捷聯(lián)式自動垂直鉆井系統(tǒng)（SLBF—VDS）在安順1井的應(yīng)用

高麗萍 孫峰 陳威 王義峰

【摘要】安順1井上部地層易斜、研磨性強，鉆井過程中井斜控制難度大。三開井段井斜呈上升趨勢，為此，應(yīng)用了勝利鉆井院研制的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的捷聯(lián)式自動垂直鉆井系統(tǒng)SLBF-VDS，井斜角控制在0.5°以內(nèi)，有效釋放了鉆壓，達到了防斜打直的目的。分析了安順1井所鉆地層的地質(zhì)特征及鉆井技術(shù)難點，介紹了捷聯(lián)式自動垂直鉆井系統(tǒng)（SLBF-VDS）工作原理，闡述了SLBF-VDS在安順1 井的應(yīng)用情況，最后分析了應(yīng)用效果。

【關(guān)鍵詞】垂直鉆井 鉆具組合 防斜 糾斜 安順1井

1 地質(zhì)特征與鉆井技術(shù)難點

安順1井是中石化勘探南方分公司在貴州省普定縣部署的一口風(fēng)險探井，位于黔南坳陷安順凹陷普定復(fù)向斜帶安順巖性圈閉，設(shè)計井型為直井，設(shè)計井深5600m，該井上部地層易斜，易漏，蹩跳鉆，三開井段三疊系地層灰?guī)r和白云巖，地層硬度大、研磨性強，地層可鉆性差，跳鉆嚴(yán)重，易斷鉆具。

安順1井在鉆井過程中的施工重點之一是控制井斜，三開井深2436米處井斜上升到4.69°，為此，安順1井應(yīng)用了捷聯(lián)式自動垂直鉆井系統(tǒng)（SLBF-VDS）。經(jīng)過SLBF-VDS兩趟鉆糾斜，井斜下降到0.24°，完全實現(xiàn)糾斜目的，且使用SLBF-VDS井段井身眼質(zhì)量明顯改善，應(yīng)用效果良好。

2 SLBF-VDS簡介

捷聯(lián)式自動垂直鉆井系統(tǒng)（S L B FVDS）是中石化勝利鉆井院自主研發(fā)的自動垂直鉆井系統(tǒng)，其主要特點是能夠在旋轉(zhuǎn)鉆進過程中，通過隨鉆動態(tài)測量、井下閉環(huán)控制完成直井鉆進過程中井眼軌跡的連續(xù)控制，實現(xiàn)自動垂直鉆井功能。該系統(tǒng)能將垂直井眼軌跡控制在1°精度范圍內(nèi)，在正常鉆進及糾斜鉆進過程中始終處于全旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，井下安全性高。

SLBF-VDS主要由基于旋轉(zhuǎn)基座的測控短節(jié)、井下發(fā)電機、無刷力矩電機和執(zhí)行機構(gòu)等組成。井下發(fā)電機利用鉆井液驅(qū)動葉輪發(fā)電，為測控短節(jié)和伺服短節(jié)提供所需電能。測控短節(jié)實時檢測及接收和處理各種傳感器信號，并發(fā)出相應(yīng)的控制指令。在測控短節(jié)的控制下，力矩電機不斷地調(diào)整伺服短節(jié)驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)空間方位，從而改變執(zhí)行機構(gòu)中盤閥系統(tǒng)上盤閥和下盤閥的相對位置，實現(xiàn)對過流鉆井液的有效分配，利用鉆頭水壓差驅(qū)動活塞推動翼肋推靠井壁，產(chǎn)生具有一定大小和方向的側(cè)向推靠力，以實現(xiàn)有效的防斜、糾斜功能。

3 現(xiàn)場應(yīng)用及效果分析

3.1 SLBF-VDS在安順1井的應(yīng)用

為有效地控制井斜，實現(xiàn)防斜打直的目的，安順1井在三開井段應(yīng)用了SLBFVDS 自動垂直鉆井技術(shù)，此次應(yīng)用SLBFVDS共下兩趟鉆，工作井段分別為2436m～2518.37m和2518.37m～2610.79m。

3.1.1 鉆井參數(shù)

鉆壓：160～240kN；排量：45～50L/ s；泵壓：16～20MPa；鉆井液密度：1.19～

1.20 g/cm3；鉆頭壓降：4.5～5.2MPa；轉(zhuǎn)盤

轉(zhuǎn)速：42～50r/min；

3.1.2 鉆具組合

鉆具組合：Φ311.2mmHJT537GK鉆頭（未裝水眼）×0 . 3 0 m +Φ300mmSLBF-VDS×7.25m+731×730回壓凡爾×0.49m+Φ229mm短鉆鋌（含機械測斜儀器）×2.60m+Φ229mm鉆鋌1根×8.61m+Φ308mm扶正器×1.06m+731×630轉(zhuǎn)換接頭×0 . 4 8 m +Φ2 0 3 m m無磁鉆鋌1根×8 . 6 1 m +Φ2 0 3 m m鉆鋌8根×71.51m+631屈性長軸×3.06m+Φ203mm隨鉆震擊器×7 . 2 6 m + 6 3 0×4 1 0轉(zhuǎn)換接頭×0 . 4 5 m +Φ1 7 8 m m鉆鋌6根×5 4 . 3 1 m + 4 1 1×4 1 0旁通閥×0.49m+Φ127mm鉆桿+411×520保護接頭×0.48m+下旋塞×0.40+方轉(zhuǎn)桿×11.35m。

3.1.3 SLBF-VDS應(yīng)用情況

（1）第一趟鉆：段 長：2 4 3 6～2518.37m；進尺：82.37m；純鉆時間81h，循環(huán)時間：102.34h；鉆時：45～78min/m；平均機械鉆速1.02m/h。井斜從2436米處4.69°下降到井深2518.31米處2.22°。

（2）第二趟鉆：段長：2518.37～2610.79m；進尺：92.42m；純鉆時間91h，循環(huán)時間：110.74h；鉆時：44～78min/m；平均機械鉆速1.02m/h。井斜從井深2518.31米處井2.22°下降到2595.59米處的0.24°。

3.2 應(yīng)用效果分析

安順1井使用自動垂直鉆井工具SLBF- VDS工具后內(nèi)存數(shù)據(jù)回放處理后的圖表見圖1所示。

從圖1可以看出SLBF-VDS后，井斜一直處于下降狀態(tài)，將井斜控制在了0.5°以內(nèi)（最小井斜0.24°），工具糾斜率高，效果良好，完全實現(xiàn)糾斜目的。SLBF-VDS工作過程中穩(wěn)定平臺測控短接運行良好。

4 認(rèn)識及建議

（1）SLBF-VDS在安順1井成功應(yīng)用進一步驗證了SLBF-VDS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安全可靠、防斜糾斜能力強的特點，可適用各種易斜地層，在防斜糾斜的同時，能夠有效的釋放鉆壓，大幅提高井眼質(zhì)量，降低施工風(fēng)險。

（2）SLBF-VDS在安順1井成功應(yīng)用，表明這一具自主知識產(chǎn)權(quán)的垂直鉆井技術(shù)已經(jīng)達到推廣應(yīng)用水平，打破了國外技術(shù)壟斷，降低了鉆井成本；此次應(yīng)用成功為該技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了寶貴經(jīng)驗。

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