定向井与水平井钻井技术

致力于提供成本最优化的定向井、水平井技术服务来改善客户在钻井项目上的投资回报,海隆定向井服务为我们的客户提供一流的定向钻井服务和先进的装备及井下工具。

依靠集成的钻井工艺研究和技术服务、工程设计、定向钻井作业、工具租赁、仪器维修和标定、技术培训等综合能力,海隆油服的定向钻井技术服务已成为在中国和亚洲领先的专业化技术团队之一。

凭借国际化标准的钻井作业能力,海隆定向钻井技术服务,可为客户的定向井、水平井和其他特殊工艺井提供包括从设计到完钻的一系列服务。服务领域已遍布中国的各大油田并延伸到亚洲的其他国家区域。

海隆油服的最终目标,是为我们的客户提供高质量、低成本的井眼;一套完善的健康、安全和环境(hse)和iso9001管理控制体系已经运行到从设计到工程作业的每一个环节,保障了对作业质量绩效的有效监督和控制。< p="">

经过多年的努力,海隆油服的定向钻井技术服务已经在中国市场创下了多项指标。今后,我们会在高新技术应用领域继续取得突破并领先于同行业,从而帮助我们的客户来满足他们遇到的最具挑战性的钻井技术需求。

一、技术能力

依靠技术力量强大、具有多年经验的定向钻井和MWD/LWD服务队伍,海隆油服的定向钻井服务具有丰富的深部硬地层侧钻、丛式井、大位移井、水平井、侧钻井、超深水平井、稠油热采(蒸汽辅助重力驱)和井下连通水平井的施工经验;服务领域已遍布中国各大油田和亚洲的其他国家区域。凭借包括井眼轨迹和钻井参数、底部钻具组合、可靠的质量控制体系等一系列优化设计在内的工程方案设计及优化,海隆油服一直为我们的客户提供最具性价比的高效、安全的工程技术服务

 

二、服务范围

自2010年完成第一口定向井以来, 海隆已在国内9个主要油田和3个海外市场完成了各种类型的定向钻井300余口,其中包括53口水平井。目前,海隆已经具备了18个井组同时作业,年完成100口定向钻井的能力。

经过多年不懈的现场实践和研究工作,海隆目前已经在工程设计、轨迹控制、井眼测量、定向井软件等方面形成了系列的定向钻井技术。我们可以提供的系列定向钻井工艺包括:

  • 定向钻井设计和技术服务侧钻井           
  • 大位移井
  • 丛式井
  • 水平井
  • 定向井
  • 煤层气井下连通水平井 蒸汽辅助重力驱SAGD水平井短半径水平井                                                     
  • 超小井眼水平井                   
  • 陀螺测量      
  • MWD随钻测量 
  • LWD随钻测井
  • 螺杆马达,涡轮钻具,MWD/LWD租赁

 海隆还具备定向井软件研发的能力,此外,还可以提供定向钻井相关的井下工具和服务例如螺杆马达、无磁钻铤、无磁钻杆、加重钻杆、扶正器、震击器、陀螺、电子单/多点等。

 

三、装备

    MWD / LWD

    作为实现井眼轨迹精确控制、地层评价、地质导向的井下关键设备,同时帮助提高钻井效率、控制风险发生和保障钻井安全,海隆的MWD / LWD的无线测量/测井系统用于在钻井作业过程中随钻获取精确的井下数据,并最小限度的影响正常的钻井作业。
 
    HTHP MWD
 

隆模块化设计的井下MWD系统,包括轨迹参数传感器、电子控制线路、供电电池和脉冲信号发生器四个部分。传感器模块由业界标准的三轴分布的磁力计和重力加速度计组成,配合以电子控制线路模块,可以提供0-180度角的井斜角测量。整套MWD系统可以在地面或井下进行功能设置,可提供如下的功能: 

  • 正脉冲数据传输,井下高能电池组供电,数据传输速率可达1.5比特。
  • 系统整体经过了抗恶劣工况设计,全套仪器可从井下打捞并再次重新放入井底就位。
  • 低能耗设计,20V的井下设备的供电电压,可以显著延长单组井下高能电池组的工作寿命达400小时以上(双电池组供电可连续工作800小时以上)。
  • 独创的无橡胶胶靴的驱动总承设计,满足高温工况作业的要求,耐温范围高达175°C (347°F),耐压工作范围达22,500psi。
  • 全范围的定向数据测量能力,可以提供原始和校正两种测量数据;原始测量数据可以用来在井下测量环境受到磁干扰时对数据进行修正。
  • 可以传输测点质量控制参数(全测量数据)例如磁场分量和重力场分量。
  • 可以选择标准的或快速的工具面的更新速率。在快速数据传输模式下,井下工具可以监控工具面的变化速率并相应的自动调整数据更新速率。如果工具面持续稳定在一个提前设定的范围内,井下工具可以自动转入节电模式;一旦工具面的变化超出了预设的范围,数据更新速率将回到标准模式。
  • 磁性高边和重力高边工具面可以根据设定自动转换(转换角度的默认值为井斜角3度)。
  • 地面数据处理系统,可以以多种方式显示输出井下数据,现场工程师可以选择以单纯的数字形式来显示井斜角、方位角和工具面角数据;也可以以图形方式来显示包括随钻自然伽玛测井曲线在内的各种井下数据。
  • 司钻阅读器可以显示最新的测量轨迹数据和上一组侧量轨迹数据,用来指导导向作业。测量数据可以以ASCII或微软开放数据格式来存储或输出到定向井计算软件中,历史工具面数据可以以Log文件形式记录下来,供后期的调用分析。

 

     LWD
 

LWD随钻测井仪器用来满足在钻井的过程成,除测量井眼轨迹数据外,同时随钻测取钻遇地层的物理特性参数的要求。具备随钻传输和井下记录两种数据采集模式用于在现场精确的测取导向数据、自然伽玛(或方位伽玛)和地层电阻率数据。因此,可以实现连续的对潜在的钻遇地层的变化进行监测和预判。这种地质导向的功能,可以用于判断储层,识别油/气或油/水界面,有效地控制井眼轨迹准确钻遇储层并穿行于储层中最有利于提高采收率的位置。

自然伽玛传感器采用适合恶劣环境的高灵敏度的闪烁晶体模块,可直接挂接到我们的MWD系统上来提供井筒周围的钻遇地层自然伽玛射线接收强度。经过转换成API标准计数后,所挂接的MWD将精确伽玛数据传至地面用于随钻地质导向监控。高分辨率的记录模式伽玛数据,存储于井下仪器中的ACE存储器中,供仪器起出地面后进行下载调用。

根据客户对数据的需求、下部钻具组合设计和钻井成本优化的需要,电阻率传感器可以提供不同探测深度的地层电阻率测量。由于随钻测量的数据是在地层钻开之后第一时间直接测取的,因此测量精度几乎不受由于钻井液的侵入而造成的地层伤害或物性改变的影响。LWD的随钻特性,可以用来避免无效的起下钻或取代钻杆传输式测井作业。

LWD随钻测井系统(或叫地质评价测量)可以用于定向井或水平井中进行地质导向作业,即依赖以地质参数的测量为基础的地质变化预判,来最大限度的提高储层钻遇率,增加储层的暴露面积。

   

Propagation Resistivity Tool

Parameter

Specification

Total # of Antennas

5

Transmitter – Receiver Spacing

3 – Short (18”), Medium (27”), and Long (36”)

Measurement Frequencies

2MHz & 400KHz

Battery Life

> 400 hours at max. update rate (7 seconds)

OD 

4.75”    6.75”    8”

Accuracy ( 2 MHz) 

                    ±2.0% @ 0.2 – 25 Ohm.m

                 ±0.8mmho/m @ > 25 Ohm.m

Accuracy ( 400 KHz) 

                    ±2.0% @ 0.1 – 10 Ohm.m

                ±2.0 mmho/m @ > 25 Ohm.m

Survey Range 

0.1 – 2000  Ohm.m

Vertical Resolution 

9 in  (228.6mm)

    螺杆马达
 
    海隆高性能井下螺杆马达,具备覆盖全部系列的工具尺寸(从2-7/8” to 11-1/4”)、输入和输出特性、弯壳体角度和扶正器尺寸,用以满足用户对导向能力、造斜率、扭矩、钻井速度、排量和转速的不同要求。

海隆高性能井下螺杆马达在井下将钻井液的流动压力转换成机械能来带动钻头破碎钻遇地层。当钻井液泵入螺杆马达后,在马达的入口端和出口端会产生压力差从而驱动转子旋转, 在整体钻具不旋转的状态下,给钻头提供破碎地层所需的扭矩和转速来进行钻进作业。

我们可以提供不同的创新的解决方案,来保证海隆螺杆马达可以适应全工况的应用环境,包括小曲率和中曲率半径的定向钻井和常温或高温的井下环境。

 

海隆螺杆马达的特性

 
  • 全尺寸系列螺杆马达均配有防脱装置。
  • 在水基和油基环境中都适用。
  • 高扭矩,有效提高钻井速度。
  • 全系列尺寸的螺杆马达均可提供ERT等壁厚马达
  • 温度范围150°C (302°F)  抗压范围 20,000 psi.
  • 更长的井下连续工作时间。
   
 
 

电磁波传输的MWD

 

电磁波EM-MWD是利用低频电磁波将井下信号通过地壳表面传输到地面。井下数据通过地面天线进行接受,再经地面数据处理系统进行解码、处理和输出、显示。结合最新的电磁传输技术和耐用性设计,我们的EM-MWD可以为用户提供经济的随钻测量解决方案。

 
    应用领域
EM-MWD 可以引用在不同的定向钻井作业中,包括:
 
  • 欠平衡钻井
  • 煤层气钻井
  • 严重漏失的井眼环境
  • 垂直钻井
  • 定向井
  • 水平井
  • 侧钻井
  • 泡沫泥浆或存在堵漏材料的井下环境
    性能特点
  • 多种传输速率可选
  • 高能电池供电
  • 井下无机械运动部件
  • 不需要开泵进行测量
  • 适合不同井眼尺寸

  

 

磁导向测量系统为井眼的精确定位提供了一个前所未有的解决方案。利用测程长达165英尺(50米)的基于磁力场的测量工具,精确的修正在钻井眼轨迹准确的钻遇或平行分离于目标井眼。磁导向测量系统提供的在钻井眼和目标参照井眼之间的相对位置的准确定位,避免了井眼控制的不确定性,保证了准确的钻遇目标井眼或平行分离于参照井眼。测量控制精度和超过100口井的成功作业,使我们的磁导向工具也已成为一种行业标准。

 
    磁导向测量系统可以用于以下的钻井作业中:
 
  • 引导在钻井眼轨迹准确平行分离于或钻遇目标井眼    
  • 煤层气采、排项目    
  • 矿业生产的一种解决方案
  • 河道穿越项目中作为轨迹控制工具

     软件 
 

海隆采用美国兰德马克公司的COMPASS钻井设计与计算软件包。具备水力计算、钻具扭矩和磨阻分析、轨迹计算、丛式井网布置优化、2D和3D的轨迹设计、防碰扫描、工业标准图板输出、测量数据计算和钻井数据管理等功能。COMPASS软件包可以根据钻机能力、钻井及采油的工艺需求、井下工具性能参数和目标靶点条件(如圆型靶、椭圆靶、矩形靶或多边型靶区)来设计获得最优的井眼轨迹和底部钻具组合。

 

四、质量控制

 

海隆致力于为客户提供高质量、成本最优化的钻井技术服务。为保证服务质量,一套完整的健康、安全和环境(HSE)及ISO9001的质量控制管理体系在从定向钻井的设计到工程实现的每一个环节中得到了有效的运行

    

海隆定向钻井质量控制方针

现代化管理、高素质人才、先进的装备,一流的服务;

海隆定向钻井质量控制目标

100% 中靶率     96%  顾客满意率

 

五、服务案例

 

大型丛式井组 –有效的降低占地面积、整体降低成本的方法。在2011年完成了一组位于渤海湾北沿的海油陆采大型丛式井组。共计完成21口定向井、水平井,总进尺46760米,钻井总时间193天,平均井深2219米,平均水平位移1199米(最长水平位移1806米)。

井下连通水平井-成功将水平井用于非油气资源开发的领域。2014年在土耳其完成了一组连通水平井用于开采地下芒硝矿。成功钻成一口测深2269米的水平井,在地下实现与相距486米的直井井眼连通。

                                                                                  

水平井-截至到2014年年底,海隆在国内9个油田(塔里木、克拉玛依、辽河、长庆、延长、四川、胜利、青海和吉林)及三个海外市场(土耳其、哈萨克斯坦和俄罗斯)先后完成了53口不同类型的水平井。

 
 
    六、海隆定向钻井常见问题回答
 

1.海隆定向井业务可以提供哪些服务

海隆目前可以提供除旋转导向和孔隙度、密度随钻测井以外其他所有定向钻井技术服务和MWD/LWD测量。通过和威德福或贝克休斯的合作,我们也可以提供旋转导向和孔隙度、密度随钻测井服务。

 

2.海隆井下螺杆钻具、MWD/LWD和定向井软件采购于哪些厂家

海隆的井下螺杆马达采用江钻股份的全系列的ERT等壁厚马达,可以提供更高的扭矩和工作效率来提升钻井时效。水基和油基泥浆均适用,耐温150°C.

海隆的MWD来自于美国的Tolteq公司,采用井下高能锂电池供电,低功耗的井下仪器。保证了长达800小时的井下连续工作时间;无橡胶胶靴的独特设计,保证了仪器的耐温指标高达175°C,耐压指标22,500psi。海隆的 LWD来自于美国的哈利伯顿公司,包括自然伽玛和电阻率两种随钻测量传感器,温度指标150°C,耐压指标20,000psi。海隆使用的定向井软件来自美国的兰德马克公司。

 

3.海隆定向钻井服务业绩

自2010年第一口定向井成功完成,海隆目前已经参与完成各种定向 钻井服务共计300多井,其中,在在国内9个油田水平井和3海外市场共完成53口水平井服务。今天,海隆石油具备了每年完成100口定向/水平井钻井的能力, 可同时提供18个作业井组的现场服务。