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中国石油勘探开发研究院装备所:柔性钻具 挖潜利器
  新闻来源:石油商报 2020-08-03 14:09  

  在低油价新常态下,中国石油勘探开发研究院装备所在国内首次成功实现柔性钻具超短半径侧钻水平井,为老油田低成本挖潜新添利器,助力公司提质增效和高质量发展。

  伴随国内油气资源品位劣质化趋势加剧,新增探明储量中,低渗、特低渗透储量占比达到90%以上。目前,中国石油集团已开发低渗油田产量递减加快,含水率已高达84.3%,但采出程度仅为15.6%,仍存在巨量未动用储量。老井侧钻是剩余油气资源挖潜的有效手段,但伴随着油田的开发,剩余油分布已趋于小尺度化、离散化、隐蔽化,常规侧钻井技术在适用范畴和经济效益等方面存在掣肘,亟需发展低成本的超短半径侧钻水平井技术,实现对井周剩余油的经济有效挖潜。因此,装备所依托国专项目和中国石油集团重大专项,开展柔性钻具攻关研究。

  柔性钻具是实现超短半径侧钻水平井的方式之一,它由数百节万向节连接组成,单节钻具长0.15米,每节可弯曲4度。万向节性能的好坏直接关系到该项技术的成败,常规柔性钻具采用虎克十字万向节存在传动过程中不等速、造斜成功率低、承扭能力差、无法重复利用等问题,因此一直未能实现油田应用。

  装备所课题组通过深入剖析常规柔性钻具的“致命伤”,创新设计了球齿等角加速度柔性传动结构,从原理和机械结构上解决了原有虎克十字万向节钻杆存在的弯曲传动不等速的致命缺陷,避免了钻具末端周期性剧烈振动产生的疲劳破坏,与常规柔性钻具相比最大承扭和抗拉力分别提高8倍和3倍。

  为了进一步提高柔性钻具的可靠性和经济性,课题组对柔性钻具结构和侧钻工艺不断优化完善,研发的新型等角加速度柔性钻杆,不仅将最大承扭力由10千牛米提升至15千牛米,还将单节钻杆零部件数量由9件减少为4件,钻具重复利用率提高了75%,加工成本降低了55%。同时,配套了随钻测斜工具、开窗一体化斜向器,简化了开窗、测井等作业工序,将起下钻次数由6次减少为3次。相比常规侧钻技术,钻井周期缩短40%,综合作业成本降低50%。

  通过持续推动理论技术创新,课题组借助“方法钥匙”为重点技术攻关、关键工具装备研发注入创新活力,为油田稳产增产提供技术支撑。柔性钻具在国内首次实现曲率半径2米的超短半径水平井侧钻,五寸半套管内侧钻118毫米井眼,水平段长80米,在油田现场试验4口井,平均单井日增油2吨,累计增油1500吨,成为老油田挖潜新利器。

 
  【作者: 闫建文 韩伟业】 关闭窗口
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