四合一钻具钻井技术

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1、长庆油田定向井二开“一趟钻”钻井技术--长庆石油勘探局四合一钻井技术主要依靠转盘与井下动力钻具的复合运动，驱动钻头共同破岩,提高破岩效率，应用预弯曲井下动力钻具，增加了对钻头的导向能力控制，通过对复合运动情况下钻柱准动力学、动力学原理分析，使钻头产生的侧向力克服地层造斜力,从而推动钻头沿设计轨迹的方向运动，实现直井段防斜打快，斜井段轨迹控制。配合高效PDC钻头与MWD等工具，可简化施工工序、实现一套钻具组合就能完成定向、增斜、稳斜、降斜钻井施工工序，从而缩短钻井周期.提高机械钻速，节约钻井成本。四合一钻井技术主要的钻具组合为PDC钻头+螺杆钻

2、具+定向接头+短钻铤+扶正器+钻铤+钻杆。一、基本情况长庆石油勘探局采用“四合一”钻具,在油井定向井施工实现了二开“一趟钻”完钻,合一”钻具是复合钻井技术的继承和发展,是四种工具、四种性能的集成。具备了塔式钟摆的防斜性能、多稳定器结构稳斜稳方位能力、复合钻井的滑动可调性、PDC钻头的快速钻进等综合优势，使定向井的二开直井段-造斜段-增斜段-稳斜段钻井实现“一趟钻”完钻，成为钻井提速的有效钻具组合。2006年在姬嫄区块试验应用后，刷新了长庆钻井历史上11项指标，钻机月速度提高23.95%,一趟钻比例达到19.31%o2007年在油田各区块推广应

3、用，再次刷新了长庆钻井历史上6项指标，截止6月26日油井开钻745口，完井691口钻井进尺145.7万米，二开“一趟钻”完钻185口，完钻比例达到27.24%,钻机月速度提高27.45%,机械钻速提髙19.7%,钻井周期下降12.39%o、“四合一”钻具结构形成的背景及技术思路（一）“四合一”钻具是提速的需要1、市场占有率低长庆钻井的内部市场占有率仅为50%,与长庆油田的大发展不相适应，靠增加设备，需要大量的投资，在设备有限的情况下,只有提高钻井速度，才能提高市场占有率，才能促进长庆油田的快速有效协调发展。2、钻井成本压力大长庆油田一直走的是

4、“低成本开发”的路子，新的《钻井系统工程预算定额》未能实施，土地增值、社会环境复杂、环保要求高，原材料涨价，外协费用上升，钻井成本压力加大，只有提髙速度，多打井，才能控制降低综合成本。3、技术储备与油田发展不同步2001年复合钻井技术和双稳定器钻井技术取得突破后，钻具结构持续优化方面进展缓慢，需要有一种新的技术来实现突破，并且能够满足多种工况，实现二开到完钻的“一趟钻”完成。（二）“四合一”钻具的技术思路1、为了跟进油田发展的需要。随着长庆油田的大发展，钻井工作逐年增加，但长庆钻井系统连续几年的年工作量均不到长庆钻井市场总量的50%。2000

5、年开始，我们采用复合钻井技术,大幅度提高了机械钻速，减少了起下钻次数。2005年在虎狼昴、白于山区块有25口井在二开后实现两趟钻完钻，但定向井中占的比例还很小，井深2000米以上的大部分起下钻平均四趟、1800米的井起下钻三趟。如何才能提高钻井工程技术服务能力，只有在减少起下钻、提髙机械钻速上做文章。2、难题和技术关键。在油井定向井施工中的技术难题:是防斜打直，过去采用钟摆钻具，但钻至造斜位置就必须起钻换螺杆钻具；二是斜井段当井斜、方位达到一定程度时，则必须更换稳斜、稳方位的多稳定器钻具，我们曾经主要使用的是双稳定器、三稳定器钻具。三是钻头寿

6、命不能满足长时间施工的需求。3、2005年在天然气井中下部井段使用新型的PDC钻头，钻井速度实现了“实质性飞跃”，在油井部分区块应用PDC钻头也取得了初步成效。在此基础上形成了“复合钻井技术配合PDC钻头实现定向井二开至完钻“一趟钻”的思路”。使复合钻井技术进一步升华，从而形成了“合一”钻具组合。其技术的关键PDC钻头、螺杆钻具、接头、稳定器四种工具的合理组合,满足了定向井二开直井段防斜、造斜、增斜、稳斜钻井四种工况一趟钻完成的施工需求。三、“四合一”钻具结构的特点1、有效控制直井段井斜，缓解防碰难题“四合一”钻具结构是目前油井定向井控制直井

7、段井斜效果最好的钻具结构，在最大程度解放机械钻速的前提下，可以实现直井段防斜打直（1000m洛河段井斜控制在2。）,利用单弯螺杆随时提前绕障，从根本上缓解了防碰难度。直井段井斜数据对比表使用井段（米）统计口数直井段最大井斜四合一（最大井斜/井口数）非四合一（最大井斜/井口数）0-5002700.97/1901.98/80500-10002481.12/1792.63/691000-15001581.67/983.54/602、延长了复合钻进的实施井段“四合一”钻具充分利用单弯螺杆的滑动可调性及复合钻进缓增斜，将易斜井段变为定向造斜、增斜段，实

8、现微增斜或稳斜的复合钻进方式，因而最大限度的延长了复合钻进井段，实现了二开全井段复合钻进。3、强化了复合钻进的稳方位效果“四合一”钻具』老有单弯螺杆、双稳定器的刚性