[發明專利]定向鉆井系統及鉆井方法

在審

• 申請號: 201910238014.X
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN111749617A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 胡永建;李顯義;黃衍福;孫成芹;史宏江;王天嬌;韓昊辰;孫琦;張勇;路一平;李子良;陳超
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團工程技術研究院有限公司;北京石油機械有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B44/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;任默聞

本發明公開了一種定向鉆井系統及鉆井方法，該定向鉆井系統包括：地面控制系統、鉆柱、離合器及包括參數測量裝置的井下定向工具；鉆柱通過所述離合器連接所述井下定向工具，參數測量裝置和離合器分別與所述地面控制系統通信連接。地面控制系統通過參數測量裝置實時獲取井下工程參數，根據井下工程參數確定需要滑動定向鉆進時控制離合器分離，鉆柱通過離合器向井下定向工具傳遞鉆壓實施滑動定向鉆進，調整井下定向工具鉆井軌跡，此時鉆柱不停轉動而井下定向工具因與井壁的摩擦而無相對的運動，該模式減小了鉆柱與井壁的摩阻，抑制托壓現象的發生，可最大限度的提高鉆井效率，同時還可以降低鉆井成本。

技術領域

本發明涉及油氣田勘探技術領域，尤其涉及鉆井系統及鉆井方法。

背景技術

本部分旨在為權利要求書中陳述的本發明實施例提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認是現有技術。

隨著石油工業的不斷發展和油氣勘探開發難度的不斷增大，石油勘探開發工業已逐漸轉向開發油層更薄、物性更差、非均質性強等難度大的油氣藏，大位移定向井、超薄油層水平井、多分支定向井等復雜結構井應用逐年增多。在這些特殊工藝井的施工過程中，需要及時掌握鉆頭所鉆穿的巖層性質，快速準確找到儲集層，從而指導施工人員控制鉆頭始終穿行在儲層中，以便最大限度地提高儲層暴露面積。

定向井是當今世界石油勘探開發領域最先進的鉆井技術之一，目前已成為陸地和海上油田開發的主要手段。定向井是一種使井身沿著預先設計的井斜和方位鉆達目的層的鉆井方法，即采用定向鉆井系統(主要包括：井下定向工具、測量儀器、短節等)和工藝技術有效控制井眼軌跡，使鉆頭沿著特定方向鉆達地下預定目標。采用定向井技術可以使地面和地下條件受到限制的油氣資源得到經濟、有效的開發，提高油氣產量和降低鉆井成本，有利于保護自然環境，具有顯著的經濟效益和社會效益。

在井下鉆井過程中控制定向井井眼軌跡的定向操作中，現有的定向鉆井系統容易受到巖屑堆積的影響，上部鉆柱與井壁之間的摩阻較大，嚴重影響了鉆井效率。另一方面，現有的定向鉆井系統的結構十分復雜，鉆井成本較高。

因此，現有的定向鉆井系統存在鉆井成本高和鉆井效率低的問題。

發明內容

本發明實施例提供一種定向鉆井系統，用以降低鉆井成本、提高鉆井效率，該定向鉆井系統包括：

地面控制系統、鉆柱、離合器及包括參數測量裝置的井下定向工具；

鉆柱通過所述離合器連接所述井下定向工具，參數測量裝置和離合器分別與所述地面控制系統通信連接；

所述地面控制系統通過所述參數測量裝置實時獲取井下工程參數，根據所述井下工程參數確定需要滑動定向鉆進時控制離合器分離，鉆柱通過離合器向井下定向工具傳遞鉆壓實施滑動定向鉆進，調整井下定向工具鉆井軌跡。

本發明實施例還提供一種鉆井方法，用以降低鉆井成本、提高鉆井效率，該方法包括：

參數測量裝置實時獲取井下工程參數，并發送至所述地面控制系統；

所述地面控制系統根據所述井下工程參數確定需要滑動定向鉆進時控制離合器分離；

鉆柱通過離合器向井下定向工具傳遞鉆壓實施滑動定向鉆進，調整井下定向工具鉆井軌跡。

本發明實施例中，定向鉆井系統包括地面控制系統、鉆柱、離合器及包括參數測量裝置的井下定向工具；鉆柱通過所述離合器連接所述井下定向工具，參數測量裝置和離合器分別與所述地面控制系統通信連接。本發明實施例，地面控制系統通過參數測量裝置實時獲取井下工程參數，根據井下工程參數確定需要滑動定向鉆進時控制離合器分離，鉆柱通過離合器向井下定向工具傳遞鉆壓實施滑動定向鉆進，調整井下定向工具鉆井軌跡，此時鉆柱不停的轉動而井下定向工具因與井壁的摩擦而無相對的運動，該模式減小了鉆柱與井壁的摩阻，抑制托壓現象的發生，可最大限度的提高鉆井效率，同時還可以降低鉆井成本。