[00128685]钻井节能提速司钻导航仪

1、项目来源与背景 提高机械钻速、缩短钻井周期有很多种方法,从钻头、辅助破岩工具、钻井方式等方面近年来开展了大量的研究,取得了卓有成效的成果,大幅度推动了钻井技术的进步。钻头作为最直接的破岩工具,是影响机械钻速的最关键因素。如何挖掘钻头提速潜力,充分发挥其它辅助破岩工具的提速能力,是最经济有效的提速手段。钻头破岩效率的高低与钻头、地层、钻柱振动等因素密切相关。我们知道,每一种钻头均存在着高效破岩工作区和潜在的破岩能效提升区,钻井过程中,司钻一般无法感知这两个区域,只能凭经验或设计书的参数给钻头加压,因此也就无法根据井下工况和地层变化来实时调整优化钻头工作参数,导致钻头破岩能效无法充分发挥。为此,项目组依托国家重大科技专项、中国石油集团重大科技专项等,开展钻头工作参数实时优化技术研究,历经6 年攻关研究,突破了钻头破岩机理认识和工作参数优化流程算法,创新提出了基于破岩能效量化评价的钻头工作参数优化方法,形成了钻井节能提速司钻导航系统及司钻指示仪。使司钻由过去的凭经验施加参数变成由导航系统提示施加最优参数的工作模式。现场试验和推广应用表明,在基本不增加钻井成本的前提下,机械钻速平均提高27%以上,目前已在玉门油田全部推广应用,得到井队、油田和业界专家的认可和好评。2015 年,先后获美国E＆P 工程创新奖及World Oil 最佳钻井新技术奖,开创国内先河。 2、技术原理与性能指标 司钻导航仪是一项通过电子表盘形式实时提示司钻最优钻压、转速、排量以获得最大机械钻速,延长钻头使用寿命的一项钻井参数实时优化软件系统。通常,司钻在钻井过程中,对井下地层变化、钻头牙齿吃入深度、井下振动等状态无法感知,只能凭经验或设计参数钻进。司钻导航技术利用井场录井数据及井下MWD数据,实时监测和量化评价钻头破岩能效,并通过一系列优化算法,给出钻头达到最佳破岩效能的钻压、转速和排量等参数,司钻只要按照电子表盘箭头所指示的这些参数钻进,就能获得较高破岩效率。 （1）系统与国内常用录井仪（雪狼2.0,德玛,ALS2.2,ALS1.0,ML9000,CMS,WellStar,DLS-China等）,实现数据对接,满足WITS标准协议,预留其它非标准协议接口,实现0误码率 （2）在井场无录井仪时,自配钻井参数仪 （3）实时数据通过光纤（或射频）实时监控钻井动态参数 3、技术的成熟程度,适用范围和安全性 该技术成熟可靠。该技术投入成本低、见效快、安装使用方便等优点,不受井型、井别及井眼环境限制,无需对现有设备进行改造,尤其适用于低油价下的钻井提速。 4、应用情况及存在的问题 2012 年-2016 年,已在玉门油田、西南油气田及塔里木油田开展了40 余井次的现场应用,累计进尺超过20000 米,平均机械钻速同比提高提高27.47%。 2015年4 月,在西南油气田自202 井首次商业化服务。2016 年2 月,在玉门油田全面推广应用,已完成全部钻机配套使用。 5、历年获奖情况 2015年先后获得美国能源界最负盛名的2项科技创新奖项,分别是第43届E＆P工程创新奖和WorldOil最佳钻井新技术奖。同时2017年获得中国国际石油石化技术装备展览会组委会（CIPPE）展品创新金奖。同时,依托该技术申报的发明专利,获得了2017年中国专利优秀奖。