要 求套管及其螺纹要有极高的连接强度；另一种是采 用井下动力钻具进行钻进，这种方式使套管的受力 状况有所改善。
第三代钻鞋:原貌
第三代钻鞋：刀翼胀开
套管钻井技术已发展到了一个较高的水平，主要
表现在以下几个方面：
（1）研制并成功制造出了性能较为稳定的新型套管钻机； （2）研制了各种尺寸的专用钻头； （3）研制并成功使用多种随钻扩眼器； （4）建立了各种尺寸和工况条件下的水力模型； （5）形成了一套较为先进的套管钻井设计技术； （6）形成并完善了套管钻井井眼轨迹控制技术及相关软件开发； （7）套管钻井固井技术及有关工具的研制； （8）已经能够成功完成各种直井"定向井"水平井的钻井任务； （9）形成了高性能钻井液“完井液技术。
威德福一次多层完井压裂
Mill-out any balls that remain and all ball seats
下钻磨铣球座和剩余的球
Produce the well.
开井投产
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2011年1月 - 2011年5月业绩
已完成合同 • 华北大牛地 8 口井 • 中石化东北局 2 口井 • 中石油吐哈 1 口井 • 中石化胜利 2口井 到年底拟完成合同 • 中石化华北 30口井 • 中石化东北 12 口井
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ZoneSelect™ (球座)完井系统综述
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交流提纲
• Single Shot 常规投球体系 • Multi-Shift 后期选择可关体系 • MASS投球体系 • RFID体系-智能完井 • 页岩地层压裂工艺技术
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3、一球多层滑套控制– MASS系统
• • • • • MASS – Mass Array Sliding Sleeve 一组滑套 Patent pending 专利申请中 One ball size opens up to 5 sleeves (cluster) at a time 一次一球一组 (5个滑套) All 5 in a cluster are frac‘d at the same time 同时开启、同时改造 The ports can be sized so the frac is distributed evenly across the array. 调整滑套充填孔尺寸，达到各段地层均匀改造
威德福定向钻井技术
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Source : Wall Street Journal
WFT portfolio key differentiators: Quality and quantity of patents Fundamental science strength Potential industry impact
•华丽的功能:
•MP4 •Blue tooth •Spotlight •Keyless entry •6 CD’s changer •Reverse Sonar •Leather seats •Wood grain panel
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威德福的工具
• 目前已成熟的LWD探头种类有
– 伽马(HGAM) – 方位伽马(HAGR) 及成像 – 能谱方位伽马(SAGR) – 多频电阻率(MFR) – 超深电阻率(MFR+) – 热中子孔隙度(TNP) – 方位密度(NDT)
Mechanical Specifications
Maximum OD Length (HEL System) Weight Top connection Bottom connection Make-up torque Maximum torque Maximum tension Bending strength ratio Maximum dogleg severity, rotating Maximum dogleg severity, sliding Equivalent bending stiffness (OD x ID) Maximum operating temperature Maximum operating pressure Maximum flow rate Maximum sand content 5-1/4 in. 25.2 ft 1,400 lb 3-1/2 IF box 3-1/2 IF pin 9,900 to 10,900 ft-lb 16,700 ft-lb 528,000 lb 2:10 20°/100 ft 36°/100 ft 4.75 in. × 143.22 in. 356°F (180°C) 30,000 psi (207 MPa) 400 gal/min 2%
威德福大位移井减阻减扭工具Lotad
同时，本体接 同时 本体接 头和内套筒之间 的摩擦系数非常之小（0.09）
原本钻杆结箍处的外径被较小 的减阻器接头轴颈处的外径所 替代
减阻器功能分析-保护套管功能
• 减阻器承担了所有的原本由钻 杆结箍承担的侧向力。
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Dogleg Severi阻器的引入原则
• 以达到最优的减租降扭效果为总方针 • 减阻器的效能与保护 • 兼顾井况的具体要求
Hook Load (kip) (
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Weight on Bit (kip)
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Measured Depth (m) M
Run Measured Depth (m)
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WOB to Sinusoidal Buckle (Rotating) WOB to Helical Buckle (Rotating)
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定向井专业知识培训教材
三．定向井分类
随着定向钻井技术的发展，定向井的种类越 来越多。
三．按设计井眼轴线形状分
ⅰ两维定向井：井眼轴线在某个铅垂平面上 变化的定向井，井斜变化，方位不变化。
ⅱ三维定向井：井眼轴线在三维空间变化的 定向井，井斜变化，方位变化。可分为：三 维纠偏井和三维绕障井。
井深885 m ,井斜0.10,方位200；井深1313 m，井斜00，方位00； 井深1720m吊测未成，继续钻进至定向。
安56-17x1井，设计垂深3180米（A2980米），侧钻点1920米。当 钻至2420米(27度、192度)，甩掉单弯（1度），稳斜。井深2668米 （25度、203度），起钻，下如单弯（1.25度）增斜扭方位，2790米 （32度、187度），造成全角变化率超标达到4.17度/25米。完钻电测 5次通井。
设计方位
相同，故起钻。下入稳斜钻具，钻至造斜点处定向。
稳斜井段（1325米）
钻具组合：Φ216mmPDC（5翼）+Φ159mmNDC+Φ159mmLDC +Ф214mm螺扶+Φ159mmLDC +Ф214mm螺扶+Φ159mmLDC ×5柱+Φ127mm钻杆
钻井叁数： 钻压80KN
转速203N/MIN、
直井段（167米）
钻具组合：Φ216mmHAT127+Φ159mmNDC+Φ159mmLDC +Ф214mm螺扶+Φ159mmLDC +Ф214mm螺扶 +Φ159mmLDC ×5柱+Φ127mm钻杆
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钻井叁数： 钻压80KN
定向钻井技术
目录第一篇钻井工程引言……………………………………………………………( )第一章定向钻井技术……..…………..……………………( )第一节定向钻井的发展过程……………………..……( )第二节定向钻井的基本概念……………………………… ( )第三节单点测斜…………………………………………….( )第四节有线随钻…………………………………………… ( )第五节无线随钻MWD……………………………………..( )第二章井下动力钻具………………………………………. ( ) 第一节井下动力钻具的发展..........................................( ) 第二节井下动力钻具的分类…………………..............( ) 第三节螺杆钻具………………………………………...( ) 第四节井下动力钻具的维修与管理…………………...( ) 第五节导向钻井系统………………………………….. ( )第三章定向井施工工具…………………………………….. ( ) 第四章定向施工中钻具组合的使用………………………..( )第二篇钻井泥浆第一章钻井泥浆的发展过程……………………………… ( ) 第二章钻井泥浆的功用及性能…………………………….( ) 第三章钻井泥浆的现场维护调整………………………….( ) 第四章钻井中发生井漏井塌井喷的预防处理………….( )第三篇钻井地质第一章地质知识在定向施工中的应用…………………….( )第五篇定向工程的管理细则(行标)第一篇钻井工程王钰民纪烈斌刘铸引言定向钻井已经发展了几十年，所使用的工具和设备在不断的更新变化，相关技术也在不断的提高；设备由单点测斜到有线随钻、MWD 、再到旋转导向，抛面有两维到三维；大位移井、水平井、分支井。
但目前为止陕北地区仍在使用各油田早已淘汰的单点测斜技术进行定向施工，因陕北地区目的层较浅，故仍有其市场和生存空间。
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知识产权技术力量
WFT intellectual property independently assessed as strongest in OFS sector
OFS sector dominates Energy & Environmental technology
51-80
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Build philosophy工具设计制造的宗旨
Reliability and accuracy追求性能可靠和数据精确：
Reliability Real HT / HP, it’s not just screened tool High LCM capability - 80 lb/bbl Wide operational flow range Tested “to destruction” during development Redundancy Large memory storage Long life smart batteries
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WFT portfolio key differentiators: Quality and quantity of patents Fundamental science strength Potential industry impact
Saloon car
heels Drive
– 专为艰难路况而设计, 坚固 有力 – 在普通路况下行驶的更平稳 – 安全，实用，可靠
•华丽的功能:
•MP4 •Blue tooth •Spotlight •Keyless entry •6 CD’s changer •Reverse Sonar •Leather seats •Wood grain panel
Mechanical Specifications
Maximum OD Length (HEL System) Weight Top connection Bottom connection Make-up torque Maximum torque Maximum tension Bending strength ratio Maximum dogleg severity, rotating Maximum dogleg severity, sliding Equivalent bending stiffness (OD x ID) Maximum operating temperature Maximum operating pressure Maximum flow rate Maximum sand content 5-1/4 in. 25.2 ft 1,400 lb 3-1/2 IF box 3-1/2 IF pin 9,900 to 10,900 ft-lb 16,700 ft-lb 528,000 lb 2:10 20°/100 ft 36°/100 ft 4.75 in. × 143.22 in. 356°F (180°C) 30,000 psi (207 MPa) 400 gal/min 2%
0-3 4-7
Avg>30 G’s
N/A N/A
Shock Count
0-3 4-8
Response
Monitor, Considered normal drilling conditions. Inform Client, Tool damage can occur after 30 cumulative minutes of medium vibration. Inform Client and coordinator, Tool damage will occur after 15 cumulative minutes of high vibration. Inform Client immediately, tool will begin to be damaged after 5 cumulative minutes of severe damage. Immediate attempts to mitigate vibration should be taken.
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HEL™ hostile-environment logging
From routine to extreme
ห้องสมุดไป่ตู้
Platform for Weatherford’s LWD, measurement-whiledrilling (MWD), and directional drilling technologies
Rank
Weatherford Royal Dutch Shell Halliburton Schlumberger Baker Hughes Exxon Mobil BJ Services Smith Intl Chevron ConocoPhillips BP Total 0 200 400 600 Technology Strength 800 1000
定向钻井/随钻测量服务 DIRECTIONAL DRILLING / MWD / LWD Services
钻井服务 Drilling Services
Extreme to Routine…
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1
Four
• Four
heels Drive Vs Saloon Car
Drill mainbore to T.D. in reservoir. Run casing or liner with multiple latch couplings and window joints. •Retrieve and re-set whipstock at sidetrack (latch coupling) intervals up the well.
2
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Right Equipment for the right job
• 4 wheels Drive 使您走得更 远探索的更深…..
….选错了车在复杂的路况 下可能会带来意想不到的 麻烦….
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威德福的工具
• 目前已成熟的LWD探头种类有
– 伽马(HGAM) – 方位伽马(HAGR) 及成像 – 能谱方位伽马(SAGR) – 多频电阻率(MFR) – 超深电阻率(MFR+) – 热中子孔隙度(TNP) – 方位密度(NDT)
可回收斜向器裸眼侧钻
主井眼钻进到油层深度 在最深的侧钻点处安置裸
起出并重新安置斜向器在较高位置的侧钻 点眼斜向器
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Cased Hole Sidetrack 套管井侧钻
考虑因素
Reservoir thickness 油层厚度 Completion criteria 完井限制 Access to main bore and/or lateral well bore 进入主井眼和分支井眼
Drawdown pressure 地层压力
Quality borehole 井壁质量
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裸眼侧钻
长规裸眼侧钻
以比较大的狗腿度钻井主井眼到油层井深 起钻到设计侧钻点 成功取决因素
主井眼的垂深 岩性压实程度
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ROP (m /hr) 33
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WFT Motor Comp A Com pany Comp B
Two of the world top drilling Performance achieved in 2009 •1st ROC Thailand •3rd ROC China, Bohai
AND the results……
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威德福工具的稳定性
工具平均故障间隔时间MTBF（小时)
LWD RSS Motor 5129 1200 12086 工具稳定性
威德福马达在渤海地区使用与其它公司对比
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钻井时效性
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35
WFT Motor Comp A Comp B
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威德福极限环境作业记录保持情况
Highest temperature最 高温: 193°C (380°F) MWD world record随钻测量 世界纪录. North Sea北海 Highest Pressure最高压 力: 32,440 psi (210 MPa) LWD world record随钻 测井世界纪录 Gulf of Mexico墨 西哥湾 Highest Dogleg最大狗腿: 81° per 30m LWD world record随钻测井 世界纪录 Saudi Arabia沙 特 Deepest TVD最大 垂深: 10,421m (34,189 feet) Including deepest LWD World record 包括最深的随钻测 井世界记录. 100% data transmission 数据传输率100% Gulf of Mexico墨西 哥湾