控压钻井-威德福共45页文档
威德福概述
威德福拥有适合下面尺寸套管的一趟钻开窗的造斜器系
统
• 4 ½”
• 5”
• 5 ½”
• 5 3/4
• 6 5/8”
• 7”
• 7 5/8”
• 9 5/8”
• 13-3/8”
• 16”
• 18 5/8”-20”
QuickCut whipstock System
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Land Contract Drilling Logging-While-Drilling
威德福知识产权在油气服务领域被评为最强的之一
油气服务公司在能源和环境方面领导技术潮流
Royal Dutch Shell
Rank
1
Weatherford
2
Halliburton
3
Schlumberger
4
Baker Hughes
5
Exxon Mobil
6
BJ Services
7
Smith Intl
Chevron
6
定向井、水平井服务
定向钻井服务,如MWD、LWD、旋转导向等, 提高钻井效率并优化井 的轨迹
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钻井服务 – 设计与工程
• 全套定向钻井工程和钻井设计服务 (使用软件Compass and 5D)
•测量管理和质量管理 •钻井工程优化和研究 •旋转导向建模和现场监督 •石油工程和石油地质技术支持
亚洲 60 Service Locations 10 Manufacturing Facilities 7% of employees
泥浆帽控压钻井课件.
ΔP=P破－P地 ΔP=P破－P坍
(P坍＞ P地) ,
若：P泥＞ P破(P漏) 则井漏； P泥＜ P地 则井涌甚至井喷； P泥＜ P坍 则井塌。
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背景和意义
较大的钻井作业窗口
裂缝压力
井底循环压力
储层压力
时间
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背景和意义
窄窗口施工相关问题
F. 深井和高温高压井循环压耗过高引 起安全窗口不够 E. 漏层的地层压力梯度差异较大出现 井下复杂 D. 常规套管结构满足不了需要 C. 深井溶洞性地层的密度置换问题 B. 出现“涌漏同存、又涌又漏”的情 况 A. 窄密度窗口下的高密度钻井液漏失
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技术现状分析
控压钻井技术
针对窄密度窗口的安全钻井问题，目前国际上常用的方法是 控压钻井技术。 国际钻井承包商协会欠平衡作业和控制压力钻井委员会将 MPD 定义为：“控制压力钻井是一种用于精确控制整个井眼环空压力 剖面的自适应钻井过程，其目的是确定井下压力环境界限，并以 此控制井眼环空液柱压力剖面”。
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技术现状分析
控压钻井的原理
通过对井底压力的实时监测、水力参数的分析计算、井口
套压（或回压）的自动控制，实现合理的井底压力，始终保持 井底压差处于微过平衡状态，有效控制地层流体侵入井眼,减少 井涌、井漏、卡钻等多种钻井复杂情况,非常适宜孔隙压力和破 裂压力窗口较窄的地层作业。
钻井新技术及发展方向分析
钻井新技术及发展方向分析1 钻井技术新进展1.1石油钻机钻机是实现钻井目的最直接的装备,也直接关系到钻井技术进步。
近年来,国外石油钻机能力不断增强,自动化配套进一步完善,使钻机具备更健康、安全、环保的功能,并朝着不断满足石油工程需要的方向发展。
主要进展有:(1) 采用模块化结构设计,套装式井架,减少钻机的占地面积,提高钻机移运性能,降低搬家安装费用。
(2) 高性能的“机、电、液”一体化技术促进石油钻机的功能进一步完善。
(3) 采用套管和钻杆自动传送、自动排放、铁钻工和自动送钻等自动化工具,提高钻机的智能化水平,为提高劳动生产率创造条件。
1.2随钻测量技术1.2.1随钻测量与随钻测井技术21 世纪以来, 随钻测量(MWD) 和随钻测井(LWD) 技术处于强势发展之中,系列不断完善,其测量参数已逐步增加到近20种钻井工程和地层参数,仪器距离钻头越来越近。
与前几年的技术相比,目前,近钻头传感器离钻头只有0.5～2 m 的距离,可靠性高,稳定性强,可更好地评价油、气、水层,实时提供决策信息,有助于避免井下复杂情况的发生,引导井眼沿着最佳轨迹穿过油气层。
由于该技术的市场价值大,世界范围内有几十家公司参与市场竞争,其中斯伦贝谢、哈里伯顿和贝克休斯3 家公司处于领先地位。
1.2.2电磁波传输式随钻测量技术为适应气体钻井、泡沫钻井和控压钻井等新技术快速发展的需要,电磁波传输MWD(elect romagnetic MWD tool s ,EM MWD) 技术研究与应用已有很大进展,测量深度已经达到41420 km。
1.2.3随钻井底环空压力测量技术为适应欠平衡钻井监测井筒与储层之间负压差的需要,哈里伯顿、斯伦贝谢和威德福等公司研制出了随钻井底环空压力测量仪（annular pressure measurement while drilling, APWD) ,在钻井过程中可以实时测量井底环空压力,通过MWD 或EMMWD 实时将数据传送到地面,指导欠平衡钻井作业。
(完整word版)MPD控压钻井
控压钻井技术控压钻井技术国际钻井承包商欠平衡、控压钻井委员会（IADC UBD&MPD Committee）2003年给出了控压钻井技术的定义：控压钻井是一种自适应的钻井工艺，可以精确控制全井筒环空压力剖面，确保钻井过程中保持“不漏、不喷”的状态，即井眼始终处于安全密度窗口内。
之后，国际钻井承包商协会又进一步将控压钻井技术分成两大类别：主动控压钻井技术和被动控压钻井技术。
主动控压钻井技术是在钻前设计时融入控压钻井技术的理念，包括井身结构设计、钻井液设计和套管程序设计，从而达到精确控制井筒压力剖面的目的。
被动控压钻井技术指使用一些设备如旋转控制头、节流阀和钻杆浮阀等，安全有效地处理井下事故。
早期的控压钻井井底压力控制精度在0.35MPa以内，目前控制精度可高达0.1MPa，即基本实现井底压力的恒定。
严格来讲，所有井都需要控制压力，都需要实施控压钻井，因为钻井的过程就是利用井筒流体压力（静止压力、动态压力等）来应对地层压力（孔隙压力、坍塌压力、漏失压力和破裂压力等）从而实现井内压力系统的某种平衡（近平衡、欠平衡、过平衡等）。
钻井过程中的“卡、塌、漏、喷”几乎都跟井底压力有关，因此控压钻井并不是一个新名词，但随着钻井技术的发展，控压钻井被赋予了新的含义，突出体现在“有目的”和“精确控制”，控压钻井的本质就是确定井底压力界限，从而利用多种工具和技术有效控制相应的环空压力剖面以降低窄密度窗口条件下钻进时的风险与成本。
现代控压钻井技术是在欠平衡钻井和气体钻井基础上发展起来的钻井新技术。
这三项技术有共同的特点，即都需要使用旋转防喷器、气体处理装置、节流管汇、单流阀等特殊设备。
欠平衡钻井主要是为发现和保护储层、减少储层钻井问题、减小对储层的伤害、实现钻井过程中对油藏特性的优化等；气体钻井主要目的是钻井提速，大幅度提高难钻地层的钻井速度；控压钻井主要是为减少钻井过程中的复杂，通过降低大量钻井液的漏失和降低钻井相关的非生产时效等提高钻井经济性。
威德福定向钻井技术
1 2 3 4 5 6 7 9
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13 22 30
1200
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%
威德福套管钻井技术
CNOOC – World Record Run
套管锚组合 Casing Spear Running Tool
Casing Drilling Spear Assembly usiing tools from inventory Spacer Sub H-E Spear Grapple with Extended Stop Ring Left Hand Release and Bi-Directional Slips
下入参数Running Parameters WOB 2-10 klbs RPM 50 - 120 Torque 2 kftlb Flow 800 gpm
(up to 8 kftlb if stringers present)
注释Comments 用PDC钻头钻穿，用时15分，钻头五损伤 Drilled-out with PDC Bit in 15 mins - No Damage to Bit.
世界记录的套管钻井 World Record Casing Drilling Run
.
• 中海油天津分公司CNOOC China (Tianjin Branch). • 2002年1月January 2002. DS2 13 3/8” x 17”. • 井号Well LD9-3-1. • 钻机 Rig Bohai 4. • 在15-1/2“小时内钻进507米Drilled in 507 mts casing in 15 ½” hours.
钻井鞋作业记录DRILLSHOE CASE HISTORY
- Gulf of Thailand • 套管Casing String 9-5/8” Surface Casing • 钻进长度Distance Drilled 780 ft • 总/井下时间Total / On-Bottom 5.0 / 1.5 hrs • 平均钻速Average ROP 520 ft/hr
常规控压钻井操作规程（修订）.docx..（小编推荐）
常规控压钻井操作规程（修订）.docx..（小编推荐）第一篇：常规控压钻井操作规程(修订).docx..（小编推荐）塔中常规控压钻井操作规程一、钻开目的层前准备1、控压技术交底技术交底由项目部组织，井队、录井、泥浆、欠平衡、定向井等相关人员参加，在二开中完时进行，以本井钻井、地质设计为依据，结合邻井实钻情况进行交底。
交底内容：预测油气显示层位井深、钻遇裂缝溶洞井段、地层压力、硫化氢含量；邻井钻井情况，可能钻遇的复杂情况等及针对性的技术措施和应急预案。
2、物资器材准备：应在满足钻井设计的前提下，还应满足（1）钻井液：密度1.40g/cm×80m，密度1.30 g/cm3333×80m，坂土浆60 m，地面循环量150 m，若罐容不足应增加应急罐。
石灰石100吨，重晶石100吨，除硫剂10吨。
（2）内防喷工具：箭型止回阀6只，旋塞4只，浮阀2只。
（3）应急设备：对讲机9部，硫化氢监测仪7台，（其中1000PPm高量程2台），可燃气体监测仪3台，空气呼吸器15套。
（4）700型或1050型压裂车1台（EPCC临时基地值班）。
供浆系统1套，具备分别采用砂泵和螺杆泵给压裂车供浆功能。
3、钻开目的层验收：由项目部组织，在进入目的层前100m进行，对井控装备、硫化氢检测与防护、泥浆材料、重浆及除硫剂的储备、应急预案及演练、技术交底提出问题的整改情况等进行检查合格后，方可钻开目的层。
二、技术操作要求（一）基本要求1、钻井液密度：进入目的层前100米调整泥浆密度，泥浆密度值低于设计给定地层压力系数0.02g/cm。
2、除硫剂和PH值：根据邻井实钻情况，预测油气显示层位井深，在钻开显示层前100～150米，在钻井液中加入1～3%的除硫剂，钻井液的PH值≥10，现场除硫剂储备5吨以上，循环泥浆PH值降低后，应及时提高PH值和补充除硫剂，新浆补充须符合钻进时的PH值和除硫剂的含量。
3、内防喷工具：近钻头安装1只箭回，钻具出套管鞋位置安装1只旋塞+1只箭回（旋塞在下，箭回在上）。
控压钻井(推荐完整)
决海洋钻井中遇到的溶洞型及裂缝地层导致的严
重漏失有良好效果。
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双梯度钻井技术
控制压力钻井ຫໍສະໝຸດ 作业时，隔水管内充满海水（或不使用隔水 管），通过海底泵和小直径回流管线旁路回输钻井 液；或在隔水管中注入低密度介质（空心微球、低 密度流体、气体），降低隔水管环空内返回流体的 密度，使之与海水相当，在整个钻井液返回回路中 保持双密度钻井液体系，有效控制井眼环空压力、 井底压力，确保井底压力处于安全的压力窗口之内。
泥浆帽钻井
泥浆帽钻井技术作业是向环空注入高密度钻井液， 钻杆中注入“牺牲流体”；通常牺牲流体密度较低， 以此获得较高的机械钻速。牺牲流体与环空注入的 高密度钻井液在环空相遇，形成钻井液—牺牲流体 界面，界面以上的高密度钻井液被称为泥浆帽。
海洋应用泥浆帽钻井的井口装备示意图
此方法已在海洋钻井作业中获得成功应用，对解
1. 解决了钻井中的窄密度窗口问题 2. 解决了海洋浅表层作业的相关问
题 3. 解决了隔水管进气对深水钻井的
影响问题 4. 减少非生产时间，降低作业成本
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控制压力钻井
控压钻井原理
常规钻井：井底循环压力= 静液柱压力+ 环空摩阻 控压钻井：井底循环压力= 静液柱压力+ 环空摩阻+ 地面回压 （环控压耗折算当量钻井液密度0.03-0.15g/cm3）
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控制压力钻井
控压钻井技术方式 1. 恒定井底压力MPD（CBHP MPD） 2. 泥浆帽钻井（PMCD） 3. 双梯度钻井MPD 4. HSE（健康、安全、环境） MPD 又称回流控制钻井技术
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控制压力钻井
井底恒压控压钻井
井底恒压控压钻井适用于窄密度窗口和未 知密度窗口情况下的钻井作业，可通过调节井 口回压维持井底压力等于或略大于地层压力， 保证钻井作业安全、高效。