国内外钻井新技术共107页文档
几项国际钻完井新技术
几项国内外钻完井新技术一、智能井技术 (1)二、激光钻井技术 (1)三、钻工对未来钻井的设想 (3)四、优化四维地震流体成像 (4)五、用智能井开采海上边际油田 (5)六、应用油藏性描述及3D可视化技术促进海上油田的二次开发 (6)七、高温高压深井钻井前沿专项技术研究 (7)一、智能井技术智能井技术并不是新近才出现的。
早在1997年第一次智能完井即采用了SCRAM 专利系统。
它的特点是可以进行永久的监测，能够控制油藏内流体的流动。
而6年之后，供应商与专业服务公司就在世界范围内安装了超过185个智能井系统。
一些论坛分析认为，对智能井技术的投资已接近10亿美元。
智能井技术要想在经济上可行，就不能仅仅局限于试验基础上单方面的应用，而要在各种各样的油井中作为油田开发一个重要而不可缺少的部分。
可喜的是，虽然发展速度缓慢，但这一切正在得以实现。
智能井技术是油藏实时管理的主要构成部分。
通过安置在油藏平面上的传感器与控制阀，石油工程师们就可以对油藏与油井的动态进行实时监测，分析数据，制定决策，改变完井方式，以及对设备的性能进行优化。
智能井技术的应用智能井技术的应用范围很广，主要用于油藏开采过程的管理，这对于二次采油与三次采油非常重要。
它可以控制一口油井的注入水或注入气在不同产层或不同油藏之间的分布，也可以封堵产自其他产层的水或气，因而可以控制注入水或驱替出的油扫过油藏中未波及的区域。
这对于复杂结构井，如大位移井、长水平井或多分支井以及各向异性的油藏来说非常重要。
作为一种有力的工具，智能井技术不仅可以处理油田开发中经常出现的问题，也可以处理很多井下突发事件，并通过对这些突发事件的处理创造价值，从而给资产增值。
智能井技术在油田开发中的优点主要在于：优化油藏性能，从而提高油藏采收率，增加油井产量；减少作业中投入的劳动力，从而减少安全事故，更有效地进行油藏管理。
目前，已采用智能井技术的油井接近200口。
这同那些正计划采用与正在采用该技术的多口油井开发项目共同表明了，该技术可以实现预期的目的。
新技术之钻井新技术
外壳
受钻压和扭矩，刚度大，起扶正作用，防止失稳
8米
现象的发生；心管用于传递钻压、扭矩和循环钻
异径接头 井液；
由于该工具的刚度大，在地层造斜趋势不
是特别强的地层条件下应用具有良好的防斜效果；
稳定器
HCY装置在乌克兰茅地极复杂地区源自用效果显著：井斜变化率未超过0.3°/100m，机械钻速和钻头
国外常用配置
公司名称
Schlumberger Halliburton
Baker-Hughes
双参数LWD
地质导向随钻测量参数
电阻率（补偿双深度、近钻头电阻率、阵列、成像）、密度中子 （补偿密度中子、方位密度中子）、随钻声波、地震、核磁共振
多深度电磁波电阻率、方位伽马、稳定岩性密度、补偿中子孔隙 度、补偿热中子、随钻声波、近钻头井斜、随钻压力测试
SCHLUMBERGER公司 Powerdrive vorteX系统
国内研究情况 “863”课题-“旋转导向钻井及关键技术研究”； “863”课题-“旋转导向钻井系统工程样机的研制”；
•中 国 石 化 胜 利 油田钻井院承担
•与西安石油 大学、美国 APS公司合作。
•中海油承担 与西安石油 大学合作。
与美国APS公司合作开发的旋转导向系统
柔性短节
RSM 旋 转 导 向 马 达 主 要
由 RSM 导 向 头 、 柔 性 短 节 、
动力单元 （井下马达）
井下马达和短程通讯短节等 组 成 。 RSM 导 向 头 由 心 轴 和
密封短节 外壳组成，心轴通过一个柔
导向翼肋 性短节与井下马达的转子相
短程通 讯短节
新技术 钻井新技术概述
钻井新技术-深井钻井技术
完钻。该井用时462天2小时30分，取心收获率达到70%，标志着我国石油天
然气超深井钻探工程技术处于世界先进水平. 尽管这些井距世界12869米的最 深井还有不小的距离，但拉开了我国超深井钻井向纵深发展的帷幕，标志着 我国加快了超深井钻井技术与勘探开发前进的步伐
黄河钻井总公司
中国深井钻井技术发展现状 亚洲最深探井——塔深1井
黄河钻井总公司
• 全球勘探开发投资快速增长，1990～2005年，勘探开发投资增长 一倍多 • 2006年钻井投资比2005年增加50% • 预计2007～2010年全球海上钻井投资将超过2500亿美元
世界石油天然气勘探开发投资额（亿美元） 1200 1000 800 659.07 600 400 200 0 1999年 2000年 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 176.52 103.49 588.7 498.46 359.28 249.16 472.16 326.95 431.88 314.44 486.01 331.12 383.82 412.59 552.57 599.97
日１４时３０分成功钻至井深７０２６米，４月２５日１７时顺利交井；钻井 周期７１７天０．５小时，建井周期７７２天１０小时３０分。
胜科１井不仅取全、取准了地质资料，地质上达到了勘探目的，而且检验了胜 利石油工程技术的实力，泥浆技术、固井水泥浆技术、测井技术实现了突破， 录井技术也有创新。 管理局副总工程师孙启忠分析认为，胜科１井的难点主要在盐膏层和超高温给 石油工程技术带来的一系列难题，有的甚至是世界级难题，这对钻井、钻井液 技术、测井技术、录井技术、钻完井技术是一次前所未有的挑战
俄罗斯 中国石油
4650 9027
4630 10454
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。
国内外页岩油钻井工程关键技术调研报告
国内外页岩油钻井工程关键技术调研报告世界石油工业正在从常规油气向非常规油气跨越。
致密油和气是储集在致密砂岩或灰岩等储集层中的石油和天然气，油气经历了短距离运移，目前页岩气已成为全球非常规天然气勘探开发的热点，页岩油的相关研究也正在兴起。
致密油（页岩油）的商业化突破具，有三大战略意义：①延长石油工业生命周期，突破传统资源禁区和成藏理论，增加了资源类型与资源量；②引发了油气科技革命，推动整个石油工业理论技术升级换代；③改变了全球传统能源格局，形成以中东为核心的东半球“常规油气版图”，以美洲为核心的西半球“非常规油气版图”，影响世界发展秩序。
2005年-2010年北美在Barnett、Haynesville、Marcellus、Eagle ford等主要页岩气盆地开始大规模勘探开发，引发了一场页岩气技术革命，让美国天然气年产量重上6000亿方以上。
2010年将页岩气开发技术规模应用到致密油开发，比较典型的是Bakken页岩油：普遍采用超长水平井开发（水平井段长度达3000米左右），2016年巴肯致密油年产量超过3000万吨。
2014年下半年国际原油价格出现暴跌，并持续低位运行。
油公司和油服公司共同致力于“提高单井产量和降低建井成本”，引发了北美页岩油气的第二次革命。
图1-1 北美地区页岩油气产区目前，国内页岩油开发已经起步，并且取得一定的进展，但在理论技术革新和钻探技术换代上，依然处于摸索阶段，并未形成成熟的钻探配套技术。
（1）国外技术现状国外致密油的开发技术的最高水平，应属北美地区。
水平井钻井及多级压裂技术广泛应用促使北美形成致密油、页岩气比翼齐飞的局面，油气产量突飞猛进。
然而，随着经济发展的减缓，美国天然气价格持续低迷，越来越多的公司发现干气业务已难以维系公司盈利的需求。
2008 年以后，页岩气开发技术在致密油开发中的应用也取得了成功。
作业公司发现，从事致密油甚至湿气生产能够获得更高的收益。
鉴于此，越来越多的北美作业公司开始削减页岩气业务，将更多的资金和精力投入富含液态烃的致密区带。
钻井固井新技术.
浆返高以上（1500ｍ）为套损高发区，
占77.5％，套损类型以破漏为主，占 67.5％。由此可见，东辛油田浅部未固Fra bibliotek井段套管腐蚀严重。
原因分析
＞2000
22
工程原因
7.3
地质原因
断层活动，营8断块有40%套损井 泥岩吸水膨胀和蠕动，辛50 断块35 口井套损，其中25口井表现为套管缩径 地应力集中导致 出砂导致，永 66 断块 34 口套损井中 出砂导致11口 腐蚀导致套管损坏 作业施工对套管造成的硬伤害 套管设计不合理
套管
隔失效，造成井口冒油冒气。
水泥环
蒸汽沿套管-水泥石间隙上返示意图
（三）稠油热采井抗高温水泥浆固井技术
技术原理
常规加砂水泥钙硅比约 2.0
， 150 ℃其水化产物α -C 2 S 将产生晶形转变，出现“ 强度衰退”现象； 抗高温高强水泥钙硅比约
1.0 ，其水化主要产物硬硅
钙石接近 800 ℃才会发生晶 形转变。
钻井院特色固井技术
胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
二零一三年十二月
目 录
一、低密度水泥浆返井口保护套管固井技术 二、塑性微膨胀水泥浆固井技术
三、稠油热采井抗高温水泥浆固井技术
四、膨胀悬挂器固完井技术
（一）低密度水泥浆返井口保护套管固井技术
问题的提出 2007~2012年，东辛套损井302口，水泥 东辛套损深度及分布规律 深度 H/m 0~500 500~1000 1000~1500 1500~2000 套损井数 n/口 89 43 102 46 比例 /% 29.5 14.2 33.8 15.2
（一）低密度水泥浆返井口保护套管固井技术
解决何种问题
国内外水平井技术综述
可视化
套管钻井 可膨胀管
自动垂直钻井
钻
旋转闭环导向
井 技
互联网
地质导向 连续管钻井
术
欠平衡钻井
进 步 趋 势
卫星 通讯
计算机 技术
小井眼 多分支井 大位移井
LWD
顶部驱动系统 导向泥浆马达
我国 目前位置
水平井
MWD
TSP钻头
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
PDC钻头
80年代
90年代
21世纪前5年
➢国际上钻井技术的发展趋势已经由传统的建立油气通道 发展到采用钻井手段来实现勘探开发地质目的,提高单井 产量和最终采收率.
7 9963
10995 ExxonMobil
8 9243
10183 ExxonMobil
9 8937
9557
BP
中石化20XX完成397口,占完井口数的9.37%
中石化的水平井钻井技术以胜利油田为典型代表 20XX胜利油区共完钻各类水平井217口
完井方式
井数 百分比
固井射孔完井
79
36.98
筛管完井
13
5.94
裸眼完井
1
0.46
裸眼防砂完井
124
56.62
固井射孔完井36.98％
打孔筛管完井5.94％
裸眼防砂完井56.62％
到20XX底全球已完钻水平井超过30000口,遍布 美国、加拿大、前苏联等70余个国家
据国外13 家石油公司在世 界多个地区的统计资料,水平 井对直井的日产量增长比率平 均为5倍,在XX达6～20倍
一、国内外水平井技术应用现状
•水平井应用类型不断扩大
"八五"
国外钻井新技术新方法培训讲义PPT
1、不断改进钻头
增强可导向性
提高耐温耐压能力 比如金属密封牙轮钻头
10
1、不断改进钻头
个性化设计 个性化设计是钻头技术一个重要的发展趋势。例如，针对页岩地层 推出一些个性化钻头。
除屑快，机械钻 速高
方向控制能力强
钻头稳定性好， 造斜能力强
斯伦贝谢公司的为页岩层水平段 设计的Spear PDC钻头
国外钻井新技术、新方法
杨金华
中国石油集团经济技术研究院 2014年10月
1
汇报内容
一、钻头及破岩方法 二、钻井液 三、井下管材 四、井型 五、Reelwell钻井方法 六、安全环保 七、钻井技术总的发展趋势 八、几点认识
2
一、钻头及破岩方法
钻头虽小，意义重大，直接关系到钻井速度、钻井周期和钻井成 本，甚至影响钻井安全。在提速提效方面，改进钻头可以收到事 半功倍的效果，对于深井、超深井尤其如此。当井深超过4500米 时，钻头成本很高，平均每次起下钻前前后后要花一两天时间， 如少用1只钻头，则可节省数十万元人民币，效益非常可观。
常规套管
连续管及连续管作业机
22
2、连续套管
主要特点 （1）双壁管：外管壁较薄，内管壁稍厚。 （2）呈W形，同一个滚筒上可以盘绕更多的管子，可减少运 输车次。一个直径3.96米、宽度2.44米的滚筒可以盘绕75/8英 寸的折叠式连续套管1219米。 （3）无常规丝扣接头，可以大幅度提高下套管效率，减少下 套管期间发生井下复杂情况的可能性。
井型的发展方向： 储层接触面积最大化、最优化 多样化、个性化 一井多目标 技 简化井身结构 术 降低开发成本
进 步
多目标井
小井眼
多分支井
大位移井
分支井
钻井完井新技术及应用实例介绍
03
钻井完井新技术的优势 与挑战
钻井完井新技术的优势
提高钻井效率
新型钻井技术能够显著提高钻 井效率，缩短钻井周期，降低
钻井成本。
降低环境污染
新型钻井技术能够减少钻井过 程中的环境污染，如减少废水 和废气技术，成功开发了一片低渗透油田， 提高了油气产量，取得了良好的经济效益。
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术是指在钻井过 程中，使地层流体流入井筒并 保持欠平衡状态的钻井技术。
该技术能够减少压差卡钻等事 故的发生，提高钻井安全性。
欠平衡钻井技术需要解决地层 流体控制、压力监测等技术问 题。
旋转导向钻井技术
利用导向工具进行精确的钻孔 轨迹控制。
钻井完井新技术的重要性
提高钻井效率
保护地层
新技术的应用可大幅提 高钻井效率，降低成本。
新技术的应用可有效减 少对地层的伤害，提高
油气采收率。
精确控制
新技术的应用可以实现 钻孔轨迹的精确控制，
提高工程质量。
拓展应用范围
新技术的应用可拓展钻 井工程的应用范围，为 油气勘探开发提供更多
自动化钻井装备
研发自动化钻井装备，如自动钻机、 智能钻头等，减少人工干预，降低劳 动强度，提高钻井作业的连续性和稳 定性。
新材料和新工艺的应用趋势
高强度材料
研发高强度、高耐磨性的新型材料，用于制造钻头、钻杆等关键部件，提高钻 井设备的耐久性和可靠性。
新型钻井液
研究环保、低毒、高效的钻井液，降低对环境的污染，提高钻井作业的安全性。
提高钻井效率和降低成本的趋势
钻井完井新技术及应用实例介绍166页PPT
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
钻井完井新技术及应用实例介绍
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯