貝克休斯-非常規(guī)鉆井技術(shù)課件

高效開發(fā)非常規(guī)油氣藏的鉆井技術(shù)貝克休斯：卜范慧2014年6月于成都高效開發(fā)非常規(guī)油氣藏的鉆井技術(shù)貝克休斯：卜范慧鉆井挑戰(zhàn)：-防碰：井工廠鉆井模式，精確的軌跡控制；頁巖周期性垮塌：提高井壁穩(wěn)定性，縮短建井周期；水平段長，滑動(dòng)鉆進(jìn)摩阻、扭距大；井眼質(zhì)量要求高：保證完井、壓裂作業(yè)順利進(jìn)行；單井產(chǎn)量不確定性大：保證在甜點(diǎn)區(qū)鉆進(jìn)，提高儲(chǔ)層鉆遇率；鉆井周期長，成本高：優(yōu)化鉆井，降低建井周期。最終目的：增產(chǎn)、提效!鉆井挑戰(zhàn)：-防碰：井工廠鉆井模式，精確的軌跡控制；最終國內(nèi)非常規(guī)油氣藏開發(fā)中常用的定向井鉆井技術(shù)組合組合1：ATKExpress(Gm)+ATKG3(Gm+Res)+導(dǎo)向馬達(dá)（Gm）組合2：導(dǎo)向馬達(dá)（Gm）+ATKG3(Gm+Res）組合3：

ATKExpress(Gm)+ATKG3(Gm+Res)組合4：導(dǎo)向馬達(dá)（Gm）；組合5：

ATKExpress(Gm)或ATKG3(Gm+Res)

以上僅針對造斜段和水平段國內(nèi)非常規(guī)油氣藏開發(fā)中常用的定向井鉆井技術(shù)組合組合1：ATK匯報(bào)內(nèi)容適用于非常規(guī)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)個(gè)性化的高效鉆頭高性能水基泥漿基于甜點(diǎn)識別的井位部署項(xiàng)目前期計(jì)劃實(shí)施詳細(xì)的事后分析知識提取匯報(bào)內(nèi)容適用于非常規(guī)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)項(xiàng)目前期計(jì)劃實(shí)施詳細(xì)的建議使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)旁路

執(zhí)行器地表控制通過鉆井液的信號通過鉆井液

的信號立管壓力

變送器RCLS對于：-三維復(fù)雜大位移井或水平段較長的水平井；儲(chǔ)層有效厚度比較薄，需實(shí)時(shí)地質(zhì)導(dǎo)向的井；儲(chǔ)層不確定性大，需頻繁調(diào)整軌跡的井；井工廠鉆井模式，防碰問題嚴(yán)重的井；井壁穩(wěn)定性差，存在壓差卡鉆等情況井眼中建議使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)旁路

執(zhí)行器地表控制通過鉆井液通過鉆OnTrak?BCPM導(dǎo)向頭導(dǎo)向裝置AutoTrak

LWD傳感器模塊雙向通訊和動(dòng)力模塊優(yōu)化旋轉(zhuǎn)密度儀(ORD)井徑校正中子儀(CCN)近鉆頭井斜1.0m(3ft)環(huán)空壓力/ECD4.7m(16ft)方位伽馬及伽馬成像

(5.0m16ft)電阻率6.1m(20ft)方位/旋轉(zhuǎn)方位、井斜7.8m(25ft)測徑14.9m(49ft)中子孔隙度18.0m(59ft)密度15.6m(51ft)振動(dòng)與粘滑(7.8m25ft)動(dòng)態(tài)診斷與壓力20.1m(66ft)Co-Pilot聲波探測儀(SoundTrak)AutoTrakG3（自動(dòng)閉環(huán)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)）OnTrak?BCPM導(dǎo)向頭導(dǎo)向裝置AutoTrakLWD123L1L2L1L2321SAutoTrakRSS-復(fù)合式導(dǎo)向?qū)蚬ぞ唛_始軌跡變化時(shí):主要是“推靠式”在鉆頭上施加側(cè)向力短距離有效AutoTrak系統(tǒng)集指向式和推靠式兩種導(dǎo)向模式于一體，所以使用于更廣泛的地層，對鉆頭的選型要求更松，提高井眼質(zhì)量。一旦趨勢出現(xiàn):主要是“指向式”鉆具組合彎曲到新的曲率中鉆頭上的側(cè)向力達(dá)到最小鉆頭指向?qū)虻姆较蚝愣ǖ膶?dǎo)向矢量導(dǎo)向力將鉆具組合彎曲到已經(jīng)有曲率的井眼中鉆頭“指向”要導(dǎo)向的方向123L1L2L1L2321SAutoTrakRSS-旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)在大慶致密油中的應(yīng)用統(tǒng)計(jì)到2014年2月底；OnTrak?BCPM導(dǎo)向頭雙向通訊和動(dòng)力模塊近鉆頭井斜1.0m(3ft)環(huán)空壓力/ECD4.7m(16ft)方位伽馬及伽馬成像

(5.0m16ft)電阻率6.1m(20ft)方位/旋轉(zhuǎn)方位、井斜7.8m(25ft)振動(dòng)與粘滑(7.8m25ft)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)在大慶致密油中的應(yīng)用統(tǒng)計(jì)到2014年2月底；On第一次在頁巖油開發(fā)中應(yīng)用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)第一次在頁巖油開發(fā)中應(yīng)用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)AutoTrakeXpress特點(diǎn)同樣的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向頭，帶近鉆頭井斜；簡化版的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具；僅測量MWD及VSS振動(dòng)參數(shù)，伽瑪可選可接入馬達(dá)動(dòng)力節(jié)較高的增斜能力應(yīng)用：大慶致密氣上部造斜段，重慶頁巖氣，四川致密砂巖，克拉瑪依致密氣的開發(fā)中。為陸上作業(yè)量身定做、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠！AutoTrakeXpress特點(diǎn)同樣的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向頭，帶增斜能力15°/100ft可用一套BHA完成增斜段和水平段近鉆頭井斜和方位伽瑪成像精確的井眼幾何和地質(zhì)定位特點(diǎn)技術(shù)效益一體化的鉆具組合最大限度地不占用鉆機(jī)時(shí)間更堅(jiān)固的設(shè)計(jì)、更簡單的電子組件

故障少、運(yùn)行更可靠常規(guī)鉆井馬達(dá)導(dǎo)向頭MWD脈沖器/發(fā)電機(jī)方位伽瑪近鉆頭井斜AutoTrakCurve?高造斜率旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向增斜能力15°/100ft可用一套BHA完成增斜段5°/30m常規(guī)RSS增加生產(chǎn)井段230mAutoTrakCurve旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)15°/30m高造斜率,整體集成鉆井系統(tǒng)鉆井性能超越傳統(tǒng)螺桿系統(tǒng)無需切換模式節(jié)約時(shí)間機(jī)械械鉆速提高3倍2012.03–2013.02:955,000米的進(jìn)尺；2013.03–2014.02:2,000,000米進(jìn)尺被世界石油雜志選為2011年最佳鉆井技術(shù)

可直接從直井側(cè)鉆，精確度高，節(jié)省一趟起下鉆的時(shí)間！5°/30m增加生產(chǎn)井段230mAutoTrakCurvAutoTrakCurve?為什么造斜率高？每個(gè)肋板自帶兩個(gè)液壓裝置，導(dǎo)向能力更強(qiáng)；自帶特制的鉆頭：短，側(cè)向切削能力強(qiáng)，工具面更穩(wěn)定；縮短鉆頭與導(dǎo)向肋之間的距離：為了提高造斜能力，鉆頭與導(dǎo)向肋之間的距離已經(jīng)最短；導(dǎo)向頭更短：肋板與第一個(gè)扶正器的距離大大縮短；上部隨鉆測量工具柔性更大，進(jìn)一步提高了造斜能力。1.02米2.2米AutoTrakCurve?為什么造斜率高？每個(gè)肋板自AutoTrakCurve?其他優(yōu)勢專為陸上鉆井設(shè)計(jì)，采用了耐堵漏材料脈沖發(fā)生器，在井漏的緊急情況下，可以直接加堵漏材料，不會(huì)堵了工具，對泥漿固相含量等要求不高；可自動(dòng)監(jiān)測井底真實(shí)排量，并根據(jù)實(shí)際排量調(diào)整脈沖信號，保證數(shù)據(jù)上傳質(zhì)量；帶方位伽瑪，為時(shí)時(shí)地質(zhì)導(dǎo)向提供理論依據(jù)；德國制造，構(gòu)造簡單，可靠性高，工具的穩(wěn)定性和壽命更長，可以減少由于工具原因造成的起下鉆的次數(shù)；現(xiàn)場操作簡單，庫房連接好后一個(gè)整體送往現(xiàn)場，現(xiàn)場無需其它操作，節(jié)省作業(yè)時(shí)間，降低風(fēng)險(xiǎn);簡單就是美！AutoTrakCurve?其他優(yōu)勢專為陸上鉆井設(shè)計(jì)，AutoTrakCurve應(yīng)用實(shí)例目前塔里木哈德區(qū)塊兩口井正在使用ATC，鉆具組合如下：工具零長：AutoTrakCurve應(yīng)用實(shí)例目前塔里木哈德區(qū)塊兩AutoTrakCurve應(yīng)用實(shí)例第一口井的使用情況如下:井名入井深度(m)目前深度(m)入井井斜（度）目前井斜（度）ROP(m/hr)平均ROP（m/hr)#1476151310.1581.51-74.4-備注：（1）鉆頭：AT605

PDC鉆頭；（2）一趟鉆，實(shí)現(xiàn)直井側(cè)鉆和造斜段段的鉆進(jìn),節(jié)省了一趟鉆;（3）設(shè)計(jì)造斜率6.5-7.0度/30米,而工具在該區(qū)塊可實(shí)現(xiàn)的造斜能力15~17度/30米；（4）起鉆原因:已達(dá)到設(shè)計(jì)的著陸點(diǎn)，起鉆換帶電阻的儀器鉆進(jìn)水平段。石油科技周報(bào)2014年第21期AutoTrakCurve應(yīng)用實(shí)例第一口井的使用情況如針對非常而研發(fā)的兩類鉆頭：（2）Talon3D鉆頭，具有:17?2013BakerHughesIncorporated.AllRightsReserved.（1）Kymera?鉆頭，主要適用于：夾層地層結(jié)核狀地層塑性泥巖地層定向鉆井粘滑振動(dòng)問題穩(wěn)定性導(dǎo)向性StaySharp?拋光切削齒發(fā)散式的排屑槽StayTough?耐磨堆焊專利的鋼體材料更短的鉆頭長度針對非常而研發(fā)的兩類鉆頭：（2）Talon3D鉆頭，具有低速馬達(dá)配合獅虎獸復(fù)合鉆頭的成功案例鉆頭表現(xiàn)配合貝克休斯低速馬達(dá)創(chuàng)造油田營城組造斜段進(jìn)尺紀(jì)錄非常平穩(wěn)的扭矩波動(dòng)代替鄰井4只牙輪，機(jī)械鉆速提高1倍滿足高造斜率的要求鉆頭起出后顯示以均勻磨損為主，鉆頭井底工作平穩(wěn)，只有外肩部產(chǎn)生幾顆崩齒背景和挑戰(zhàn)高造斜率:6.5°@30m地層巖性:

大慶營城組3段

高研磨性火成巖含礫砂巖；

流紋質(zhì)凝灰?guī)r牙輪鉆進(jìn)機(jī)械鉆速低，進(jìn)尺短，不能滿足提速需求貝克休斯解決方案和使用結(jié)果貝克休斯推薦使用8?英寸Kymera復(fù)合式新型鉆頭。低速高扭距馬達(dá)：6

?“LSX-treme;馬達(dá)鉆速：55-135RPM(1000-2500lpm)單趟鉆進(jìn)尺205.32米，機(jī)械鉆速2.75米/小時(shí)，總轉(zhuǎn)速：525千轉(zhuǎn)低速馬達(dá)配合獅虎獸復(fù)合鉆頭的成功案例鉆頭表現(xiàn)速度之最速度之最進(jìn)尺之最進(jìn)尺之最高性能水基鉆井液體系LATIDRILL概述特點(diǎn)：減少磨阻–增加ROP井眼穩(wěn)定–利于井下安全

隨鉆封堵–避免空隙壓力傳播導(dǎo)致的垮塌

控制溫度–泥漿性能穩(wěn)定迅速混合，迅速解決高性能水基鉆井液體系LATIDRILL概述特點(diǎn)：迅速混合，LATIBASE?多功能添加劑和潤滑劑

LATIMAGIC?井筒穩(wěn)定劑和機(jī)械潤滑劑

LATIRATE?潤滑劑和ROP增強(qiáng)劑LATIDRILL?高性能水基鉆井液三種主要成分的協(xié)同功效LATIBASE多功能材料5–7ppb(或根據(jù)性能需要)LATIMAGIC井壁穩(wěn)定劑和封堵劑3–7ppb(或根據(jù)性能需要)LATIRATEROP增強(qiáng)和潤滑劑1.5–3.0%（體積百分比）DRILL-THIN反凝劑根據(jù)需要DRILLZAND增粘劑根據(jù)需要MIL-BAR410加重根據(jù)需要vbMILGEL改善泥餅質(zhì)量3-5ppbCAUSTICSODApH控制根據(jù)需要NEW-DRILL包被劑±1ppb（活性巖性）XCIDE-102殺菌劑根據(jù)需要減少磨阻，井眼穩(wěn)定，隨鉆封堵，控制溫度LATIDRILL?高性能水基鉆井液三種主要成分的協(xié)同功效LATIDRILL體系應(yīng)用實(shí)例-塔里木哈德一口水平井，在整個(gè)8?”井段使用貝克休斯高性能水基泥漿體系。整個(gè)施工過程中，泥漿性能穩(wěn)定，可靠，為甲方節(jié)省了至少13天的施工時(shí)間（59天包括井隊(duì)處理井下復(fù)雜的時(shí)間）。LATIDRILL體系應(yīng)用實(shí)例-塔里木哈德一口水平井，在整匯報(bào)內(nèi)容適用于非常規(guī)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)個(gè)性化的高效鉆頭高性能水基泥漿基于甜點(diǎn)識別的井位部署---增產(chǎn)項(xiàng)目前期計(jì)劃實(shí)施詳細(xì)的事后分析知識提取降本、增效匯報(bào)內(nèi)容適用于非常規(guī)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)項(xiàng)目前期計(jì)劃實(shí)施詳細(xì)的產(chǎn)量完井/改造井位布署取決于前期地質(zhì)研究實(shí)時(shí)地質(zhì)導(dǎo)向通過RoqSCAN依賴于隨鉆測井錄井*RoqSCAN:井場巖屑的礦物學(xué)分析優(yōu)化產(chǎn)量完井/改造井位布署取決于前期地質(zhì)研究實(shí)時(shí)地質(zhì)導(dǎo)向通過R現(xiàn)場巖樣礦物學(xué)分析-RoqSCAN定量分析礦物成分和結(jié)構(gòu)可鑒別超過70種元素和100種礦物顆粒尺寸和形狀巖屑孔隙度孔隙分析尺寸長寬比分辨次生裂縫脆性計(jì)算井場實(shí)時(shí)分析帶X射線探測器的掃描電鏡，具有電子色散譜和礦物定量分析軟件現(xiàn)場巖樣礦物學(xué)分析-RoqSCAN定量分析礦物成分和結(jié)構(gòu)RoqSCAN樣品準(zhǔn)備樣品包括巖屑、巖芯或掉塊非破壞性分析Core/SWCasthinsectionsorresinblocksRoqSCAN樣品準(zhǔn)備樣品包括巖屑、巖芯或掉塊用其礦物特性導(dǎo)向的事例-Barnett用其礦物特性導(dǎo)向的事例-Barnett刻度地震屬性圖，優(yōu)化完井、壓裂設(shè)計(jì)

壓裂位置優(yōu)化Stage1Stage2Stage3Stage4Stage5Stage6Sta