CN103485719B - 一种天然气水平井钻井机构 - Google Patents
一种天然气水平井钻井机构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103485719B CN103485719B CN201310460717.XA CN201310460717A CN103485719B CN 103485719 B CN103485719 B CN 103485719B CN 201310460717 A CN201310460717 A CN 201310460717A CN 103485719 B CN103485719 B CN 103485719B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drilling
- drilling tool
- drill
- hlst39b
- adopts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明公开了一种天然气水平井钻井机构，通过优化钻具组合，有效提高各井段的施工效率，缩短钻井周期：优化直井段钻具结构，采用1.5度螺杆有效控制井斜；优化斜井段钻具结构，采用单弯螺杆配合PDC钻头直接定向，提高斜井段施工效率；优化水平段钻具结构，采用1.25度螺杆，纠正井斜突变现象，降低滑动比例，提高水平段机械钻速。
Description
技术领域
本发明涉及石油、天然气勘探开发领域，特别涉及苏里格区块的天然气水平井钻井工艺。
技术背景
水平井开发已成为苏里格气田大规模开发的主要方式。随着水平井数量、水平段长度的不断增加，施工过程中存在直井段井斜易超标，直井段携砂困难，下部地层可钻性差；斜井段PDC 钻头复合增斜率较低，斜井段易托压；水平段调整井眼轨迹控制频繁，滑动
钻进过程中摩阻扭矩较大等难题。
发明内容
为了解决上述现有钻井技术中直井段井斜易超标，直井段携砂困难，下部地层可钻性差，及抗压强度波动范围较大；斜井段PDC 钻头复合增斜率较低，斜井段易托压，钻压施加在螺杆扶正器上，钻头上无法施加有效钻压；水平段调整井眼轨迹控制频繁，滑动钻进
过程中摩阻扭矩较大等难题，本发明旨在提供一种天然气水平井钻井工艺，在钻井过程中针对不同井段所采用的钻井技术进行优化，同时对全井段钻具组合根据不同井段的不同需求进行改进，每个井段采用不同的钻具组合，使得钻井过程更加稳定、安全、高效。
本发明通过如下技术方案实现：
一种天然气水平井钻井机构，井内各井段自下而上依次采用如下钻具组合：
（1）直井段采用的钻具组合为：Φ228.6mm631PDC 钻头、0.75 度7LZΦ185mm630×410螺杆、Φ224mm411×410 刚性扶正器、Φ178mm 411×410MWD 无线随钻定向接头、Φ178mm411×410 无磁钻铤、2 根Φ178mm 411×410 钻铤、411×460 转换接头、15根Φ165mm461×460 钻铤、461×410 转换接头、45 根Φ127mm411×410 加重钻杆和Φ127mm411×410 钻杆，上述钻具自下而上依次连接，数根相同钻具之间自下而上依次首尾相接；上述连接均为螺纹连接。
（2）斜井段采用的钻具组合为：Ф215.9mm431PDC 钻头、1.5 度Ф172mm430×460螺杆、Ф165mm461×460 回压凡尔、Ф165mm 461×460MWD 无线随钻定向接头、Ф165mm461×460 无磁钻铤、461×410 转换接头、45 根Ф127mm411×410 加重钻杆和Ф127mm411×410 钻杆，斜井段采用的钻具自下而上依次连接，数根相同钻具之间自下而上依次首尾连接；斜井段采用的钻具之间的连接均为螺纹连接；
（3） 水平段采用的钻具组合为：Ф152.4mm331PDC 钻头、1 .25 度Ф127mm330×310 单弯螺杆、 Ф120mm311×310 回压凡尔、Ф148mm311×310 刚性扶正器、Ф120mm311×310MWD 无线随钻定向接头、Ф120mm311×310 无磁钻铤、311×HLST39B 转换接头、15 根Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 加重钻杆、60 根Ф101.6mm HLST39P×HLST39B钻杆、30 根Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 加重钻杆、Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 钻杆，水平段采用的钻具自下而上依次连接，数根相同钻具之间自下而上依次首尾连接；水平段采用的钻具之间的连接均为螺纹连接。
进一步的，井外设有两个泥浆泵，泥浆泵通过地面高压管线经由阀门控制与直井段的钻杆端连接，每个泥浆泵的泵冲为65 冲，泥浆泵内安装的缸套内径为170mm，直井段两个泵的总排量为48L/S 以上。
本发明在直井段采用0.75 度7LZΦ185mm630×410 螺杆，能有效控制井斜，提高单只钻头的进尺及机械钻速；斜井段采用Ф215.9mm431PDC 钻头和1.5 度Ф172mm430×460螺杆定向，进行复合钻进和滑动钻进，提高斜井段施工效率；水平段采用Ф152.4mm331PDC钻头和1.25 度Ф127mm330×310 单弯螺杆，一方面通过滑动钻进调整井斜，纠正井斜突变现象，同时，降低滑动比例，减少轨迹调整次数，降低滑动钻进过程中摩阻扭矩，提高机械钻速。本发明能够增强直井段的携沙能力，提高机械钻速和单只钻头进尺，提高水平段PDC 钻头复合增斜率，有效提高各井段施工效率，缩短钻井周期。
附图说明
图1 为本发明直井段钻具组合连接状态结构示意图；
图2 为本发明斜井段钻具组合连接状态结构示意图；
图3 为本发明水平段钻具组合连接状态结构示意图。
其中，1 ：Φ228.6mm631PDC 钻头；2 ：7LZΦ185mm630×410 螺杆；3 ：Φ224mm411×410 刚性扶正器；4 ：Φ178mm 411× 410MWD 无线随钻定向接头；5 ：Φ178mm411×410 无磁钻铤；6 ：Φ178mm 411×410 钻铤；7 ：411×460 转换接头；8 ：Φ165mm461×460 钻铤；9 ：461×410 转换接头；10 ：Φ127mm411×410 加重钻杆；11 ：Φ127mm411×410 钻杆；12 ：Ф215.9mm431PDC 钻头；13 ：Ф172mm430×460 螺杆；14 ：Ф165mm461×460 回压凡尔；15 ：Ф165mm 461×460MWD 无线随钻定向接头；16 ：Ф165mm461×460 无磁钻铤；17 ：Ф152.4mm331PDC 钻头；18 ：127mm330×310 单弯螺杆；19 ：Ф120mm311×310 回压凡尔；20 ：Ф148mm311×310 刚性扶正器；21 ：Ф120mm311×310MWD无线随钻定向接头；22 ：Ф120mm311×310 无磁钻铤；23 ：311×HLST39B 转换接头；24 ：Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 加重钻杆；25 ：Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 钻杆。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明。
一种天然气水平井钻井工艺，各井段自下而上依次采用如下钻具组合：
（1）直井段采用的钻具组合为：Φ228.6mm631PDC 钻头1、0.75 度7LZΦ185mm630×410螺杆2、Φ224mm411×410 刚性扶正器3、Φ178mm 411×410MWD 无线随钻定向接头4、Φ178mm411×410 无磁钻铤5、2 根Φ178mm 411×410 钻铤6、411×460 转换接头7、15 根Φ165mm461×460 钻铤8 、461×410 转换接头9、45 根Φ127mm411×410 加重钻杆10 和Φ127mm411×410 钻杆11。其中，411 X410 为扣型，“4”代表4 寸，第一个“1”代表内平接头，第二个“1”代表公扣；“0”代表母扣。连接时公扣与母扣相连。Φ185mm630×410 螺杆2下部母扣与Φ228.6mm631PDC 钻头1 的公扣连接，Φ185mm630×410 螺杆2 上部母扣与Φ224mm411×410 刚性扶正器3 的下部公扣连接，其余钻具均由下方钻具的上部母扣与上方钻具的下部公扣依次连接，2 根Φ178mm 411×410 钻铤6、15 根Φ165mm461×460 钻铤
8、45 根Φ127mm411×410 加重钻杆10 同时使用，自下而上头尾依次衔接。上述连接均为螺纹连接。
采用上述钻具组合，其中7LZΦ185mm630×410 螺杆2 为0.75 度，即距离螺杆下端1.54 米处为螺杆的弯角，倾角为0.75 度。该0.75 度单弯螺杆，可以通过滑动钻进降斜，具有纠斜功能。
同时，上述钻具组合为钟摆结构，即以Φ224mm411×410 刚性扶正器3 为支点，Φ224mm411×410 刚性扶正器3 以下的钻具倾斜设置，包括7LZΦ185mm630×410 螺杆2 和Φ228.6mm631PDC 钻头1。由于Φ224mm411×410 刚性扶正器3 距离Φ228.6mm631PDC 钻头1 有8.5 米左右，Φ224mm411×410 刚性扶正器3 作为一个支点，倾斜钻具的重力有一个水平分力，是一个使钻具向铅垂方向回落的推力，在该分力的作用下，Φ228.6mm631PDC 钻头1 将增大侧向切削，从而使井斜角减小，有效控制井斜。直井段钻进过程中，由于控制井斜效果好，强化钻压至12-16 吨，极大提高了单只钻头的进尺及机械钻速。
直井段一般2200 米左右，采用上述钻具组合的平均机械钻速为22.54 米/ 小时，平均施工周期6.01 天，有效提高了直井段的施工效率，缩短钻井周期。
（2）斜井段采用的钻具组合为：Ф215.9mm431PDC 钻头12、1.5 度Ф172mm430×460螺杆13、Ф165mm461×460 回压凡尔14、Ф165mm 461×460MWD 无线随钻定向接头15、Ф165mm461×460 无磁钻铤16、461×410 转换接头9、45 根Ф127mm411×410 加重钻杆10和Ф127mm411×410 钻杆11，下方钻具的上部母扣与上方钻具的下部公扣依次连接， 45 根Ф127mm411×410 加重钻杆10 同时使用，斜井段采用的钻具自下而上依次连接，数根相同钻具之间自下而上依次首尾连接；斜井段采用的钻具之间的连接均为螺纹连接。
斜井段采用Ф215.9mm431PDC 钻头12、1.5 度Ф172mm430×460 螺杆13 定向，可进行复合钻进和滑动钻进，其中，复合钻进是采用转盘驱动钻具旋转，复合钻时较快，机械钻速达到11.5 米/ 小时，提高斜井段施工效率。斜井段采用的Ф215.9mm431PDC 钻头12，
斜井段实现一趟钻5 口井，所占比例达20.83%。
（3）水平段采用的钻具组合为：Ф152.4mm331PDC 钻头17、1 .25 度Ф127mm330×310 单弯螺杆18、 Ф120mm311×310 回压凡尔19、Ф148mm311×310 刚性扶正器20、 Ф120mm311×310MWD 无线随钻定向接头21、Ф120mm311×310 无磁钻铤22、311×HLST39B 转换接头23、15 根Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 加重钻杆24、60 根Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 钻杆25、30 根Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 加重钻杆24、Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 钻杆25。其中，HLST39P×HLST39B 为特殊螺纹扣型，“B”代表母扣，“P”代表公扣。下方钻具的上部母扣与上方钻具的下部公扣依次连接， 15 根Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 加重钻杆24、60 根Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 钻杆25 和30 根Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 加重钻杆24 同时使用，水平段采用的钻具自下而上依次连接，数根相同钻具之间自下而上依次首尾接；水平段采用的钻具之间的连接均为螺纹连接。
水平段采用Ф152.4mm331PDC 钻头17、1.25 度Ф127mm330×310 单弯螺杆18，一方面通过调整Ф127mm330×310 单弯螺杆18 弯角的方向，滑动钻进调整井斜，能够更有效的纠正水平段井斜突变现象；另一方面水平段进行轨迹调整时，1.25°螺杆滑动效率高于1°螺杆。采用1°螺杆滑动钻进3 米，能降1 度井斜，而采用1.25°螺杆只需要滑动钻进1.5 米，就能降1 度井斜，复合增斜率与1°螺杆相当，从而降低了水平段滑动比例，减少轨迹调整次数，保证轨迹相对平滑，降低滑动钻进过程中摩阻扭矩，提高水平段机械钻速。同时，采用依次连接的Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 加重钻杆24、Ф101.6mmHLST39P×HLST39B 钻杆25、Ф101.6mm HLST39P×HLST39B加重钻杆24 和Ф101.6mmHLST39P×HLST39B 钻杆25，在其他条件不变的情况下，相比现有技术采用的Ф88.9mm 上述两种钻具，钻具内压耗减少4.6MPa，从而可以提高泥浆泵排量，提高井眼净化能力。
另外，斜井段及水平段所采用的PDC 钻头的保径长度均为100mm，较大的钻头保径长度保径了钻头与地层的较大接触面积，有利于提高钻头的稳定性，减少钻头涡动的发生。
在采用上述钻具组合的基础上，井外设有两个泥浆泵，泥浆泵通过地面高压管线经由阀门控制与直井段的Φ127mm411×410 钻杆11 端连接，每个泥浆泵的泵冲为65 冲，泥浆泵内安装的缸套内径为170mm，直井段两个泵的总排量为48L/S 以上，有效增强了泥浆的上返速度，提高泥浆的携沙能力。与排量34l/s 时相比，上部地层机械钻速提高30%。钻至延长底部300 米至纸坊组上部100 米井段时，由于该部分地层可钻性差，控制钻压在2-4吨，转盘转速降低到20 转，防止该段含砾石层对PDC 钻头的损坏，有效保护钻头的同时提高了机械钻速和单只钻头进尺，直井段最高机械钻速达43.43 米/ 小时，单只钻头最高进尺达2300 米。
本发明通过优化钻具结构和参数，根据不同井段的地层结构和实际需求对钻井工艺进行优化调整，进一步提高钻具的钻速，延长钻具的使用寿命，提高施工效率，缩短钻井周期。
Claims (2)
1. 一种天然气水平井钻井机构，其特征在于，井内各井段自下而上依次采用如下钻具组合：
（1）直井段采用的钻具组合为：Φ228.6mm631PDC 钻头、0.75 度7LZΦ185mm630×410螺杆、Φ224mm411×410 刚性扶正器、Φ178mm 411×410MWD 无线随钻定向接头、Φ178mm411×410 无磁钻铤、2 根Φ178mm 411×410 钻铤、411×460 转换接头、15根Φ165mm461×460 钻铤、461×410 转换接头、45 根Φ127mm411×410 加重钻杆和Φ127mm411×410 钻杆，直井段采用的钻具自下而上依次连接，数根相同钻具之间自下而上依次首尾相接；直井段采用的钻具之间的连接均为螺纹连接；
（2）斜井段采用的钻具组合为：Ф215.9mm431PDC 钻头、1.5度Ф172mm430×460 螺杆、Ф165mm461×460 回压凡尔、Ф165mm 461×460MWD 无线随钻定向接头、Ф165mm461×460无磁钻铤、461×410 转换接头、45 根Ф127mm411×410 加重钻杆和Ф127mm411×410 钻杆，斜井段采用的钻具自下而上依次连接，数根相同钻具之间自下而上依次首尾连接；斜井段采用的钻具之间的连接均为螺纹连接；
（3）水平段采用的钻具组合为：Ф152.4mm331PDC 钻头、1 .25 度Ф127mm330×310 单弯螺杆、 Ф120mm311×310回压凡尔、Ф148mm311×310刚性扶正器、 Ф120mm311×310MWD无线随钻定向接头、Ф120mm311×310 无磁钻铤、311×HLST39B 转换接头、15 根Ф101.6mmHLST39P×HLST39B 加重钻杆、60 根Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 钻杆、30 根Ф101.6mm
HLST39P×HLST39B 加重钻杆、Ф101.6mm HLST39P×HLST39B 钻杆，水平段采用的钻具自下而上依次连接，数根相同钻具之间自下而上依次首尾连接；水平段采用的钻具之间的连接均为螺纹连接。
2. 根据权利要求1 所述的水平井钻井机构，其特征在于，井外设有两个泥浆泵，泥浆泵通过地面高压管线经由阀门控制与直井段的钻杆端连接，每个泥浆泵的泵冲为65 冲，泥浆泵内安装的缸套内径为170mm，直井段两个泵的总排量为48L/S 以上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310460717.XA CN103485719B (zh) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | 一种天然气水平井钻井机构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310460717.XA CN103485719B (zh) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | 一种天然气水平井钻井机构 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103485719A CN103485719A (zh) | 2014-01-01 |
| CN103485719B true CN103485719B (zh) | 2015-10-28 |
Family
ID=49826268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310460717.XA Expired - Fee Related CN103485719B (zh) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | 一种天然气水平井钻井机构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103485719B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104632079B (zh) * | 2014-12-10 | 2017-01-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种三维水平井井眼轨道靶前位移的确定方法 |
| CN111395975A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-10 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种适用于油井水平井施工的二开一趟钻钻具组合及其施工方法 |
| CN111550184A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-18 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种超深水平井井眼轨道设计方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4739843A (en) * | 1986-05-12 | 1988-04-26 | Sidewinder Tool Joint Venture | Apparatus for lateral drilling in oil and gas wells |
| US5265687A (en) * | 1992-05-15 | 1993-11-30 | Kidco Resources Ltd. | Drilling short radius curvature well bores |
| CN201396069Y (zh) * | 2009-05-14 | 2010-02-03 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司川东钻探公司 | 易斜地层钻井的防斜组合钻具 |
| CN101718171A (zh) * | 2009-11-17 | 2010-06-02 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 侧钻水平井钻完井配套方法 |
| CN203161086U (zh) * | 2012-12-25 | 2013-08-28 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 斜井段一趟钻钻具结构 |
-
2013
- 2013-10-08 CN CN201310460717.XA patent/CN103485719B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4739843A (en) * | 1986-05-12 | 1988-04-26 | Sidewinder Tool Joint Venture | Apparatus for lateral drilling in oil and gas wells |
| US5265687A (en) * | 1992-05-15 | 1993-11-30 | Kidco Resources Ltd. | Drilling short radius curvature well bores |
| CN201396069Y (zh) * | 2009-05-14 | 2010-02-03 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司川东钻探公司 | 易斜地层钻井的防斜组合钻具 |
| CN101718171A (zh) * | 2009-11-17 | 2010-06-02 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 侧钻水平井钻完井配套方法 |
| CN203161086U (zh) * | 2012-12-25 | 2013-08-28 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 斜井段一趟钻钻具结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103485719A (zh) | 2014-01-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7934563B2 (en) | Inverted drainholes and the method for producing from inverted drainholes | |
| CN101942962B (zh) | 气举欠平衡连续管过油管钻井方法 | |
| CN102720453B (zh) | 油、气井井筒欠平衡机械除砂、排液方法及装置 | |
| CN102691477B (zh) | 一种钻具上使用的岩屑清洁装置 | |
| CN202338240U (zh) | 一种井眼清洁工具 | |
| CN205047162U (zh) | 一种石油钻头 | |
| CN102011549A (zh) | 一种旋挖钻机不取芯岩石筒钻 | |
| CN106978993A (zh) | 一种中深部砂岩地热水平井开采方法及结构 | |
| CN103711154B (zh) | 负孔压钻孔掏土的建筑物纠偏方法 | |
| CN103485719B (zh) | 一种天然气水平井钻井机构 | |
| CN112081528A (zh) | 一种水平段高效无扶振荡钻具组合及方法 | |
| CN103541657A (zh) | 一种油气井硬地层侧钻钻具和施工方法 | |
| CN104343424A (zh) | 一种煤层气水平井pe筛管完井应用工艺方法 | |
| CN103993828B (zh) | 缓增式过度圆弧曲线井眼轨迹施工方法 | |
| CN201396067Y (zh) | 提高小井眼机械钻速的井下钻具 | |
| CN101701506A (zh) | 带有三个稳定器的钻具结构 | |
| CN204941348U (zh) | 一种双级钻头 | |
| CN203570203U (zh) | 一种天然气水平井直井段快速钻进机构 | |
| CN1419034A (zh) | 一种松散破碎地层的潜孔锤冲击静压跟管钻孔方法 | |
| CN205977171U (zh) | 侧接旋转水泥头 | |
| CN200964794Y (zh) | 一种新型防斜钻具组合装置 | |
| CN207048761U (zh) | 一种煤层气“燕尾式”水平井 | |
| CN201554370U (zh) | 带有三个扶正器的四合一钻具结构 | |
| CN205297334U (zh) | 用于煤层气井连续油管输送水力喷射钻孔装置 | |
| CN201330559Y (zh) | 气动潜孔锤风压钻进装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151028 Termination date: 20171008 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |