定向井技术

作者:admin    来源:信息中心    日期:2013年5月20日

 

中国石油石化行业特殊工艺井钻井技术合作与服务“龙头”企业

  胜利定向井公司是一家集定向井、水平井技术研究、现场技术服务、工程设计施工、专用工具及软件开发、仪器校验维修和技术培训为一体的高科技、专业化技术服务公司。

  公司内部建有4个定向队、3个测量队等12个专业技术服务队伍。

  现有员工514人,其中专业技术人员201人(高级工程师12人,工程师97人,助理工程师83人,大学本科以上学历186人),占员工总数的39.1%。

(一) 成长发展历程

  该公司前身是二十世纪六十年代中国山东省东营境内Ô­九二三厂(胜利油田)钻井指挥部新技术研究所。1985—1997年,先后更名为钻井技术公司、定向井公司。伴随胜利油田40多年的勘探开发,该公司从小到大,从国内到国外,从知名到品牌,其成长发展历程,大致经历了四个时期。

  1973—1983年,为起步摸索时期。胜利油田会战初期,定向井技术和设备落后,现场施工主要采用涡轮钻具加弯接头,用地面定向法(钻杆打钢印)定向;使用误差较大的氢氟酸测斜仪、机械偏重式罗盘测斜仪等测井方法测量数据;采用查表法、图解法等精度不高的方法进行剖面设计和轨迹计算。经过10年的试验和攻关,该公司艰难地钻成了10口定向井,为胜利油田定向井技术的发展提供了有益的探索。

  1983—1991年,为学习攻关时期。为学习掌握二十世纪八十年代国际先进定向井钻井技术,该公司在内部组建了专业的定向队和测量队,建起了美国斯派里森公司授权的中国境内唯一的二级仪器维修站。1987年与美国帕克公司首次合作,在胜利油田钻成两口5000米高难度定向井,培养锻炼了中国第一批定向井技术骨干。1989年,独立承担完成的中国“七五”重点攻关项目—胜利油田河50大型丛式井组,创出7项国内新纪录,从此确立了该公司在中国定向井行业中的领先地位。

  1991—1999年,为成熟普及时期。为提高定向井、水平井技术的综合应用能力,该公司开始大量引进国外无线随钻测量系统MWD、定向设计软件包COMPASS、地质评价无线随钻测量系统FEWD等国际一流的先进仪器和技术。熟练掌握了20余种类型的定向井、水平井井眼轨迹控制技术。先后完成了新疆塔里木、长庆、江苏等国内10多个油田的第一口水平井施工任务,有“十八项水平井第一”享誉中国石油石化行业。共钻成定向井3373口,其中水平井155口,为定向井、水平井技术在中国的普及和发展做出了突出贡献。

  1999—2010年,为超越创新时期。为开拓国际市场,该公司在卡塔尔杜汉油田优质高效完成71口定向井、水平井,创出该区域5项历史新纪录,在国际市场第一次打响了“胜利定向井”SDDC品牌。之后又进入俄罗斯、印度尼西亚、墨西哥等6个国家定向井技术服务市场,以过硬的技术在国际同行中赢得口碑,国际化公司的形象初步确立。在此期间,该公司还在诸多领域实现了新的超越:完成了中国第一口超3000米大位移水平井埕北21-平1井;首次将超薄油藏水平井钻井技术应用到新疆哈德油田和胜利油田勘探开发中,取得巨大经济效益;将水平井技术首次运用到陕西省彬县煤层气开发中,打破了国际公司在这一领域的垄断。这些科技成就引领了中国定向井、水平井技术的发展方向。

 

发展里程碑

  1973年7月17日,胜利油田第一口定向井—辛11-斜33井开钻,标志着该公司拉开了中国定向井技术攻关与试验的序幕。

  1983年2月15日,第一次引进美国斯派里É­公司A型磁力单多点照像测斜仪、无磁钻铤等国外先进仪器和工具,标志着该公司进入学习掌握二十世纪八十年代国际先进定向井技术时期。

  1991年1月13日,胜利油田第一口水平井埕科1井完钻,标志着该公司开始进入定向井、水平井综合技术应用与推广时期。

  1999年8月18日,中标卡塔尔84口定向井、水平井技术服务项目,标志着该公司正式进入国际市场。

  2004年5月9日,在国内外完成第500口水平井—中9-平513井,标志着该公司具备了推广应用水平井综合配套技术的实力。

  2007年11月16日,在国内外完成第1000口水平井—沾18-平19井,标志着该公司开始进入在国内外市场大面积应用和推广水平井施工技术的新时代。

  2009年6月22日,完成陕西省韩城首口煤层气开发井—WL05-1H井,标志着该公司开始由过去“为井而战”,转到“为油而战”,进而升华到“为能源而战”的新跨越。

 

(二)技术服务能力

  该公司凭借成熟配套的六大特殊工艺井设计与施工技术、十八种水平井轨迹控制钻井技术,以及七项特殊工艺井测量服务,成为中国及亚洲地区定向井、水平井技术服务能力最强的公司之一。

  六大特殊工艺井设计与施工技术

     定向井、丛式井设计与施工技术;

     水平井设计与施工技术;

     大位移井设计与施工技术;

     套管开窗侧钻井设计与施工技术;

     分支井设计与施工技术;

     连通水平井设计与施工技术。  

  七项特殊工艺井测量服务

     LWD无线随钻测量服务;

     MWD无线随钻测量服务;

     E-LINK电磁波无线随钻测量服务;

     陀螺测量服务;

     有线随钻测量服务;

     电子单多点测量服务;

     RMRS精确连通服务。

 

十八种水平井轨迹控制钻井技术

序号

中文名称

1

大位移水平井钻井技术

2

大组丛式水平井钻井技术

3

水平探井钻井技术

4

巷道式水平井钻井技术

5

一井双探水平井钻井技术

6

稠油砾石油藏水平井钻井技术

7

欠平衡水平井钻井技术

8

三维绕障水平井钻井技术

9

多目标水平井钻井技术

10

阶梯式水平井钻井技术

11

海油陆采水平井钻井技术

12

超深水平井钻井技术

13

精确连通式水平井钻井技术

14

蒸汽辅助重力泄油水平井钻井技术

15

短半径水平井钻井技术

16

超小尺寸井眼水平井钻井技术

17

超薄油藏水平井钻井技术

18

鱼骨状水平井钻井技术

 

技术服务资质

  1996年,该公司通过中国石油天然气总公司长城公司资质认证,具有参与国际市场竞争和反承包资质。

  1997年,该公司通过中国船级社ISO9001质量体系认证。

  2004年,该公司通过中国石化集团公司唯一的定向井技术服务甲级队伍资质认证。

  2005年,该公司定向二队被中国石化集团公司授予“石油工程金牌队”资格。

  2005年,该公司定向一队被中国石化集团公司授予“石油工程银牌队”资格。

 

技术服务规模

  该公司具备年完成定向井600口、水平井300口,同时为80台钻机提供特殊工艺井技术服务的能力。已累计为全国21个油田和国外6家公司提供定向井技术服务9500多口,水平井技术服务1400多口,完成总数居中国同行业前列。

 

仪器装备规模

  该公司从美国哈里伯顿公司、北京海蓝公司等国内外知名公司引进了大量先进的定向井、水平井测量仪器,仪器装备实力雄厚,各类仪器、设备总数已达137台(套),仪器均为双配置,完好率达100%。具备为各类特殊工艺井提供优质高效测量服务的能力。

 

仪器种类

仪器类型

仪器名称

生产厂家

LWD无线

随钻测

量仪器

FEWD

美国哈里伯顿公司

GEOLINK LWD

英国GEOLINK公司

 

进口MWD无线随钻测

量仪器

MWD

美国哈里伯顿公司

高温GEOLINK MWD

英国GEOLINK公司

E-LINK MWD

英国GEOLINK公司

国产MWD无线随钻测

量仪器

 

SDM

胜利钻井工程技术公司

YST-48R

北京海蓝公司

ZT-MWD

北京中天启明公司

其它测量仪器

RMRS精确连通仪器

美国VECTOR  MAGNETIC公司

YSS电子单、多点

北京海蓝公司

YST有线随钻测量仪器

北京海蓝公司

测斜绞车

测斜绞车(台)

南阳华美电缆

有限责任公司

 

LWD无线随钻测量系统:

  分为美国哈里伯顿公司的FEWD和英国GEOLINK公司的GEOLINK LWD两大类。主要优势在于能通过传感器提供有效的地质评价数据,从而满足各种类型定向井、水平井的实时测量、地层评价、地质导向和随钻测井服务。这些随钻测量数据,在井上即时得到并记录,直接传送到现场办公计算机系统。

 

MWD无线随钻测量系统:

进口仪器:

  1. 美国哈里伯顿公司的MWD系统:

  有SUPER SLIM、350、650、1200四种类型,可用于4-1/8英寸至12-1/4英寸井眼施工,为用户提供高精度测量数据和信息。该系统由钻井液脉冲将数据信号传送到地面进行实时处理。

  2. 英国GEOLINK公司的E-LINK系统:

  这种仪器发出电磁波通过地层把井下数据传输到地面,不仅可以用于常规钻井液的钻井中,同时适用于欠平衡钻井和气体钻井。

 

国产仪器:

  1、国产SDM系统:是2008年该公司独立研发的一种正脉冲无线随钻测量仪器,适用直径大于8-1/2英寸井眼的随钻测量施工。该仪器测量精度与性能指标均达到国外同类仪器先进水平。

  2、国产YST-48R系统:是一种可打捞式的正脉冲无线随钻测量仪器,也是YST-48X的升级换代产品,新增加了伽马测量数据。通过使用新的石英传感器,进一步提高了定向探管的精度和性能。

  3、国产YST-38S系统:是一种可打捞式的正脉冲无线随钻测斜仪,是专门为小井眼和开窗侧钻而研制的无线随钻测量仪器。

 

RMRS精确连通仪器:

  2008年从美国进口,能在钻头旋转时产生交变磁场,探管的磁场传感器感应磁场强度的变化,提供出探管与钻头之间的距离和方位。该仪器可用于连通已钻井、防碰控制、平行井的距离控制、过河隧道导向等多种精确定向工程。

 

仪器维修能力

  该公司建有一个由美国哈里伯顿(斯派里É­)公司授权的国内第一个二级仪器维修站,厂房总面积1300平方米。主要为中国同行业企业提供定向井测量仪器维修、校验服务。拥有MWD无线随钻测量系统成套检测设备,SRO陀螺、BOSS电子陀螺维修、无磁校验室及高温、振动模拟实验台等30多台(套)国际一流的各类检测设备。现有专业技术人员16名,其中首席技师1名,高级工程师3名,仪修工程师6名。

  该仪器维修站可为美国哈里伯顿(斯派里森)公司的各类测量仪器提供优良的维修、检验服务;可为国内外厂家生产的定向井测量仪器提供准确、可信的磁方位校准服务。并与胜利伟业公司合作开展地质导向LWD系统仪器维修和制造。

 

仪器进步历程

  1990年,引进美国哈里伯顿公司的MWD仪器,实现了水平井无线随钻测量施工。 

  1994年,联合开发出国产电子多点YSS,淘汰了磁力单多点照像式仪器,大幅度提高测量成功率。

  1996年,联合开发出国产YST有线随钻测量仪器,淘汰落后的人工单点定向施工模式,实现定向井有线随钻测量施工。

  1998年,引进美国哈里伯顿公司的FEWD仪器,开始向地质导钻井施工模式转变,使超薄油藏得到有效开发,并为参与国际市场竞争创造了条件。

  2000年,联合开发出国产YST-48R无线随钻测量系统,实现定向井无线随钻测量施工。

  2001年,实施“口口定向井上有线随钻、口口水平井上MWD”的服务承诺,大幅度提高特殊工艺井钻井速度,进一步缩短了钻井周期。

  2003年,实现“口口定向井上无线随钻,口口水平井上LWD”的服务承诺,使薄油藏、断块油藏、边水(底水)油藏、水锥油藏等复杂油藏得到有效开发。

  2005年,引进英国GEOLINK公司的GEOLINK地质评价无线随钻测量系统,扩充了LWD仪器系列,进一步提高了施工能力。

  2007年,引进美国通用电气(GE)公司的E-LINK电磁波无线随钻测量仪器,适用于欠平衡钻井和泡沫钻井,并在墨西哥市场成功应用。

  2008年,引进了美国VECTOR MAGNETIC公司的RMRS仪器,为实施精确连通定向工程服务,进入煤层气开发市场创造了条件。同时,为多井联合蒸汽驱重力泄油水平井施工提供了技术支撑。

 

(四)软件开发能力

引进应用能力

  从美国兰德马克公司引进的定向井工程软件,能为用户提供水力参数设计、摩阻扭矩分析、丛式井平台优化设计、二维及三维井眼轨迹优化设计、多井防碰扫描等图形服务。可根据钻机性能、作业及采油要求、井下钻具性能及包括圆形、椭圆形、矩形、多边形等目标靶点条件,以最佳的造斜率、方位调整率为用户设计出最佳的井眼轨迹和钻具结构组合。

 

联合研发能力

  与中国石油大学共同开发出大位移井摩阻扭矩分析软件,填补了国内空白。

自主研发能力

  先后自主研发了《定向井、水平井计算机软件SDDC98研制》、《SDDC2002定向井、水平井钻井软件》两个版本的应用软件,为技术人员优化各类定向井、水平井设计,实现摩阻、扭矩优选评价提供了便利图形工具,其技术含量达到国内领先水平。

(五)技术科研成果

  该公司已完成各类科研项目80多项,获奖67项。其中,国家级奖4项,省部级奖10项,局级奖53项。代表性的有:

  《定向井、丛式井钻井技术研究》,1996年获国家科技进步一等奖。

  《胜利油田水平井钻井技术研究》,1997年获国家科技进步一等奖。

  《己开发油田水平井地质设计及薄油层水平井钻井技术》,2003年获国家科技进步二等奖。

  《定向井、水平井计算机软件SDDC98研制》,2000年获中国石化集团公司科技进步一等奖。

  《FEWD地质导向钻井应用技术》,2005年获胜利石油管理局新技术推广一等奖。

  《水平井测量技术研究》,1996年获胜利石油管理局科技进步一等奖。

  《水平井井下专用工具》,1996年获胜利石油管理局科技进步一等奖。

  《SDDC2002定向井、水平井钻井软件推广应用》,2004年获胜利石油管理局科技进步一等奖。

 

(六)技术服务业绩

  主要纪录指标

  该公司先后创出40多项国家、行业及胜利油田新纪录和高指标,有“十八项水平井第一”享誉中国石油石化行业。

  代表性的有:

  1997年,在新疆完成亚洲垂深最深5341.76米的水平井—解放128井。造斜点5060米,井深5750.3米,水平段长300米。

  2000年,在卡塔尔完成DK-522三维四靶水平井,创出水平段方位扭转率最高、水平位移最大1852.87米、水平段最长1632.66米、钻井周期最短等5项卡塔尔杜汉油田历史新纪录。

  2000年,在胜利油田完成中国陆上首口超3000米海油陆采大位移水平井—埕北21-平1井,创出水平位移最长3167.33米、靶前位移最大3031.11米两项中国纪录。

  2003年,在胜利油田完成沾5-平1井,井深1620.5米,钻井周期仅用2天17小时,创出中国水平井钻井速度最快纪录。

  2004年,在新疆完成分支井TK908DH井,创出国内分支井井深最深5239.64米、垂深最深4597米、累计水平段最长950米等3项中国纪录。

  2006年,在新疆完成的塔深1井,创出侧钻井侧钻点最深6864米、纠斜点最深7011.35米的亚洲纪录。

  2007年,在鄂尔多斯完成的水平井DF2井,创中石化大牛地气田靶点最多19个、水平段垂深落差最大施工纪录。

  2007年,在胜利油田完成陆上第一口鱼骨状水平分支井—桩129-支平1井,总水平段长887米。

  2009年,在墨西哥完成EBANO1053H短半径水平井,创出该区块同类型井从定向到完钻仅用97个小时施工周期最短纪录。

  2009年,在陕西省韩城完成的高难度远距离水平末端对接井WL05-1H井,创出了880.6米的煤层气开采连通距离国内最长纪录。

 

十八项水平井第一

序号

中文名称

1

完成水平井口数及类型居中国第一

2

完成中国第一口水平探井—埕科1井

3

完成中国第一口巷道式水平井—水平20-1井

4

完成中国第一口水平段最长水平井—水平-2井

5

完成中国第一口稠油砾石水平井—草20-平1井

6

完成中国第一个大型陆地丛式井组—河50丛式井组

7

完成中国第一个丛式水平井组—草南丛式水平井组

8

完成中国第一口定向井内套管开窗侧钻水平井--草20-12-侧13井

9

完成中国第一口阶梯式水平井—临2-平1井

10

完成中国第一口古潜山低渗透穿漏水平井—草古100-平1井;

11

完成中国第一口海油陆采水平井—孤东7-平1井;

12

完成中国第一口连通式硭硝矿开发水平井—顺9-平1井

13

完成中国第一口大位移水平井—埕北21-平1井

14

完成中国第一口套管开窗侧钻短半径水平井—盘40-41侧平1井

15

完成中国第一口单井蒸汽驱重力泄油水平井—草南SWSD-平1井

16

完成中国第一口拱型水平井—临2-平5井

17

完成中国第一口超薄油藏水平井—HD1-1井

18

完成中国第一口利用稠油热采新工艺的科学探索实验水平井—郑科平1井

 

国际合作历程

  1996年,与美国斯派里É­公司合作在孟加拉国完成JB4E井的“S”型井眼轨迹控制和MWD测量服务。

  1997年,与加拿大能源公司合作提供GUAN21-34-69和FAN34-4-7-平1井的5英寸和7英寸套管开窗侧钻井技术服务。

  1998年,与美国ETC公司合作提供BJ20-3-2井的设计和技术服务。

  1998年,与加拿大法玛斯特有限公司合作提供DK8-3-平1和WF3-平4两口井5英寸和7英寸套管开窗短半径水平井技术服务。

  1999年,中标卡塔尔杜汉油田84口定向井、水平井技术服务项目,首次跨出国门,进入国际市场。

  2001年,完成印度尼西亚4口定向井、水平井技术服务项目。

  2003年,进入吉尔吉斯斯坦水平井市场,完成马平528井技术服务施工。

  2004年,在印度尼西亚完成3口水平井技术服务项目。

  2006年,在俄罗斯完成萨哈林南阿雅什1号井技术服务施工。

  2007年,中标墨西哥300口定向井、水平井技术服务项目。

  2009年,为澳大利亚艾诺能源公司DFS-01-H1井,提供非石油领域的定向井技术服务。

 

荣誉称号及评价

  2002年,卡塔尔国家石油公司钻井监督和钻井部先后3次给胜利定向井公司SDDC发来服务质量评价信,对该公司过硬的技术给予高度评价。

  2004年,“胜利定向井”SDDC荣获全国石油工业“用户满意服务”称号,成为中国石油同行业中唯一获此殊荣的企业。

  2005年,“胜利定向井技术”被胜利油田评为“胜利十大技术品牌”之一。

  2005年,该公司作为中国石化集团公司的首批唯一一家专业技术服务队伍,加入塔里木油田“甲乙双赢战略联盟”。

  2008年,该公司荣获胜利油田“水平井施工功勋单位”称号。

  2009年,中石油煤层气有限责任公司韩城分公司为胜利定向井公司送来锦旗,称赞该公司技术服务:“石油勘探赛蛟龙,煤气领域显神威”。

 

定向井、丛式井配套技术应用

  河50丛式井组

  1988年,胜利油田为开发河50区块油藏,保存其上方油田基地建筑群,节约钻井成本,决定在长384米、宽110米的区块上设计部署了6排42口定向井。该公司在国内率先应用较大位移定向井、三维绕障定向井、井间防碰井等多项先进的特殊工艺井钻井技术,用15个月优质高效完成全部施工任务,创出7项中国定向井施工纪录。

  2008年,为进一步提高河50区块的产能建设,胜利油田在该区块­6排井间又设计部署了7排33口定向井和1口直井。该公司仅用7个月,优质高效完成了34口井的技术服务施工任务。

  以上两个大型丛式井组累计完成76口井施工,成为迄今为止中国丛式井组井数最多、施工难度最大、工艺技术最复杂的陆地采油平台,综合经­济效益显著。

 

  水平井配套技术应用

  埕北21-平1井是中国陆上首口自主设计施工的超3000米大位移水平井。位于胜利油田孤东滩海区域。该公司首次采用世界尖端仪器FEWD、悬链式轨道设计、可调式AGS稳定器组成的配套钻井技术,以优质的井身轨迹完钻,创出中国陆上大位移延伸井水平位移最长3167.33米、靶前位移最大3031.11米两项中国纪录,成为中国第一个具备独立承钻4000-5000米大位移井施工能力的专业化公司。

  新疆哈德4油田是在地下油藏深度5000多米,油层平均厚度不超过2米的极限条件下开发的。2002年,该公司首次运用薄油藏水平井钻井技术,在第一口双台阶式水平井—哈德1-H1井施工中,从定向到完钻仅用了48天,钻穿2组厚度为1米和1.5米的阶梯薄油层,油层平均钻穿率95%,日产原油82.5吨,是该区块直井产量的4倍。随后在这一区域又连续完成超薄油藏水平井10口,平均水平段长631.72米,油层平均钻穿率达到92%,使这个“低效开发价值”的边际油田成为百万吨级产能的大油田。

  卡塔尔杜汉油田项目

  卡塔尔杜汉油田是世界上开采难度最大、要求最高的油区之一。该公司面对国外恶劣的自然环境、严格的国际标准、甲方的苛刻要求,从工程设计、轨迹测量、轨迹控制、钻井参数优选、井下工具选择等各个方面进行全面的服务与管理。3年时间,共完成水平井71口,轨迹控制和中靶精度均满足了甲方要求,MWD无线随钻测量成功率达到98%以上,远远高于其它国外公司。其中完成的DK-262A水平井,创出4-1/8英寸超小尺寸井眼水平段1250米、靶纵距上下0.6米的高指标;完成的DK-586水平井,创下了水平位移1852.87米、水平段长1635米、水平位移与垂深比0.95:1、水平段钻进连续5天超过305米、建井周期时间提前9天等5项卡塔尔杜汉油田历史纪录,在国际市场打响了“胜利定向井”SDDC品牌。

  非石油领域项目

  该公司积极将水平井钻井技术应用到非石油领域,充分展示出独有的技术水平和服务能力。

  1997年,在江苏洪泽县首次打成21口用于硭硝矿开采的连通式水平井,在国内首次实现了水平井与直井成功连通。

  2009年,又将水平井技术运用到陕西省韩城、彬县煤层气开发中,完成7口井的技术服务。在第一口高难度远距离水平末端对接井WL05-1H井的施工中,首次应用磁定位精确连通仪RMRS、电磁波无线随钻测量仪E-LINK、可循环泡沫无污染钻井液体系等多项先进设备和技术,成功实现了精确连通,并创出了880.6米的煤层气开采连通距离国内最长纪录,打破了国外公司在这一领域的技术垄断。