垂直钻井助力塔里木盆地油气开发提质增效

 高效钻探技术、提高油气井生产效率始终是全球石油公司发展的战略目标。石油钻探直井段防斜打快一直是世界性难题。
       传统技术多采用轻压吊打，由于钻压受限，导致钻井周期长、还井身质量差，处理不当会导致中途填井重钻或报废。具有主动防斜、纠斜功能的垂直钻井工具成为防斜技术革命性的突破，化解了井身质量、钻井速度等因传统技术带来的弊端。
       自2018年以来公司与合作伙伴斯伦贝谢一道，经过充分论证共同为甲方提供了一套经济、高效的垂直钻井技术服务方案，解决了塔里木盆地山前高陡构造、大倾角地层、逆掩推覆体地层等易斜井段钻井技术难题，有效地解放钻压、提高钻井速度、缩短钻井周期。
       使用斯伦贝谢公司研发的 Power-V 垂直钻井工具， 该工具系统是一套全自动化旋转导向垂直钻井工具，主要由电子控制单元和机械偏置单元组成（如图1、图2）。
 

  

图1 Power-V 垂直钻井工具外观示意图



图2 Power-V 垂直钻井工具内部示意图
 

 在井下工作时，电子控制部分测量出井底的井斜和方位，当与设定的工具面（低边）不同时，机械导向部分自动调整偏置系统上的推力块（Pad）产生主动的侧向力，作用于上井壁（高边），改变钻头作用方向，切削下井壁（低边），使井眼轨迹快速返回铅垂方向，实现降斜的目的（如图3）。
 

图3 Power-V 垂直钻井工具工作原理图
 

  此工具特别适合于该区域自然造斜力强，地层倾角大于 40°的地层，其优点主要体现在：
       1、简单高效，实现自动化的主动防斜和纠斜；
       2、彻底解放钻压和转速，在防斜同时有效提高钻速；
       3、井眼平滑，显著提高井身质量；
       4、整个工具组合都能随着钻具一起旋转，降低卡钻风险。
       截至2020年8月，德美高科垂直钻井技术服务在顺北油田、塔里木油田取得阶段性成果。在顺北油田4号、11号断裂条带和塔里木油田阿克莫木区块进行了7井次、12开次的服务中，累计进尺13487m，平均机械钻速提高1-3倍，井斜控制在0.8°以内，实现了钻进中对井斜的连续控制，特别是在顺北三超一高井（超深、超高压、超高温、高含酸性气体）的施工中，其适应性、稳定性及井斜控制精度等方面达到甚至超过了设计要求。
该技术的成果应用推广，获得了业主方的一致好评。为塔里木盆地山前井的防斜提速提供了技术手段，取得明显的社会效益及经济效益。
 

图4 顺北41X井垂直钻井技术服务表扬信