旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)河壩地域的應(yīng)用

1、2010年度中國石化川氣東送建設(shè)工程新技術(shù)推廣成杲報告旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)在河壩地域的應(yīng)用西南油氣分公司川東北采氣廠西南石油局廣西鉆井公司2020年7月旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)在河壩地域的應(yīng)用推行功效名稱：旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)在河壩地域的應(yīng)用應(yīng)用起止時刻：2020年11月2020年12月負(fù)責(zé)人：李光翼顧戰(zhàn)宇技術(shù)首席：韋谷運報告編寫人：楊青廷黃佑富張成俊要緊推行人員：李光翼顧戰(zhàn)宇韋谷運鄧明杰吳德楊青廷汪衛(wèi)東黃佑富張成俊劉葵李永平楊艇審核人：韋谷運審定人：李光翼前言4-技術(shù)推行背景5二技術(shù)推行功效內(nèi)容6關(guān)于大斜度定向井、水平井要操縱井眼軌跡確保中靶，常規(guī)的方式是增強隨鉆監(jiān)測、調(diào)整工程參數(shù)和技術(shù)方法，大多數(shù)是采納改換彎接頭度數(shù)

2、，改變扶正器位置、調(diào)整鉆壓、確信轉(zhuǎn)盤等方式方法來實現(xiàn)，常規(guī)的方式費時、費事、效率低、成效不必然好。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)能克服常規(guī)方式的缺點，實現(xiàn)隨機調(diào)整，實時操縱井眼軌跡，效率高，成效好，井身質(zhì)量取得保證，是一項先進(jìn)的工藝技術(shù)。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)工作原理及配套方法具體如下：7（-）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)工作原理7（二）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)平安技術(shù)方法8三技術(shù)創(chuàng)新點9四應(yīng)用成效、效益10（一）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向在水平井HJ203H井的應(yīng)用情形10（二）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向在大斜度定向井HF302井的應(yīng)用情形14（三）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)應(yīng)用成效分析17（四）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)應(yīng)用技術(shù)成效20五結(jié)論及建議23河壩區(qū)塊海相地層埋藏較深，嘉陵江地層白云

3、巖夾雜大段石膏，巖性軟硬交織，地層壓力系數(shù)較高，鉆井液密度高，高低壓并存，目的層在嘉陵江的定向井、水平井的造斜段大多項選擇在雷口坡組，巖性為石膏巖、白云巖互層，定向工具選擇存在必然難度；在青巖層定向鉆進(jìn)中鉆具托壓現(xiàn)象嚴(yán)峻，機械鉆速低，阻礙了施工進(jìn)度，選擇先進(jìn)合理的工具和技術(shù)是提高大斜度定向井、水平井鉆井速度及平安鉆井的關(guān)鍵。2020年河壩區(qū)塊新布置三口目的層為嘉陵江二段、飛仙關(guān)組三段的開發(fā)井，其中兩口大斜度定向井HF203井、HF302井是以飛仙關(guān)組三段儲層為要緊目的層，水平井HJ203H井以嘉陵江組二段為目的層。HF302井、HJ203H井別離由中國石化西南石油局廣西鉆井公司70837XNG

4、、70823XNG鉆井隊施工。為了提高大斜度定向井HF302井和水平井HJ203H井的鉆井速度，通過調(diào)研和對照，選用了由安東石油技術(shù)（集團）和貝克休斯.英特公司聯(lián)合提供的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)服務(wù)。在施工中，利用一套旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具組合順利完成了定向增斜、穩(wěn)斜和水平段的鉆進(jìn)任務(wù)，機械鉆速和鉆井時效明顯高于同地域鉆井水平，井眼軌跡滑膩，全井安然無事故。一技術(shù)推行背景川東北氣田地質(zhì)情形復(fù)雜，鉆井速度慢，周期長，為了解決上部陸相地層大尺寸井眼井段的鉆井速度和幸免井漏等復(fù)雜情形，通過近兩年的實踐采納空氣鉆井揭穿上部陸相地層，機械鉆速有了明顯提高，復(fù)雜情形大大減少，有效縮短鉆井周期，解決了制約鉆井速度的瓶頸問題，

5、關(guān)于下部海相地層，利用大功率螺桿+高效鉆頭的復(fù)合驅(qū)的鉆井方式，能有效提高低部海相地層的機械鉆速，這些技術(shù)對提高鉆井速度、縮短鉆井周期、加速勘探步伐起到了踴躍的推動作用。一樣情形下，關(guān)于7000m左右的直井，在一年左右的時刻內(nèi)能完成施工；關(guān)于大斜度井和水平井，上部陸相地層一樣能夠采納空氣鉆井來提高鉆井速度，可是下部定向段、造斜段、穩(wěn)斜段、水平段的鉆進(jìn)，若是仍用常規(guī)的方式來提高機械鉆速有專門大的難度，這是因為在斜井段和水平井段中要想克服磨阻、有效施加鉆壓、解決托壓問題，目前還存在技術(shù)上的困難，這些困難要緊有：一、依照安東石油技術(shù)（集團）對井下鉆具側(cè)向力分析說明，常規(guī)的旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，在4300m至470

6、0m周圍側(cè)向力較大，但在13-3/8v套管鞋以下的裸眼造斜段的側(cè)向力最大值不到40kg/m,對鉆具的疲勞損壞程度較小、對井眼的軌跡阻礙不大，因此鉆進(jìn)的風(fēng)險不大?？墒侨舾某纱笮倍榷ㄏ蚓?，易形成巖屑床，致使施工進(jìn)程中磨阻扭矩增大，且若是在上部井段存在較大狗腿，會大幅度增高鉆桿疲勞損壞的概率，發(fā)生斷鉆具事故；若是在水平井段利用螺桿動力鉆具滑動鉆進(jìn)，容易產(chǎn)生砂床；專門是超深水平井，鉆井液排量受到限制，對井底迅速清除巖屑和環(huán)空中攜帶巖屑帶來必然難度，因此極易發(fā)生卡鉆事故。二、鑒于地層準(zhǔn)確預(yù)測有必然難度，在施工中依照地質(zhì)錄井巖性需要不斷調(diào)整目的層深度，且目的層厚度不是很厚，河壩地域的目的層厚度一樣在1

7、31n16m,因此,地層的不確信性和儲層薄致使井眼軌跡操縱難度大，水平段井眼軌跡操縱精度要求局。3、川東北地域?qū)儆诟邷馗邏旱赜?。依照鄰井資料，估量嘉陵江組地層流體溫度為H4,地壓梯度為MPa/m,因此，高溫度和高密度鉆井液對MWD等定向井測量儀器的要求高。4、由于設(shè)計井較深、水平段長，而且地層可鉆性差，研磨性強，因此采納常規(guī)定向施工周期長，對鉆具和套管磨損大，發(fā)生井下復(fù)雜事故可能性增大，而且對導(dǎo)向工具的導(dǎo)向力也有必然阻礙。五、在嘉陵江組三段、飛仙關(guān)四段存在大段的硬石膏巖，造斜相對困難，而且在此段，井下工具震動猛烈，扭矩波動幅度大，對工具的壽命產(chǎn)生較大阻礙，而且阻礙工具造斜率。6、本地域?qū)儆诟吆?/p>

8、硫地域。嘉陵江組流體中國5氣體含量高達(dá)6000-6500ppm,因此，在鉆井進(jìn)程中應(yīng)專門注意硫化氫氣侵的預(yù)防與處置，同時，還要考慮硫化氫對測量儀器的阻礙。因此尋覓先進(jìn)的工具和技術(shù)來克服和解決這些問題，對提高低部井段的鉆井速度和平安鉆井是十分重要的，目前國內(nèi)和國際上，具有把握這種工具和技術(shù)的有好幾家公司，其中實力最強，信譽較好的有國內(nèi)的安東石油技術(shù)（集團）和國外的貝克休斯.英特公司。通過協(xié)商和談判確信由安東石油技術(shù)（集團）和貝克休斯.英特公司聯(lián)合為大斜度井HF302井，水平井HJ203H井提供旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)效勞，力爭平安、優(yōu)質(zhì)、快速完成大斜度井HF302井，水平井HJ203H井的鉆井施工任務(wù)，

9、并為河壩地域的高溫、高壓、超深大斜度井和水平井的鉆井速度提高進(jìn)行探討和積存體會。二技術(shù)推行功效內(nèi)容關(guān)于大斜度定向井、水平井要操縱井眼軌跡確保中靶，常規(guī)的方式是增強隨鉆監(jiān)測、調(diào)整工程參數(shù)和技術(shù)方法，大多數(shù)是采納改換彎接頭度數(shù)，改變扶正器位置、調(diào)整鉆壓、確信轉(zhuǎn)盤等方式方法來實現(xiàn)，常規(guī)的方式費時、費事、效率低、成效不必然好。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)能克服常規(guī)方式的缺點，實現(xiàn)隨機調(diào)整，實時操縱井眼軌跡，效率高，成效好，井身質(zhì)量取得保證，是一項先進(jìn)的工藝技術(shù)。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)工作原理及配套方法具體如下：（一）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)工作原理旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)包括地面監(jiān)控系統(tǒng)、井下旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具系統(tǒng)和隨鉆測量系統(tǒng)。系統(tǒng)組

10、成和指令傳輸進(jìn)程。地面監(jiān)控系統(tǒng)用來完成旋轉(zhuǎn)（地質(zhì)）導(dǎo)向二維建模、定向井水平井剖面設(shè)計或修正設(shè)計、底部鉆具組合受力分析、井下信號說明處置、井眼軌跡參數(shù)計算等工作。井下旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具系統(tǒng)包括導(dǎo)向裝置、雙向通信和動力模塊、無磁模塊穩(wěn)固器等等井下工具。隨鉆測量系統(tǒng)包括傳感器模塊、優(yōu)化旋轉(zhuǎn)密度儀和動態(tài)與壓力模塊等隨鉆地質(zhì)特性和鉆具特性測量工具。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具組合要緊由以下五類工具（或模塊）組成：導(dǎo)向裝置（AutoTrak）：導(dǎo)向裝置是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的關(guān)鍵工具，其工作原理見附圖12。井下液壓系統(tǒng)所帶動的三個獨立液壓油缸別離操縱三個造斜肋塊（Ribs）伸縮，依托井壁反作使勁來實現(xiàn)造斜和扭方位作業(yè)，三個獨立

11、液壓缸為每一個造斜肋塊提供最大3噸的推動力。另外，導(dǎo)向裝置帶有距離井底僅（3英尺）的近鉆頭井斜角測量裝置。導(dǎo)向裝置造斜率的大小與每一個造斜肋塊在單位進(jìn)尺中的伸縮次數(shù)無關(guān)。在導(dǎo)向造斜模式下，液壓系統(tǒng)能夠?qū)?dǎo)向裝置提供7500個動力矢量，使其依照給定工具面和給定動力進(jìn)行導(dǎo)向鉆進(jìn)，而且，能夠隨時通過下傳指令從頭定向。除造斜功能外，導(dǎo)向裝置還有穩(wěn)斜功能。通過井下自動操縱的閉回路，在地面指令通過另一回路發(fā)至導(dǎo)向裝置后，自動操縱功能開始接管，將每秒測得的井斜數(shù)據(jù)與指令比較并進(jìn)行調(diào)劑操縱，從而達(dá)到平緩滑膩的井眼軌跡。在穩(wěn)斜模式下，導(dǎo)向裝置自動向靶點井斜角進(jìn)行滑膩導(dǎo)向，在新指令抵達(dá)之前，將靶點井斜角維持在&#

12、177;°之內(nèi)；而且穩(wěn)斜進(jìn)程中也能夠隨時通過下傳指令改變井眼方位。傳感器模塊（OnTrak）：該模塊要緊提供旋轉(zhuǎn)（地質(zhì)）導(dǎo)向鉆井所需要的大體參數(shù)。第一，該模塊中安裝有效于地層巖性識別的伽馬射線和多頻電阻率，是隨鉆測井的大體項目，幫忙完成地質(zhì)導(dǎo)向任務(wù)；第二，該模塊中安裝有效于井眼空間位置操縱的磁通量計，能夠計算出井眼方位角，配合近鉆頭井斜角來完成井眼空間的導(dǎo)向任務(wù);最后，該模塊中還安裝有效于鉆井參數(shù)優(yōu)化的環(huán)空泥漿當(dāng)量密度、振動和粘滑系數(shù)等測量裝置，幫忙地面定向井工程師識別井下工具的工作狀態(tài)。雙向通信和動力模塊（BCPM）：該模塊要緊由渦輪發(fā)電裝置和正壓脈沖發(fā)生器組成，向?qū)蜓b置和隨鉆測

13、量工具提供電源動力，并為下傳指令和上傳測量數(shù)據(jù)提供通道?？蛇x擇效勞工具：大扭矩高溫螺桿鉆具（X-treme）優(yōu)化旋轉(zhuǎn)密度儀（ORD）、測徑校正中子儀（CNN）、動態(tài)與壓力模塊（Co-Pilot）和聲波特性探測儀（APX）o其中大扭矩高溫螺桿鉆具定子是由預(yù)先特定斷面形狀設(shè)計的鋼制套管和薄且“等厚”橡膠層組成，能夠經(jīng)受更高的井底溫度，提供更大的驅(qū)動扭矩；動態(tài)與壓力診斷模塊能夠提供鉆壓、鉆頭扭矩、鉆孔壓力、環(huán)空壓力、鉆柱彎曲（撓）等鉆井參數(shù)。其他配套工具：無磁模塊穩(wěn)固器、無磁柔性短節(jié)、無磁承壓鉆桿、隨鉆震擊器和浮閥等工具。實鉆鉆具組合：通過水力參數(shù)、磨阻和扭矩計算、鉆具屈曲分析等優(yōu)化設(shè)計，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工

14、具底部鉆具組合：9-l/2"PDC鉆頭+6-3/4”旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向短節(jié)（帶近鉆頭井斜）+下部柔性短節(jié)（帶9-3/8”模塊扶正器）+6-3/4"OnTrakLWD傳感模塊（包括多頻電阻率、伽瑪射線成像、振動和粘滑、泥漿當(dāng)量循環(huán)密度、井斜角、方位角、井底溫度等）+8-3/8”模塊扶正器+6-3/4”雙向通信及發(fā)電短節(jié)+6-3/4”頂部斷電短節(jié)+9-1/4”非磁扶正器+6-3/4”浮閥短節(jié)+5”無磁抗緊縮鉆桿x2根+5”加重鉆桿x2根+6-1/2”震擊器+5”加重鉆桿x6根+5”鉆桿+轉(zhuǎn)換接頭+5-1/2”鉆桿；（二）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)平安技術(shù)方法一、優(yōu)化鉆具組合：施工中盡可能采納鉆桿，

15、在保證施工排量的情形下，盡可能降低施工泵壓；二、優(yōu)選鉆井參數(shù)：利用隨鉆監(jiān)測扭矩波動（頂驅(qū)）和井底鉆具振動情形，及時調(diào)整鉆井參數(shù)，確保在施工平安的前提下，提高鉆井速度;3、優(yōu)選鉆井液體系和性能：鉆井液體系選用無鈦鐵礦體系，利用好四級固控設(shè)備，要求鉆井液具有較好的攜能力和良好的潤滑性能；4、增強鉆具治理：要求所有下井鉆具為一級以上鉆具，按期探傷、錯扣、倒換；重點強化1400-1700m井段（側(cè)向力最大、疲勞平安系數(shù)最低和屈服平安系數(shù)最?。┿@具的倒換工作，避免發(fā)生疲勞破壞；充分利用井底鉆具振動與環(huán)空壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)，實時調(diào)控鉆井參數(shù)，避免鉆具事故；五、井眼清潔方法：盡可能提高循環(huán)排量，配合短起下鉆方法，

16、破換巖屑床，提高井眼清潔度；監(jiān)測井底循環(huán)當(dāng)量密度（ECD）,及時調(diào)整鉆井液性能或采取工程方法，提高井眼凈化能力。三技術(shù)創(chuàng)新點旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)與一般定向中采納的彎外殼螺桿鉆具、彎接頭+直螺桿鉆具、一般穩(wěn)固器鉆具組合等配合MWD/LDW進(jìn)行定向造斜、增斜、穩(wěn)斜和水平段鉆進(jìn)作業(yè)相較，其具有以下優(yōu)勢：一、利用一套鉆具組合完成定向造斜、增斜、穩(wěn)斜和水平段等各類井段鉆進(jìn)任務(wù)，不僅能夠減少起下鉆改換鉆具組合的時刻，提高鉆井時效；同時，由于減少頻繁改換鉆具組合，也降低了因底部鉆具組合剛性不同引發(fā)的劃眼、卡鉆等井下復(fù)雜事故的次數(shù)和時刻。二、定向井工程師通過專用鉆井液指令泵來下傳定向造斜、增斜、穩(wěn)斜和水平段等井眼

17、軌跡（或地質(zhì)）導(dǎo)向指令時，不需要停止鉆進(jìn)，因此，實現(xiàn)了井眼軌跡的滑膩、持續(xù)鉆進(jìn)，不僅能夠節(jié)省鉆井時刻，而且大大降低了鉆井風(fēng)險。3、導(dǎo)向裝置的井斜測量單元離鉆頭只有距離，測量的及時性有利于提高井眼軌跡操縱精度。4、旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)進(jìn)程中，導(dǎo)向裝置造斜短節(jié)相對井壁以低于15N/h的速度作緩慢隨機轉(zhuǎn)動。由于造斜肋塊相對井壁是處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，對井壁不產(chǎn)生沖擊作用，減少了井壁的非穩(wěn)固性，也減少了造斜肋塊磨損，提高了鉆井施工效率。五、通過閉環(huán)操縱能夠?qū)︺@頭傾角、導(dǎo)向矢量的方向和幅度進(jìn)行自動導(dǎo)向操縱，確保向靶點井斜角進(jìn)行滑膩導(dǎo)向，將靶點井斜角操縱并維持在±°,A、B靶點縱向距離操縱并維持在土之

18、內(nèi)。六、利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)鉆出的井眼軌跡將加倍滑膩，實際井眼軌跡全角轉(zhuǎn)變率和設(shè)計井眼軌跡全角轉(zhuǎn)變率超級吻合，井下鉆具扭矩和摩阻能夠有效地操縱在設(shè)計范圍內(nèi)，同時.，也為減少下套管事故、提高固井質(zhì)量提供保障。應(yīng)用成效、效益旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)在大斜度HF302井和水平井HJ203H井進(jìn)行了應(yīng)用，應(yīng)用情形、應(yīng)用成效與效益如下：(一)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向在水平井HJ203H井的應(yīng)用情形一、生產(chǎn)情形HJ203H井于2020年11月18日0:00自井深：3755m開始旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)，在鉆進(jìn)進(jìn)程中，37711n以前機械鉆速lm/h,相對較低；以后穩(wěn)固在23m/h。2020年12月6日旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)至井深：4868.60m起鉆

19、對井控裝置進(jìn)行試壓、做地層承壓實驗，做鉆開油氣層前驗下班作，12月20日恢復(fù)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)。1月22日13:10鉆進(jìn)到5767m完鉆。HJ203H井旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)井段：-5767.00m,鉆井進(jìn)尺：2021m,歷時：天，除去半途做鉆開油氣層驗收損失時刻13天，實際歷時:天，起到了專門好的提速成效。二、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機械鉆速統(tǒng)計表1HJ203H井機械鉆速統(tǒng)計序號鉆進(jìn)井段(m)進(jìn)尺(m)純鉆時間(h:min)機械鉆速(m/h)1合計、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向?qū)嶃@井眼軌跡及中靶情形HJ203H井自井深：3755nl開始旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向進(jìn)行定向鉆進(jìn)，在定向及水平段嚴(yán)格依照設(shè)計軌跡進(jìn)行鉆進(jìn)，并使實鉆井眼軌跡嚴(yán)格遵循與設(shè)計軌跡，井眼軌跡的

20、操縱表現(xiàn)出較高的水平，嚴(yán)格完成了設(shè)計任務(wù)。HJ203H井定向數(shù)據(jù)如下：表2HJ203H井定向井斜數(shù)據(jù)斜深（m）井斜（度）方位（度）垂深（m）水平位移（m）北向位移（m）東向位移（m）閉合方位（度）狗腿度deg/30m-107275285續(xù)表2HJ203H井定向井斜數(shù)據(jù)斜深（m）井斜（度）方位（度）垂深（m）水平位移（m）北向位移（m）東向位移（m）閉合方位（度）狗腿度deg/30m71-755-139557670HJ203H井中靶情形如下：表3HJ203H井中靶數(shù)據(jù)表靶點斜深（m）垂深（m）井斜（°）方位（°）水平位移中靶情況A實鉆靶點偏右B實鉆靶點偏右圖1HJ203H井三

21、維井眼軌跡示用意(二)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向在大斜度定向井HF302井的應(yīng)用情形一、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井情形2020年10月29日鉆進(jìn)至井深：4378.00m起鉆下入旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具進(jìn)行定向鉆進(jìn)。11月10日16:00定向鉆進(jìn)至井深：4908.44m上提鉆井液密度，在出口返出密度：1.85g/cm3時顯現(xiàn)井漏。起鉆后組合光鉆桿共進(jìn)行三次堵漏，將地層承壓能力提至2.17g/cn?后循環(huán)排堵漏漿，提鉆井液密度2.0g/cm3,調(diào)整好鉆井液性能后起鉆下入旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具繼續(xù)定向鉆進(jìn)。12月8日5:00旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)至井深：5651.13nl按甲方要求起鉆換光鉆桿下鉆進(jìn)行承壓堵漏。起鉆后依照軟件預(yù)測，在該井深采納常規(guī)穩(wěn)斜組合進(jìn)行鉆進(jìn)

22、能確保中靶，于是終止了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)。二、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機械鉆速統(tǒng)計表4HF302井定向機械鉆速統(tǒng)計序號鉆進(jìn)井段(m)進(jìn)尺(m)純鉆時間(h：min)機械鉆速(m/h)1合計3、井眼軌跡情形HF302井采納一套鉆具組合完成了該井定向段及大部份穩(wěn)斜段的鉆井施工，定向施工進(jìn)程中嚴(yán)格依照定向部面進(jìn)行施工，與設(shè)計吻合率較好，HF302井定向數(shù)據(jù)見下表：表5HF302井定向井斜數(shù)據(jù)表測深m井斜。方位°垂深m水平位移m北坐標(biāo)m東坐標(biāo)m狗腿度°/30m4380-25續(xù)表5HF302井定向井斜數(shù)據(jù)表測深井斜方位垂深水平位北坐標(biāo)東坐標(biāo)狗腿度m。1°m移mmm°/30m295504

23、43600HF302井完鉆中靶情形如下：表6HF302井完鉆中靶情形斜深(m)垂深(m)井斜(°)方位(°)水平位移(m)靶心距(m)以QG厚14fa一:二，二 二；"一；：I SINOREOLOCMllOfl.r»o»：EMellUMtlMFdOfi»lo!.1W3»<rdO2圖2HF302井實鉆井眼軌跡圖（三）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)應(yīng)用成效分析一、大幅度提高定向進(jìn)程中的機械鉆速采納旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井幸免了在定向鉆進(jìn)進(jìn)程中鉆具與井壁靜摩擦致使鉆壓不能有效的加到鉆頭上而造成托壓的現(xiàn)象，能比較明顯的提高定向鉆井進(jìn)程中的機械鉆速。河壩區(qū)壩

24、同期施工的三口井中，HF203井采納常規(guī)定向工具進(jìn)行定向鉆進(jìn)。該井自井深：開始定向增斜鉆進(jìn)，至井深：進(jìn)行穩(wěn)斜鉆進(jìn)，其定向井段機械鉆速統(tǒng)計如下：表7HF203井定向段機械鉆速統(tǒng)計序號尺寸mm型號井段m進(jìn)尺m機械鉆速m/h純鉆進(jìn)h1M13652M13653PK81464HJT617GK5HJT537GK6PK6143MC7EM1316GU8M1365合計從以上數(shù)據(jù)能夠看出，HF203井采納常規(guī)定向工具定向，平均機械鉆速：h,而采納旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的HF302井與HJ203井其定向段與穩(wěn)斜段鉆進(jìn)進(jìn)程中平均機械鉆速別離是：h與h,別離是HF203井的倍與倍，由此可見，采納旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向能夠大幅度提高定向段機械鉆速。

25、二、井眼軌跡較好，扭矩和磨阻低，降低了井下事故發(fā)生的概率由于井眼軌跡滑膩，井身質(zhì)量好，有效地降低了鉆具磨阻和扭矩，因此，降低了鍵槽卡鉆、壓差卡鉆、鉆具折斷或疲勞破壞等井下事故概率，確保了兩口井施工進(jìn)程中沒有發(fā)生任何井下事故；同時.，也保證了生產(chǎn)套管順利入井，提高了固井質(zhì)量優(yōu)良率。而同一時期施工的HF203井由于采納常規(guī)定向鉆進(jìn)，井眼軌跡較差，在四開鉆進(jìn)進(jìn)程中共發(fā)生5次卡鉆事故，損失時刻：。3、大幅度減少起下鉆次數(shù)，節(jié)約鉆井周期在定向造斜、增斜、穩(wěn)斜和水平井段，利用一套旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具組合完成了不同井段的鉆進(jìn)任務(wù)，不僅實現(xiàn)了井眼軌跡的持續(xù)操縱，而且減少了起下鉆更換鉆具組合的次數(shù)；同時，未利用井底馬達(dá)

26、也減少了由于馬達(dá)壽命而增加起下鉆次數(shù)。另外旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具中傳感器模塊（Ontrak）能夠?qū)篆h(huán)空的鉆井液循環(huán)當(dāng)量密度（ECD）進(jìn)行隨鉆檢測，幫忙定向井工程師準(zhǔn)確判定鉆井液的清潔程度和水平井段砂床的堆積程度，減少沒必要要的清理砂床所增加的短起下鉆時刻或砂床引發(fā)的井下復(fù)雜時刻。綜合上述緣故，河嘉203水平井利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)后全井起下鉆8次，起下鉆(含循環(huán))總時刻。HF302井僅用四趟鉆，完成了該井的定向與550m穩(wěn)斜段施工。而HF203井共計18趟鉆才完成該井四工定向、穩(wěn)斜施工。HJ203井四工定向水平段鉆進(jìn)共計歷時.：天，HF302井四開歷時：天，而采納常規(guī)定向的HF203井四開鉆進(jìn)共計歷時

27、：天。由此可見，采納旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)能夠大幅度減少起下鉆次數(shù)和時刻，大量節(jié)約鉆井周期。4、水平井段操縱精度高，有利于開發(fā)目的氣藏由于實際鉆遇地層和設(shè)計地層厚度轉(zhuǎn)變，因此，在水平段著陸前依照地質(zhì)錄井巖性多次調(diào)整了靶點垂深。2020年1月7日22：30鉆至井深，鉆時明顯加速，平均68m/h,氣測全燃及甲烷值均達(dá)到90%以上，證明已經(jīng)鉆達(dá)主力目的氣層?，F(xiàn)場決定將井斜增至。后開始水平井段鉆進(jìn)。2020年1月10日鉆進(jìn)至井深5265nl時。，井斜角增至。，方位角°,開始水平段穩(wěn)斜鉆進(jìn)。1月22日鉆達(dá)B靶點井深5767m,井斜角。，方位角。通過插值計算得出，A靶點實鉆井深，井斜°,方位

28、。，垂深，X(N)值,Y(E)值，視平位移，閉合方位。，與設(shè)計靶點相較偏右；B靶點實鉆斜深，井斜。，方位。，垂深，X(N)值，Y(E)值，視平位移，閉合方位。,與設(shè)計靶點相較偏右。五、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)抗高溫性能好，工作穩(wěn)固性強在兩口井的定向及穩(wěn)斜鉆井施工進(jìn)程中儀器穩(wěn)固性較好，未發(fā)生因儀器緣故致使起鉆的情形發(fā)生。而HF302井在采納無線隨鉆跟蹤進(jìn)程中，由于井底溫度高、壓力大，無線隨鉆儀器入井后20h后無法進(jìn)行正常的信號傳輸，致使不能及時跟蹤井眼軌跡的情形發(fā)生。6、鉆井周期縮短，經(jīng)濟效益與社會效益顯著從鉆進(jìn)時刻上來講，原設(shè)計HJ203H井打算四開歷時140天，采納旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向后節(jié)約鉆井周期：天；HF302

29、井按原設(shè)計鉆進(jìn)至井深：565L00m須歷時：天，實鉆節(jié)約鉆井周期：天。從經(jīng)濟效益方面分析，HJ203H井合計減少鉆井本錢1720萬元，而利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)增加工具和技術(shù)效勞費1260萬元，在未考慮井眼軌跡滑膩、減少井下復(fù)雜事故、環(huán)保方法費等所帶來的經(jīng)濟效益和社會效益情形下，利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)能夠節(jié)約本錢460萬元。HF302井合計減少本錢900萬元，扣除旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)增加工具和技術(shù)效勞費：600萬元，節(jié)約本錢300萬元，兩口井共計節(jié)約本錢：760萬元。在社會效益方面，采納旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)，不僅提高了機械鉆速，節(jié)約了鉆探本錢和鉆井周期，而且為進(jìn)一步加速勘探開發(fā)進(jìn)程，加速川氣東輸進(jìn)程，增進(jìn)地址經(jīng)濟和

30、國家經(jīng)濟建設(shè)發(fā)揮重要作用。同時采納旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)，克服了大斜度定向井、水平井施工進(jìn)程采納常規(guī)定向鉆進(jìn)中易發(fā)生壓差粘附卡鉆、井眼軌跡差、定向進(jìn)程中機械鉆速低等難題，為下一步超深水平井的施工提供了工程技術(shù)保障。(四)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)應(yīng)用技術(shù)成效(一)、提高鉆井速度，節(jié)約鉆井時刻。一、利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，在鉆進(jìn)進(jìn)程中能夠隨時檢測到井下工具的工作狀態(tài)，包括粘滑(stick-slip)、三向震動、井底泥漿循環(huán)當(dāng)量密度(ECD),通過對井下工況的實時監(jiān)測，優(yōu)選鉆井參數(shù)，最大限度地提高機械鉆速。表8HF302井鉆井時效統(tǒng)計數(shù)據(jù)序號鉆井井段m進(jìn)尺Gn)井下總時間h(h)純鉆時間(h)循環(huán)時間(h)14378306

31、215231234合計二、在定向造斜、增斜、穩(wěn)斜段，利用一套旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具組合完成不同井段的鉆進(jìn)任務(wù)，不僅實現(xiàn)了井眼軌跡的持續(xù)操縱，而且減少了起下鉆更換鉆具組合的次數(shù)；同時，未利用井底馬達(dá)也減少了由于馬達(dá)壽命而增加起下鉆次數(shù)。綜合上述緣故，HF302井利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)后施工井段共起下鉆4趟，而且，第一趟鉆井下總時刻達(dá)到了306h,制造了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具新的作業(yè)時刻記錄。3、在穩(wěn)斜段鉆進(jìn)中，利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井不僅能夠?qū)苯沁M(jìn)行精準(zhǔn)操縱，而且能夠?qū)Ψ轿唤沁M(jìn)行精準(zhǔn)操縱，減少了扭方位作業(yè)引發(fā)的起下鉆次數(shù)。另外，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具中傳感器模塊（Ontrak）能夠?qū)篆h(huán)空的鉆井液循環(huán)當(dāng)量密度（ECD）進(jìn)行隨鉆檢

32、測，幫忙定向井工程師準(zhǔn)確判定鉆井液的清潔程度和水平井段砂床的堆積程度，減少或幸免由于砂床引發(fā)的井下復(fù)雜時刻。4、在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井進(jìn)程中不存在滑動鉆進(jìn)，保證了鉆壓的正常傳遞，減少或幸免了利用井下動力鉆具定向、增斜或扭方位進(jìn)程中的托壓問題，能夠確保鉆壓能正常施加在鉆頭上?？墒牵揪┕げ杉{防硫鉆具，柔性更大，在鉆桿位置發(fā)生非正常扭曲，阻礙了鉆壓的傳遞；通過增加鉆具組合的剛性，憋停頂驅(qū)現(xiàn)象稍有減緩。除隨鉆優(yōu)化鉆井參數(shù)，提高機械鉆速方法外，提高鉆頭上的有效鉆壓，也是該井機械鉆速較高的緣故之一，HF302井機械鉆速統(tǒng)計數(shù)據(jù)見下表。表9HF302井機械鉆速統(tǒng)計表井段（m）層位巖性機械鉆速（m/h）嘉陵江組五

33、一硬石膏巖、灰?guī)r、云嘉陵江組一段灰?guī)r嘉陵江組一段灰?guī)r嘉一段、飛仙關(guān)四硬石膏巖及灰?guī)r互平均5、井眼軌跡滑膩，局部狗腿小，井身質(zhì)量好，有效地降低了鉆具磨阻和扭矩，降低了井下事故發(fā)生的概率第一，通過底部鉆具組合的鉆井動力學(xué)計算和工程參數(shù)的實時測量,能夠及時調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，避免鉆具屈曲和疲勞折斷，提高鉆井平安系數(shù)，減少井下事故。上部直井段確實存在較大的全角轉(zhuǎn)變率，必然大幅度增加鉆桿疲勞損壞機率。在旋轉(zhuǎn)鉆井方式下，鉆壓不超過20噸時可不能發(fā)生屈曲（依照設(shè)計鉆桿G105計算），建議在以后同類井施工進(jìn)程中倒換鉆具位置，避免鉆桿疲勞折斷。第二，利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)鉆成的井眼軌跡和設(shè)計井眼軌跡能夠超級吻合。在實際

34、施工中，由于依如實鉆巖性轉(zhuǎn)變需要多次調(diào)整靶點垂深，工程設(shè)計水平井剖面隨之不斷修正，對井眼軌跡操縱帶來了必然的難度?？墒怯捎谛D(zhuǎn)導(dǎo)向?qū)壽E操縱的實時性，能夠在理論可行的情形下依照新靶點完成新軌跡，而且能夠保證狗腿不超標(biāo)。另一方面，從穩(wěn)斜段全角轉(zhuǎn)變率也能夠看出，利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)能夠極大地提高井斜角和方位角的操縱精度，井眼軌跡滑膩，沒有顯現(xiàn)較大的狗腿。表10HF302井設(shè)計和實際剖面數(shù)據(jù)對照表井段設(shè)計剖面數(shù)據(jù)實際剖面數(shù)據(jù)井深（m）井斜（°）方位（°）井深（m）井斜（°）方位（°）定向造穩(wěn)斜段靶點未鉆/最后，由于井眼軌跡滑膩，井身質(zhì)量好，有效地降低了鉆具磨阻

35、和扭矩，因此，降低了鍵槽卡鉆、壓差卡鉆、鉆具折斷或疲勞破壞等井下事故概率，確保了施工全段沒有發(fā)生任何井下事故。6、鉆頭選型合理，提高了單趟鉆作業(yè)時刻。由于HJ203H井在嘉陵江組四段以后選用了休斯鉆頭HCD506ZX,利用成效良好，制造了川東北地域鉆頭最好水平。本井鑒于HJ203H井的體會，從第一趟鉆入井開始即下入HCD506ZX鉆頭。通過利用情形看，兩只鉆頭共進(jìn)尺1273.13m,其中第一只鉆頭進(jìn)尺806.22m。而且兩只鉆頭都可再入井。表11HF302井鉆頭利用記錄表序號型號水眼鉆進(jìn)井段m進(jìn)尺m使用時間h平均機速m/h1HCD506ZX6X162HCD506ZX6X163HCD506ZX6

36、X164HCD506ZX6X16鉆頭選型合理，使得能夠充分發(fā)揮旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具壽命高的優(yōu)勢，結(jié)合PDC鉆頭的高壽命，最大限度的減少了沒必要要的起下鉆次數(shù)。五結(jié)論及建議通過HJ203H井、HF302井旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的成功施工的實踐說明，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向與常規(guī)定向鉆井相較具有：機械鉆速高、精準(zhǔn)中靶、井下平安，節(jié)約鉆井周期、能夠大幅度節(jié)約鉆井費用等優(yōu)勢：1、現(xiàn)場應(yīng)用證明，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)完全適合于川東北地域大位移水平井的鉆井施工。利用一套底部鉆具組合，順利完成了定向造斜、增斜、穩(wěn)斜和水平段的施工任務(wù)，而且，工具最大造斜率能夠達(dá)到。/30米，能夠知足不同增斜率的要求。2、利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，能夠隨鉆檢測鉆頭或井下工具的工作狀態(tài)，不斷優(yōu)化鉆井參數(shù)，減少或幸免托壓現(xiàn)象，保證鉆壓的正常傳遞，機械鉆速明顯高于同地域同層位鄰井的機械鉆速。3、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具中的近鉆頭重力加速度計能夠超級精準(zhǔn)地操縱井斜，有利于井眼軌跡操縱，極大地提高實際井眼軌跡和設(shè)計井眼軌跡的吻合程度，專門是水平段的精準(zhǔn)操縱超級適合于薄儲層的水平鉆進(jìn)。4、利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，減少了常規(guī)鉆井方式致使的起下鉆改換鉆具組合時刻、穩(wěn)斜段水平段扭