海洋钻完井高新技术简介

1、中海石油（中国）有限公司深圳分公司张武辇2001年9月CNOOC CHINA LIMITED - SHENZHEN汇 报 题 目 中海石油（中国）有限公司深圳分公司中海石油（中国）有限公司深圳分公司 张武辇张武辇A A、5959天安全优质钻完一口九千米大位移井天安全优质钻完一口九千米大位移井B B、井下油水分离同井回注采油系统井下油水分离同井回注采油系统C C、可膨胀筛管防砂完井技术可膨胀筛管防砂完井技术D D、新型全液压钻机和第五代钻井平台简介新型全液压钻机和第五代钻井平台简介E E、空心造斜器的应用空心造斜器的应用F F、一次多层砾石充满填完井工艺技术一次多层砾石充满填完井工艺技术G G、

2、压裂充填防砂技术压裂充填防砂技术A.59天安全优质钻完一口九千米大位移井一、前三口大位移井经验与教训二、第四口A20井中难点分析和改进思路三、XJ24-3-A20井59天完钻8987米一、前三口大位移井经验与教训一、前三口大位移井经验与教训1 1、第一口、第一口A14A14井成功经验井成功经验：1 1） 万事开头难：充分可行性研究和钻机改造、器材物资准备万事开头难：充分可行性研究和钻机改造、器材物资准备 2 2） 优化井深结构，合理确定套管层次与深度，特别是固定造斜率连续造斜和有优化井深结构，合理确定套管层次与深度，特别是固定造斜率连续造斜和有效保护造斜段效保护造斜段 3 3） 有效控制井眼轨

3、迹：有效控制井眼轨迹：a.a.大刚性导向钻具组合大刚性导向钻具组合,9-1/2”,9-1/2”钻铤钻铤+ +导向马达导向马达+TRACS+TRACS可调变径稳定器，严可调变径稳定器，严 格控制狗腿严重度，全井格控制狗腿严重度，全井 3.5 3.5 / 30/ 30米米b.b.执行好划眼、倒划眼短起下钻措施，强化固控，清除岩屑床，修整井眼执行好划眼、倒划眼短起下钻措施，强化固控，清除岩屑床，修整井眼 c.c.滑动钻井采用短井段、滑动钻井采用短井段、 勤调整、小调整措施，有效控制狗腿勤调整、小调整措施，有效控制狗腿4 4） 测量与中靶：测量与中靶：a.MWD/LWDa.MWD/LWD（CDR+AD

4、NCDR+ADN）/IDEAL/IDEAL系统系统/ /高精度差率示波陀螺仪高精度差率示波陀螺仪b.b.地质、地球物理工作紧密配合钻井工作，指导中靶地质、地球物理工作紧密配合钻井工作，指导中靶5 5） 合理钻井参数选择：合理钻井参数选择：a.a.据据MTVMTV设计尽可能大排量，使用大水眼低压耗钻具，设计尽可能大排量，使用大水眼低压耗钻具，PWDPWD监控监控ECDECD值值 b.b.适当钻压与转速适当钻压与转速c.c.降扭矩减摩阻降扭矩减摩阻6 6） 尽量下深尽量下深9-5/8”9-5/8”套管套管漂浮接箍和套管漂浮固井技术成功应用漂浮接箍和套管漂浮固井技术成功应用7 7） 极低毒性油基钻井

5、液的使用极低毒性油基钻井液的使用2 2、第一口第一口A14A14井失败教训：井失败教训：1 1） 18-5/8”18-5/8”套管注水泥时发生挤毁事故，套管注水泥时发生挤毁事故，这是由于原这是由于原24”24”导管引鞋内焊导块导管引鞋内焊导块内内径只有径只有20-3/4”20-3/4”（527mm527mm）为下套管顺利将接箍外径减小至）为下套管顺利将接箍外径减小至498.5mm,498.5mm,强强度不度不够所至。导管内径必须保证够所至。导管内径必须保证22”22”以上以上, ,才能保证才能保证18-5/8”18-5/8”套管接箍顺套管接箍顺利通过。利通过。2 2） 12-1/4”12-1/

6、4”井眼卡钻事故。井眼卡钻事故。井深井深51585158米，倒划眼卡死在米，倒划眼卡死在4664m4664m。教训教训1 1： 泵系统必须保证能在较大排量下承受相当高压。此次泵高压输出泵系统必须保证能在较大排量下承受相当高压。此次泵高压输出软管承受不了振动而爆破软管承受不了振动而爆破（额定工作压力（额定工作压力75007500PSIPSI，炸破时，炸破时40004000PSIPSI）。 迫使降低排量到小于迫使降低排量到小于MTVMTV要求值，井眼清洗效果差，岩屑床严重。要求值，井眼清洗效果差，岩屑床严重。钻钻ERDERD井，必须有过硬的设备做保证。井，必须有过硬的设备做保证。教训教训2 2：

7、生搬硬套北海经验生搬硬套北海经验“能钻多快就钻多快，不划眼不短起下钻能钻多快就钻多快，不划眼不短起下钻”，违，违背客观现实。背客观现实。教训教训3 3： 必须采取有效措施，消除大段泥岩缩颈和椭圆井眼必须采取有效措施，消除大段泥岩缩颈和椭圆井眼, ,才能防止卡才能防止卡钻。钻。3 3、 第二口第二口A17A17井经验教训：井经验教训： 1 1）井深结构和钻具结构、技术措施等按井深结构和钻具结构、技术措施等按A14A14井的总思路，实际效果井的总思路，实际效果并非如想象，如在构造不同位置，相同的并非如想象，如在构造不同位置，相同的BHABHA，相同的措施，可，相同的措施，可A14A14井是增斜，井

8、是增斜，A17A17井却是降斜井却是降斜等等，世上找不到相同的两口等等，世上找不到相同的两口井。井。 2 2）12-1/4”12-1/4”的的3467-5842m3467-5842m的井段，连续发生四个的井段，连续发生四个TRACSTRACS可调节变径稳可调节变径稳定器失效和推杆落井事故，迫使改用不带任何稳定器的光钻铤钻定器失效和推杆落井事故，迫使改用不带任何稳定器的光钻铤钻具组合具组合, ,井眼轨迹控制难，滑动钻进速度慢，井下复杂。井眼轨迹控制难，滑动钻进速度慢，井下复杂。 3 3） 9-5/8” 9-5/8” 套管下入过程中的挤毁事故，井深套管下入过程中的挤毁事故，井深5842m5842m

9、，套管下深，套管下深4195m4195m，漂浮段长，漂浮段长3582m3582m，处理，处理4646天，造成损失可想而知。关键深天，造成损失可想而知。关键深井是否暂时不用国产套管为妥。井是否暂时不用国产套管为妥。 4 4）尽量减少滑动钻进，钻进尽量减少滑动钻进，钻进6282-8686m6282-8686m井段为控制轨迹，滑钻井段为控制轨迹，滑钻3838天。天。A17A17井是几口井中最麻烦、建井周期最长的一口井，长达井是几口井中最麻烦、建井周期最长的一口井，长达117117天。天。4、第三口A18井经验教训：1 1）必须足够的排量，在必须足够的排量，在50005000米左右长泥岩段，因修泵仅两

10、、三个小时米左右长泥岩段，因修泵仅两、三个小时短时间单泵划眼和滑动钻进，就造成钻头严重泥包和堵水眼，哪怕短时间单泵划眼和滑动钻进，就造成钻头严重泥包和堵水眼，哪怕是油基泥浆。是油基泥浆。 2 2） 大段泥岩段钻进中，避免停钻测斜，以防该井大段泥岩段钻进中，避免停钻测斜，以防该井5181m5181m因侧斜卡钻。因侧斜卡钻。 3 3） 连续断导向马达事故，不得不三次侧钻连续断导向马达事故，不得不三次侧钻-误差超标的装配架组装的误差超标的装配架组装的马达易出事故。马达易出事故。 4 4） 第一次成功使用自动旋转导向工具第一次成功使用自动旋转导向工具powerdrive，仅用时，仅用时8 8天时间安全

11、天时间安全快速优质的钻完最深井段快速优质的钻完最深井段6871-8610m6871-8610m，平均日进尺达，平均日进尺达217.38m217.38m，是前，是前二口井该段钻速的二口井该段钻速的1.95-2.261.95-2.26倍，节约钻井费用倍，节约钻井费用5050多万美元，体现了多万美元，体现了先进工具的威力。先进工具的威力。 5 5） 当钻速加快，必须耐心坚持短起下钻，坚持划眼和倒划眼，确保井当钻速加快，必须耐心坚持短起下钻，坚持划眼和倒划眼，确保井眼清洗与安全。眼清洗与安全。二、第四口二、第四口A20A20井难点分析和改进思路：井难点分析和改进思路：1 1、分析总结前三口井的成功经验

12、和失败的教训，、分析总结前三口井的成功经验和失败的教训，A20A20井钻井难点主要是：井钻井难点主要是： 1 1）该井中靶后，不仅井斜要从该井中靶后，不仅井斜要从8080 降到降到40 40 以下，同时方位要由以下，同时方位要由114 114 扭转到扭转到151 151 ，在，在80008000多米的深井段，这是难度很大的三维作业；多米的深井段，这是难度很大的三维作业； 2 2）所有三口井，在所有三口井，在4000-60004000-6000米段，大段泥岩段及两个构造之间砂、泥岩应力带是钻米段，大段泥岩段及两个构造之间砂、泥岩应力带是钻井卡钻等事故多发段。岩屑床、井眼缩颈、椭圆井眼等造成扭矩泵

13、压的增高井卡钻等事故多发段。岩屑床、井眼缩颈、椭圆井眼等造成扭矩泵压的增高, ,泵和泵和高压管线系统不能正常工作，顶驱运转过热，钻具、套管被卡等事故，三口井无高压管线系统不能正常工作，顶驱运转过热，钻具、套管被卡等事故，三口井无一能逃脱填眼侧钻新眼的命运，必须认真分析原因，拟订对策；一能逃脱填眼侧钻新眼的命运，必须认真分析原因，拟订对策； 3 3）稳斜井段导向工具单纯依靠稳斜井段导向工具单纯依靠TRACSTRACS是不行的，而且，是不行的，而且，12-1/4”12-1/4”井眼用井眼用9-1/2”9-1/2”钻铤，钻铤，大刚性大刚性BHABHA组合对控制狗腿有利，但调整井斜方位难度大，组合对控

14、制狗腿有利，但调整井斜方位难度大，A20A20井三维作业，大刚井三维作业，大刚性组合不利，而导向马达的可靠性要慎重分析；性组合不利，而导向马达的可靠性要慎重分析； 4 4）设备薄弱关键是钻井泵、高压管汇系统和顶部驱动装置，以及井下工具设备薄弱关键是钻井泵、高压管汇系统和顶部驱动装置，以及井下工具2 2、A20A20井修改设计的总体思路：井修改设计的总体思路： 1 1）合理的井身结构，合理的井身结构，三口井实践是成功的，三口井实践是成功的，13-3/8”13-3/8”套管以前仍按老办法施工；套管以前仍按老办法施工； 2 2） 关键的稳斜井段：关键的稳斜井段： 12-1/4”12-1/4”井眼去掉

15、井眼去掉9-1/2”9-1/2”钻铤改下钻铤改下8”8”铤，适当降低钻柱刚度，既能控制狗腿，铤，适当降低钻柱刚度，既能控制狗腿，又方便调整井斜方位；又方便调整井斜方位；60006000多米长稳斜段，井眼轨迹控制不要过分过多米长稳斜段，井眼轨迹控制不要过分过细的纠斜细的纠斜纠偏，而是控制一定偏差范围，尽快往下钻，进入复杂地纠偏，而是控制一定偏差范围，尽快往下钻，进入复杂地段后，根据井下情况段后，根据井下情况适时下入适时下入Power DrivePower Drive自动旋转导向工自动旋转导向工具引导中靶，并钻穿全部油层；具引导中靶，并钻穿全部油层； 最有效运用最有效运用Power DrivePo

16、wer Drive，去掉，去掉TRACSTRACS，去掉液马达，同时，可以大大减少井下，去掉液马达，同时，可以大大减少井下工具事故和井下复杂情况，最重要是全井段钻进中井眼轨迹的偏差将由工具事故和井下复杂情况，最重要是全井段钻进中井眼轨迹的偏差将由Power Power DriveDrive自动导向来纠正，将可大大减少定向调整时间，大大加快钻井速度；自动导向来纠正，将可大大减少定向调整时间，大大加快钻井速度； 3 3） 在设备保证上下功夫，在设备保证上下功夫，对薄弱的关键设备在对薄弱的关键设备在3500m3500m井深前必须严格认真检修，井深前必须严格认真检修，过细强制保养，保证在要求排量下高泵

17、压、高扭矩作业安全。过细强制保养，保证在要求排量下高泵压、高扭矩作业安全。 4 4）确保确保9-5/8”9-5/8”套管安全下过套管安全下过6000m6000m以上，以上，尽量缩短尽量缩短8-1/2”8-1/2”井段钻井长度，有利井段钻井长度，有利下下入入7”7”尾管。尾管。 5 5）提高对付井下预想不到复杂情况的应变能力。提高对付井下预想不到复杂情况的应变能力。3 3、目标：安全、优质、快速钻完、目标：安全、优质、快速钻完A20A20井，具体要求井，具体要求 1 1） 0 0事故纪录；事故纪录； 2 2） 一个井眼到底，无侧钻井眼；一个井眼到底，无侧钻井眼； 3 3） 9-5/8”9-5/8

18、”套管下深套管下深6500m6500m，7”7”尾管到底，正规射孔完井；尾管到底，正规射孔完井； 4 4） 6565天完钻。即比第一次使用天完钻。即比第一次使用Power DrivePower Drive最快最快7575天钻完的天钻完的A18A18井再缩短井再缩短1010天时间。天时间。三、三、XJ24-3-A20XJ24-3-A20井井5959天完钻天完钻89878987米米 1 1、严格执行设计总体思路，严格执行设计总体思路，实现零事故，一个井眼钻到底，实现零事故，一个井眼钻到底，9 9只钻头只钻头5959天就天就顺利钻完一口近九千米大位移井，综合平均日进尺达顺利钻完一口近九千米大位移井，

19、综合平均日进尺达152.32152.32米米, ,井深比井深比第一次使用第一次使用RSSRSS旋转导向工具的旋转导向工具的A18A18井深井深377377米米, ,可建井周期缩短可建井周期缩短1616天，成天，成果显著。果显著。 2 2、 最有效运用最有效运用RSSRSS（Power DrivePower Drive），），若不计若不计16”16”井眼造斜段的滑动钻进，井眼造斜段的滑动钻进，13-3/8”13-3/8”套管以后的套管以后的72847284米井段米井段, ,滑动定向钻进只有滑动定向钻进只有182 .9m182 .9m，仅占，仅占2.51%2.51%。即使包括造斜段的滑动钻进，全井

20、滑动钻进也仅占即使包括造斜段的滑动钻进，全井滑动钻进也仅占13.28%13.28%，也就说，旋，也就说，旋转钻井占到转钻井占到97.49%97.49%。其优越性体现在：其优越性体现在：1 1） 极大提高钻井速度，降低钻井成本；极大提高钻井速度，降低钻井成本；2 2） 随时修整井眼，消除岩屑床，提高清洗效果，下套管和下尾管前不随时修整井眼，消除岩屑床，提高清洗效果，下套管和下尾管前不 必再专门通井，都顺利下到预定井深：必再专门通井，都顺利下到预定井深：9-5/8”9-5/8”套管下至套管下至6570.37m6570.37m， 7”7”尾管下至尾管下至89828982米；米；3 3） BHABHA

21、中去掉马达和稳定器，减少许多发生事故的因素，提高作业安中去掉马达和稳定器，减少许多发生事故的因素，提高作业安 全性；全性；4 4） 井身质量好，全井最大狗腿度几乎都小于井身质量好，全井最大狗腿度几乎都小于2 2/30m/30m，只有个别三个，只有个别三个 点达到点达到3.213.21/30/30；5 5） 减少许多轨迹控制和调整的烦琐，真正体现先进工具先进技术的优减少许多轨迹控制和调整的烦琐，真正体现先进工具先进技术的优 越性；越性； 3 3、设备的保证是成功的重要因素，设备的保证是成功的重要因素，特别是顶驱装置，要经受连续五十几小特别是顶驱装置，要经受连续五十几小时的大扭矩划眼，一旦打滑就卡

22、死无疑，时的大扭矩划眼，一旦打滑就卡死无疑，A20A20井正是吸取了以往教训取得井正是吸取了以往教训取得成功。成功。24”435m直井段：（泥线深度直井段：（泥线深度152m）1、16”钻头开孔，24”扩眼后下表层套管20”429m2、16”SMITH+9-5/8”液马达+7-3/4”NM铤+MWD+7-5/8”NM铤+5-1/2”加重钻杆+6-3/4”震击器+5-1/2”加重杆3、5T.60-100rpm600GPM/600PSI42.2mph4、海水-高粘稠泥浆5、4天时间段长283m一只钻头16”（435-1703m）造斜段：）造斜段：1、至1390m完成造斜79.1/115.5,导向稳

23、斜钻进至1703米,立即固13-3/8”1694.44m套管，保护造斜段，一只钻头钻完1268米2、16”钻头+9-5/8”导向马达+9-1/2”扶正器+7-3/4”NM铤+8-1/4”MWD+7-5/8”NM铤+5-1/2”加重钻杆9根+6-3/4”震击器+5-1/2”加重杆3、5-10T75-100rpm1050GPM/1750PSI23.27mph4、氯化钾聚合物泥浆5、6天钻完1268米，造斜段配合GYRO测斜，校对MWD12-1/4”稳斜段（稳斜段（1703-6585m）：）：1、保护套管，稳斜钻进，控制扭矩和ECD值，套管9-5/8”6570.37m2、1073-4505BHA:

24、PDC+9-5/8”导向马达+7-3/4”NM铤+8-1/4”MWD+2根 8”NM铤+9根5-1/2”加重钻杆+震击器+加重钻杆 5096-6175BHA: PDC+9-1/2”导向马达+8-1/4”AGS+CDR+MWD+2根8”NMDC+3根5-1/2”HWDP+上下震击器+15HWDP+震击器 旋转导向旋转导向BHA:PDC+RSS+8”NM稳定器+CDR+MWD+8”NM稳定器+2根8”NMDC+3HWDP+上下震击器+15HWDP+上震击器3、7-15T75-130rpm860GPM/3700-4100PSI25,000-30,000FTLB16.12-21.11mph使用油基泥浆

25、，四只钻头27天钻进4882米,该段综合日进尺超过180米,安全、快速过好复杂多事故井段4、加强划眼、倒划眼清洗、修整井眼，占30.8%时间，特别进尺快的情况下大段泥岩段更必须有此耐心执行此措施5、漂浮套管作业很顺利，漂浮段长2357m8-1/2”稳斜降斜扭方位井段（稳斜降斜扭方位井段（6585-8987）：）：1、全井段自动旋转导向钻进，3只钻头22天钻完2402m，H3B7630米开始降斜微增方位作业，8110H3G中第一靶，71.41/128，继续钻完8987H13连中五靶，38.33/142-1302、PDC+6-3/4”RSS+8”稳定器+ARC6+MWD+7-7/8”稳定器+6-1

26、/2” NMDC+5”HWDP3根+震击器+5”HWDP11根+震击器3、10-15T100-130rpm550GPM/3700-4300PSI41,000FTLB机械钻速变化大9.67-23.07mph4、H2-H3B7200-7700m压力带，起下钻划眼、倒划眼一趟费时达146.5小时，必须细致措施，耐心执行，以防卡钻，清除岩屑床，修整井眼，特别在进尺较快情况下更必须5、油基泥浆四、A20井分段钻井简况4505m5096m6175m7407m7770mP.D.1AGSP.D.2P.D.3P.D.4P.D.5四口大位移井简要数据资料对比表XJ24-3-A14XJ24-3-A17XJ24-3-A18XJ24-3-A20尺尺 寸寸 设计设计（m） 实际实际 设计设计（m） 实际实际 设计设计（m） 实际实际设计设计（m） 实际实际24”205 205206 206206 206205 20518-5/8”427 398408 408448 448435 42913-3/8”1829 17281709 17091700 15