2011 年 11 月

1. CNPC 川庆公司钻采工程技术研究院 川庆定向井技术研发与应用进展 2011年11月

2. 汇报提纲 • 定向井公司概况 • 定向井技术研发情况 • 定向井技术进展与应用情况 • 下一步攻关方向

3. 定向井公司概况 川庆定向井技术服务公司目前拥有员工132人，专业装备仪器、工具110台套，能够同时进行40口井的水平井技术服务，服务市场继续以川渝地区为主，覆盖塔里木、土库曼斯坦、巴基斯坦等国内外油气田，2010年完成各类定向井、水平井技术服务224口井，今年预计完成技术服务300余口井。 公司内部技术交流 定向井工程师技术讨论

4. 定向井公司概况 • 1、定向井公司装备能力和后勤保障都有较大提升。 • 国产MWD近100串，进口MWD30串，抗175℃高温MWD3串，进口LWD3套，电子多点65套。 • 新建了定向钻井仪器工具实验车间，设备管理更加规范 EM-MWD（电磁波）仪器 装备维修基地 水平井专用仪器库

5. 定向井公司概况 • 2、进一步完善脉冲器维修室和探管校验室，仪器检测与维护能力得到极大提高。 • 国产脉冲器每300小时、进口脉冲器每200小时进行维护保养 • 国产探管不超过3个月、进口探管不超过6个月进行校验。 • LWD每300小时进行保养。 • 脉冲器年维修能力600根次，探管校验能力250根次。 • 今年准备引进高温测试设备和振动测试台，实现仪器的井下工况模拟测试，保障仪器质量。 仪器校验 仪器维护与保养

6. 定向井公司概况 3、加强入井工具检测与管理 依托壳牌项目，按照国际一流标准，严格要求，按照美国的DS-1检测标准对钻具进行检测，有效地避免了因定向工具损坏引起井下事故，保证井下安全。目前在壳牌金秋-富顺反承包项目中成为壳牌项目中方的唯一BHA工具提供方。 钻具检测报告 DS-1标准钻具检测

7. 定向井技术研发情况 定向井公司经过近2年的技术攻关，研制了具有自主知识产权的电磁波接力传输随钻测量系统并完成模拟井与现场单元试验，能够克服常规电磁波随钻测量系统遥测深度2500m的技术瓶颈和气体钻井恶劣的工作环境。 系统的整体连接图

8. 定向井技术研发情况 龙002-X4-02气体钻定向井现场试验遥测深度与抗振性取得突破。测量斜深3600.27m，入井28.6h，纯钻10h，仪器工作正常。 造斜点2750m 现场试验井段： 3569.12~ 3600.27m; 3627.91~ 3659.35m 龙002-X4-02井基本情况 现场系统入井

9. 定向井技术研发情况 电磁波接力传输随钻测量系统已获得7项专利授权。

10. 定向井技术进展与应用情况 • 复杂高陡构造水平井钻井技术 • 碎屑岩、碳酸盐岩地质导向技术 • 气体钻水平井综合配套技术 • 盐下水平井钻井技术 • 页岩气水平井技术 • 定向井优快钻井技术

11. 复杂高陡构造水平井钻井技术 钻井技术难点：川东地区多为碳酸盐岩裂缝性气藏，且大部分为高陡构造，纵向上多产层、多压力系统，横向上储层分布不均，给水平井钻井带来极大难度。 温西地区构造断块分布图 高陡复杂构造出露地层 近年来直井纠斜统计数据

12. 复杂高陡构造水平井钻井技术 形成的技术系列： • 低可钻性条件下低成本水平井井眼轨迹控制技术 • 高陡构造直井段防斜打直技术 • 漏层、易垮塌层段井眼轨迹控制技术 • 复杂层段随钻测量技术 • 高陡构造水平井储层着路及跟踪技术 天东012-H1井垂直投影图

13. 复杂高陡构造水平井钻井技术 应用效果： 2009-2010年期间，在川东地区完成水平井16口，新增测试产量605.48万方，平均单井日产气37.81万方，是邻近直井产量的10倍；平均机械钻速从2008年的1.77m/小时提高到2010年的2.1m/小时，提高了18.64%。 下川东水平井部署数量对比 下川东平均机械钻速对比

14. 司 显 复杂地层多压力系统深井超深井水平井钻井技术 超深、高温、小井眼定向钻井技术获得突破 • 超深高温大斜度井钻井技术在龙岗63井取得突破 龙岗63井从井深6280.8m开始7″套管开窗侧钻，在长达1122.2m的51/2″井段作业中使用耐温175℃的高温MWD，连续工作958h无故障。作业中最高井温163.7℃、最大井斜角57.3°。创下了川渝地区定向井完钻井深最深、作业井温最高、套管开窗点最深3项纪录。 接口箱 • 龙岗68井超深、高温、小井眼侧钻取得成功 龙岗68井创造了国内超深（侧钻点井深达7006m）、高温（井温152°C）、非标小井眼（139.7mm井眼）裸眼定向侧钻三项新纪录。 高温MWD仪器

15. 碎屑岩、碳酸盐岩地质导向技术 • 川渝地区碎屑岩、碳酸盐岩裂缝控制型气藏具有以下特点： • 碳酸盐岩储层埋藏深 • 川中须家河有效储层分布不均，产层受裂缝控制 • 储层横向变异大 合川气田合川1井区块须二储层剖面图

16. 碎屑岩、碳酸盐岩地质导向技术 针对储层的地质特点，经过攻关研究，形成了地质工程一体化的导向钻井技术。 • 精细气藏描述 • 储层地质建模技术 • 四地质参数随钻测井技术 • 综合地质导向技术 钻前地质建模技术（基于随钻测录井与地震资料） 气藏三维精细建模 四地质参数随钻测井及钻后地质模型修正 磨030-H24井综合地质导向

17. 碎屑岩、碳酸盐岩地质导向技术 自2008年以来，川渝地区共应用LWD地质导向技术41井次，占完成水平井总井数的65.9%，有效保证了储层钻遇率，为川渝地区横向变异储层、裂缝控制型储层（碎屑岩、碳酸盐岩特殊岩性储层）水平井开发发挥了重要作用。 储层钻遇率对比

18. 碎屑岩、碳酸盐岩地质导向技术 目前磨溪雷一1及川东石炭系储层已形成较为完善的储层追踪地质导向技术，保证了较高的储层钻遇率与测试产量。2009年以来磨溪构造完成测试井数19口，累计获气测试产量315万方/天，川东石炭系完成测试井数16口，累计获测试产量605万方/天，为西南油气田上产发挥了重要作用。 2009～2010年磨溪、川东完成地质导向井指标统计

19. 气体钻水平井综合配套技术 • 气体钻水平井关键装备电磁波接力传输随钻测量系统研制成功 • 以钻具减阻器、导向式空气锤为主的配套工具日渐成熟 （1）成功研制了适合12¼in井眼的导向式空气锤，并进行了现场试验。 （2）成功研制了适合8½”、6”井眼的钻具减阻器。 突破了通讯核心技术，成功研制出电磁波随钻接力传输测量系统样机，现场试验成功，测量深度达3900m（垂深3825m）。 导向式空气锤 电磁波接力传输随钻测量系统龙岗170井现场试验 钻具减阻器

20. 塔21井组常规钻井 塔26井组氮气钻水平井 气体钻水平井综合配套技术 • 大塔场构造低效气田规模应用气体钻水平井17口，在未进行任何增产措施的情况下，平均单井产量由1.26万方/天提高到2.14万方/天；其中塔新6H-2-C1井产气量11.05万方/天，是常规钻井平均获气量的8.8倍。 产量大幅度提高

21. 盐下水平井钻井技术 针对阿姆河右岸气田的强应力垮塌、多压力系统及巨厚易缩径盐膏层等复杂地质条件，通过攻关及现场试验，形成了一套盐下水平井安全钻井技术。 Sam-35-1H井眼轨迹示意图 • 盐下水平井井身结构优化 • 高密度饱和盐水钻井液体系 • 长段盐膏层定向滑动钻井技术 • 水平井安全钻井技术 A区井身结构由“四开四完”优化为“三开三完”

22. 盐下水平井钻井技术 钻成土库曼斯坦国第一口水平井Sam35-1H井，填补了该地区水平井空白 ① 土库曼斯坦国第一口水平井：Sam35-1H； ② 水平段最长纪录：503.54m（Sam-3-1H）； ③ 完钻水平井井深最深纪录：3475m（Sam-3-1H）； ④ 岩膏层钻进最厚纪录：700m； ⑤ 水平井周期最短纪录：110.6天（Sam35-1H）。 土库曼斯坦钻井成功率对比图 阿姆河右岸气田 盐下水平井产量对比图

23. 页岩气水平井钻井技术 集成应用PDC钻头优选、油基钻井液、高效井下马达、低成本地质导向工具、优化轨迹设计与控制等技术，成功钻成国内页岩气第一口长水平段水平井——威201-H1井，初步形成页岩气水平井钻井工艺技术。 • 平均机械钻速10.88m/小时； • 钻井周期36天； 威201-H1井水平段地质地质导向综合对比图 • 首次在四川油气田采用非旋转导向钻进方式对大延伸水平井井眼轨迹进行有效控制，水平段长1079.28m； • 建立了“地质建模+工程导向+测井解释+综合录井”的一体化导向技术模式，储层钻遇率100%。

24. HCD506ZX出井后 HCD506ZX入井前 页岩气水平井钻井技术 • 首次在威远地区探索使用PDC钻头，实现了“一只钻头钻完Ф215.9mm直井段”，机械钻速达15.74m/h，成功穿越龙潭底部和茅口段黄铁矿和燧石地层，打破了PDC钻头在该区域的使用禁区。 • PDC钻头实现造斜、水平段一趟钻钻进，进尺超过１６００ｍ，平均机械钻速达9.26m/h。

25. 页岩气水平井钻井技术 壳牌反承包技术服务获得甲方高度认可 公司在壳牌四川项目上投入了大量精力，截止2011年9月，壳牌四川项目已完钻井4口，正在实施井4口，其中页岩气井4口，致密气井4口，在工具质量和服务质量均得到壳牌高度认可。 • 所有工具完全按照API 7-1和API 7-2标准设计和制造； • 所有入井工具严格按照DS-1标准检验，保证井下安全。 所有工具按DS-1标准检测 壳牌HSSE优秀奖励

26. 苏5-1H井大斜度垂直向上开窗 龙岗68井超深井裸眼侧钻 长深平2井双层套管开窗 套管开窗侧钻水平井技术 完备的套管开窗工具系列，具备244.5毫米～127毫米套管锻铣和水平段全方位开窗侧钻作业能力，成功实施了200余口套管开窗和段铣侧钻作业，技术水平达到国内领先。 龙岗68井在效侧钻井段不足22m的条件下实施小井眼裸眼定向侧钻获一次性成功，创造侧钻点井深7006m、井温152摄氏度、139.7毫米裸眼定向侧钻三项国内新纪录。 苏5-1H井在开窗点井深3677.06m，井斜角81.02度的条件下实施大斜度单层套管垂直向上开窗获得成功，仅用19个小时、一只铣锥完成了套管磨铣开窗作业(磨铣井段3673.40m～3676.80m)。 长深平2井克服仅用一只铣锥、29小时成功实现高强度双层套管开窗侧钻。凭借扎实的技术功底和“敢为天下先”的开拓精神，在与国际知名公司同台竞技的过程中表现卓越。

27. 定向井优快钻井技术 在管理上实施“三靠前、三第一”的提速管理模式，通过有针对性的进行技术攻关，提出了“四优一欠二精”的提速模式，实现了整体提速目标，为创建川渝地区5只两万m钻井队做出突出贡献。 2011年已完成须家河定向井42口，平均机械钻速3.75m /h，较09年提速前提高7%，平均钻井周期37.57天，较提速前缩短33%。 2010合川定向井30、35天完钻定向井比例 合川区块2010与2009完成定向井指标对比

28. 定向井优快钻井技术 安岳区块“一趟钻”提速试验获得成功，在岳101-X64井实现了“一只钻头钻穿须家河地层”与“一层套管一趟钻”的“一趟钻”提速试验目标，减少起下钻趟数2趟-4趟，减少钻头使用数量2只～4只，机械钻速较之前提高20.6%，创造了安岳地区最短钻井周期32.25天，最快平均机械钻速5.92m/h两项记录。

29. 定向井优快钻井技术 下川东、丹凤场区块提速工程的全面启动 • 丹浅001-6-X3井钻井周期28.95天，平均机械钻速4.62m/小时，是该构造第一口突破30天的大斜度双靶区定向井；丹浅001-9-X2井创造了丹凤场构造定向井钻井周期21天最短纪录，以及全井平均机械钻速5.78m/小时最快纪录。 • 下川东区块2009-2010共实施27口定向井，斜井段控制总进尺达39783.99m，平均机械钻速为1.24m/小时。 2010年下川东石炭系、志留系完成井指标统计 2010年下川东长兴、龙潭完成井指标统计

30. 定向井优快钻井技术 通过不断探索，采取提前介入直井段轨迹控制、合理选择造斜点、优化剖面设计、分层位细化定向钻进方式、规范施工细节等技术手段，克服了下川东定向井纵向上压力系统复杂、井壁稳定性差、井漏问题突出、储层深度变化大的复杂地质情况，形成了一套下川东二叠系科学钻井模式。 2011年已完成下川东定向井15口，平均机械钻速由2010年的2.17m/h提高到2.41m/h，提高11.1%，平均钻井周期由2010年的253.4天缩短到233.9天 ，缩短8%。 2011年与2010年下川东定向井、水平井各项指标对比

31. 定向井优快钻井技术 2011年定向井公司积极在九龙山区块开展空气钻定向井、涡轮+孕镶钻头提速等新技术，九龙山整体提速效果显著，2011年已完成九龙山定向井9口，平均机械钻速由2010年的2.39m/h提高到4.07m/h，平均钻井周期由2010年的156.5天缩短到70.74天 。 九龙山2010、2011平均机械钻速对比 九龙山2010、2011平均钻井周期对比

32. 定向井优快钻井技术 “莲花山”、“张家坪”构造地层极为复杂，断层发育、横向上深度变化规律性差、差异大、侏罗系和须家河地层井壁失稳现象严重，通过优化轨迹，简化钻具组合，优选钻井参数，采用低速螺杆配合PDC钻头，大幅提高了钻井速度和钻井安全性。 2011年完成的张家001-X3井平均机械钻速由2010年的1.4m/h提高到了2.14m/h，完钻周期由2010年的285天降低到189天。莲花000-X8井定向期间事故复杂时间共计144h，较已钻井平均复杂时间565h减少400h以上，全井平均机械钻速2.1m/h，较莲花山构造定向井平均机械钻速提高25%。 张家坪构造平均机械钻速对比 莲花山构造事故复杂时间对比

33. 下一步的技术攻关方向 （1）充分依托股份公司项目，重点开展井身结构优化、简易地质导向工具、合成基钻井液、油基钻井液和高效PDC钻头优选研究与攻关，实现降低钻井综合成本，提高水平井钻井效率，保障页岩气水平井安全快速完成。 （2）优选孕镶式PDC钻头配合高速涡轮钻具，采用“高研磨性、高寿命钻头+井下动力钻具”技术，进一步提高九龙山水平井的机械钻速。

34. 下一步的技术攻关方向 （3）加强川东石炭系储层地质导向研究与推广应用力度，进一步提高储层钻遇率并降低事故复杂风险。 （4）立足川渝、放眼国际，狠抓基础工作和基本功提升，从工艺技术到装备保障能力方面做好准备，为实现川庆钻采院的“十二五”发展目标做出自己的贡献。

35. CNPC 尽管川庆定向井在近年来取得了一些进步和突破，但是离我们的老大哥们还有较大的差距，我们希望能和同行们共同努力、共同进步，努力赶超国际先进水平，为我国的定向井钻井技术发展做出自己的贡献。 谢谢！ 川庆钻探公司钻采工程技术研究院 定向井技术服务公司