AutoTrakX-treme---鉆井新工藝和新技術交流

貝克休斯鉆井與評價鉆井技術的的選擇，馬達還是旋轉導向？目前馬達技術的發展貝克休斯先進的AutoTrakX-treme?

系統介紹AutoTrakX-treme的應用與全球實際使用情況AutoTrakX-treme在渤海灣的使用經驗內容摘要CopyrightBakerHughesInc.2007馬達還是旋轉導向？一個復雜的問題……??每種選擇都有它自身的特點（優點和缺點）

我們最關心的還是哪一種是最適合的？有沒有辦法把兩者的優點結合起來？鉆井技術的的選擇

---

使用何種技術來打井?CopyrightBakerHughesInc.2007馬達優點：前部旋轉時，鉆進速度得到提升(高效能的鉆井操作)動力直達鉆頭(速度x扭矩)良好的金剛石聚晶(PDC)鉆頭工作參數隨鉆測井工具與鉆頭動態部分脫離缺點：方向控制打滑(鉆進速度下降)井眼清理不穩定鉆頭鉆力受井身軌跡和摩擦力影響鉆柱轉數受馬達彎曲限制(疲勞限制)井徑測量當中，可能發現井筒質量不規則現象在旋轉模式下鉆頭偏軸旋轉在旋轉模式下鉆頭承受側向荷載/出現偏軸旋轉動作在旋轉模式下可能出現超徑井眼隨鉆測井工具傳感器與鉆頭間有間隔CopyrightBakerHughesInc.2007旋轉導向優點連續旋轉，不打滑優良而持續的井眼清理軌跡平滑井筒在規格徑內鉆頭集中鉆頭側向荷載量低隨鉆測井工具傳感器貼近鉆頭無馬達壓力下降現象缺點旋轉力由地表傳送隨鉆測井工具未能與鉆頭動態部分脫離鉆柱受沖擊套管、鉆柱和下部鉆具組合易磨損CopyrightBakerHughesInc.2007Navi-DrillULTRAX-treme

馬達技術的發展與進步CopyrightBakerHughesInc.2007普通馬達動力定子特點:內徑相同的圓柱形鋼套橡膠定子部分不等厚X-treme馬達定子特點:一次性成型的波狀外形鋼套薄且等厚的橡膠定子部分鋼制定子輪廓橡膠定子輪廓X-treme技術的動力部分及原理CopyrightBakerHughesInc.2007X-treme馬達3D外觀展示CopyrightBakerHughesInc.200763/4”X-treme63/4”Ultra

同樣尺寸和長度

同樣定轉子比排量(l/min)

扭矩(Nm)驅動轉速(rpm)壓力(bar)橡膠部分定子部分X-treme馬達的動力CopyrightBakerHughesInc.2007AutoTrakX-treme–

標準BHA組成CopyrightBakerHughesInc.2007綜合高動力馬達和高速旋轉閉環系統高旋轉速度和扭矩傳送至鉆頭(最高可達到400轉/分)更低的地表旋轉速度-由井眼清理和振動程度決定與導向裝置雙向通訊–實時診斷、近鉆頭井斜具有可調性的隨鉆測井服務水平在馬達下的下部鉆具組合短較低的轉速較高的轉速雙向通訊集成的X-tremeModular馬達集成的MWD/LWDAutoTrakX-treme馬達集成旋轉導向鉆井系統CopyrightBakerHughesInc.2007雙向通訊動力模塊和“M30BUS”實現硬連接與導向裝置進行雙向通訊可實現實時調控:近鉆頭傾角導向系統診斷，實時肋板工作狀態。。。。。。通過迅速有效地識別由地層變化或系統故障導致的導向反應不規律現象而確保精確地控制偏差沒有臆測，正確的決斷，將油井價值最大化.CopyrightBakerHughesInc.2007CopyrightBakerHughesInc.2007鉆得更加快速降低成本可實現提早開采鉆得更加深遠增加每眼井的產量減少所需井眼的數量能鉆達難以到達的油層或儲油區能顯著地減少套管和鉆柱的磨損降低風險和成本AutoTrakX-treme系統的能力如何?CopyrightBakerHughesInc.2007應用–鉆得更快鉆頭鉆力=速度x扭矩鉆進速度和鉆頭鉆力成正比(系數~1.3至2.0)X-treme技術定子高扭矩，不會降低傳統馬達的速度AutoTrak導向裝置比任何其他旋轉導向系統速度更高4?”和6?”額定值高達400轉/每分鐘,9?”額定值高達

300

轉/每分鐘其他競爭對手的產品~220

轉/每分鐘CopyrightBakerHughesInc.20079?”AutoTrakX-tremerunningatΔP350psi&totalbitspeed200RPMgives380hpMorethanmaxofaHummerH3TEqualtomaxofaFerrariF355GTSHummerH3T:max350hp9?”AutoTrakX-treme:max950hpFerrariF355GTS:max380hp應用–鉆得更快CopyrightBakerHughesInc.2007應用–鉆得更快好處節省鉆井成本降低風險提前投產RefSPE/IADC國際鉆井承包商協會文件98471:新鉆井技術的引進提高了北海老油產的產油表現.CopyrightBakerHughesInc.2007應用–鉆得更快英國一口海上的大位移井14?”的井眼使用效果十分明顯，ROP大幅增加！CopyrightBakerHughesInc.2007可鉆達的井深通常受到鉆機性能限制地表提供旋轉效率低下摩擦力導致:鉆機或鉆桿的扭矩過大振動造成：鉆頭旋轉不良額外的扭矩和阻力鉆桿屈曲造成：額外的扭矩和阻力鉆頭重力傳送不足疲勞造成鉆桿損壞的危險應用–鉆得更遠CopyrightBakerHughesInc.2007使用AutoTrakX-treme系統動力從泥漿液壓力轉換成鉆頭的旋轉鉆力所需鉆壓更低–壓曲更少RefSPE/IADC國際鉆井承包商協會文件91810:高性能鉆井馬達和旋轉導向系統的組合將兩種鉆井方法的優勢結合起來，并延伸了鉆井極限。（見后圖）應用–鉆得更遠

CopyrightBakerHughesInc.2007應用–鉆得更遠使用標準AutoTrakG3.0系統鉆至23,232英尺時,無法繼續鉆進,鉆井扭矩接近鉆機極限，而且扭力振動使得使得鉆頭能量耗盡。改用AutoTrakX-treme繼續鉆井，又多鉆出6,000多英尺才到達總井深。CopyrightBakerHughesInc.2007應用–鉆得更遠好處–更多的油氣產量油藏接觸和采收率的提高-采油指數達到油田的開采極限油田開發策略的拓展水錐/氣錐–更少、更晚好處–更少的油氣田開發成本更少的井更少的井位更少的海底管線鋪設FigurefromAADE-03-NTCE-16油井長度對產量所產生的效果CopyrightBakerHughesInc.2007旋轉鉆井會使鉆桿和套管產生磨損磨損和鉆柱總回轉數(REV)成正比 REV=(轉速/機械鉆速)x井段長度AutoTrakX-treme系統提高了機械鉆速，同時只需要一定的地表轉數來清理井眼和避免振動和粘滑應用–減小鉆桿/套管的磨損CopyrightBakerHughesInc.2007例子:井段長度:

5000英尺標準RSS轉數:

150轉/分AutoTrakX-treme系統轉數:

120

轉/分標準RSS鉆進速度:

30英尺/時AutoTrakX-treme系統鉆進速度:

50英尺/時標準旋轉導向的總回轉數:

1,500,000AutoTrakX-treme系統的總回轉數:

720,000使用AutoTrakX-treme系統能減小52%的旋轉磨損應用–減小鉆桿/套管的磨損CopyrightBakerHughesInc.2007應用–減小鉆桿/套管的磨損RefSPE/IADC國際鉆井承包商協會文件104623:新技術的應用提升了在印度西海岸的多分支井油田開采的鉆井績效–降低風險和成本，并增加了產量RSSAutoTrakX-tremeCopyrightBakerHughesInc.2007好處–更低的成本和更低的風險鉆柱的磨損更少降低鉆柱更換的成本降低鉆柱更新和擺放配置的時間套管的磨損更少提高完鉆密封件的密封性，后期生產封隔器，橋塞坐封等保持了套管的完整性重鉆井時,套管也許已經磨損或腐蝕，最大程度保護套管鉆機頂部設備的壓力更小停鉆時間更少老式鉆機可用于鉆難度更高的井應用–減小鉆桿/套管的磨損CopyrightBakerHughesInc.2007從造斜器旋轉鉆出有很大風險在經過高局部狗腿度(DLS)時旋轉會對下部鉆具組合造成損害旋轉的下部鉆具組合經過時會對造斜器造成損害通常的解決方法:長鼠洞或專用鼠洞下鉆新的解決方法:使用AutoTrakX-treme系統，先滑動鉆進，直到能在新井眼中使用隨鉆測井和下部鉆具組合后在旋轉，同時還能降低風險。應用–造斜器安全側鉆CopyrightBakerHughesInc.2007AutoTrakX-treme的第一口井:

2004年2月–丹麥海上平臺AutoTrakX-treme總鉆井進尺:3,648,093

英尺/1,111,924米4?”工具系統:786,844

英尺(239,831

米)6?”工具系統:1,951,283

英尺(594,753

米)9?”工具系統:909,902

英尺(277,339

米)AutoTrakX-treme總循環時間:121,262

小時4?”工具系統:28,487

小時6?”工具系統:60,911

小時9?”工具系統:31,864

小時AutoTrakX-treme

全球作業匯總–更新日期27th

Jun2011CopyrightBakerHughesInc.2007AutoTrakX-treme

亞太作業匯總-更新日期27th

Jun2011共作業292口井，且基本所有參與施工的井都是具有挑戰的井。AutoTrakX-treme在亞太區總鉆井進尺:

1,381,954英尺/421,221米亞太區市場占全球超過1/3的市場份額。

CopyrightBakerHughesInc.2007AutoTrakX-treme

渤海灣使用情況項目背景和挑戰

甲方：中國海洋石油天津有限公司CCLT地點：渤海灣，中國，錦州25-1日期：2011年1月兩口井的8?’’井段；三口井的6’’井段甲方遇到如下困難：當鉆遇東營2-東營3時，(該地層幾乎全是泥巖，垂深1400-1700米)，常規旋轉導向系統（AutoTrak）鉆具組合的機械鉆速最低降至3.9米/小時；嘗試了一系列方法來提速，沒有效果。CopyrightBakerHughesInc.2007AutoTrakX-treme

渤海灣使用情況貝克休斯的解決方案和成果快速組建了跨部門的團隊，查明了機械鉆速降低的根本原因并且找到了軟泥巖鉆井的解決方案針對該地層采用了AutoTrak-X鉆具組合(包括：旋轉導向系統/模塊馬達/隨鉆測量、測井短節/雙向通訊和供電短節)井名B2HB2HB5HB1HB8HB5HB5HB2HB3HB3H井眼尺寸（英寸）8.5”8.5”8.5”8.5”8.5”6”6”6”6”6”入井趟數5656678856機械鉆速（米/小時）15.183.8219.3223.9623.527.9523.9019.9223.3824.2CopyrightBakerHughesInc.2007AutoTrakX-treme

渤海灣使用情況平均機械鉆速在8.5’’井段提高了2.4倍，在6’’井段提高了2.9倍。平均機械鉆速(米/小時)旋轉導向鉆具組合旋轉導向+模塊馬達鉆具組合8.5‘’井段9.823.86‘’井段7.923.3CopyrightBakerHughesInc.