【摘要】安顺1井上部地层易斜、研磨性强，钻井过程中井斜控制难度大。三开井段井斜呈上升趋势，为此，应用了胜利钻井院研制的具有自主知识产权的捷联式自动垂直钻井系统SLBF-VDS，井斜角控制在0.5°以内，有效释放了钻压，达到了防斜打直的目的。分析了安顺1井所钻地层的地质特征及钻井技术难点，介绍了捷联式自动垂直钻井系统（SLBF-VDS）工作原理，阐述了SLBF-VDS在安顺1 井的应用情况，最后分析了应用效果。
　　
【关键词】垂直钻井 钻具组合 防斜 纠斜 安顺1井
　　
1 地质特征与钻井技术难点
　　
安顺1井是中石化勘探南方分公司在贵州省普定县部署的一口风险探井，位于黔南坳陷安顺凹陷普定复向斜带安顺岩性圈闭，设计井型为直井，设计井深5600m，该井上部地层易斜，易漏，蹩跳钻，三开井段三叠系地层灰岩和白云岩，地层硬度大、研磨性强，地层可钻性差，跳钻严重，易断钻具。
　　
安顺1井在钻井过程中的施工重点之一是控制井斜，三开井深2436米处井斜上升到4.69°，为此，安顺1井应用了捷联式自动垂直钻井系统（SLBF-VDS）。经过SLBF-VDS两趟钻纠斜，井斜下降到0.24°，完全实现纠斜目的，且使用SLBF-VDS井段井身眼质量明显改善，应用效果良好。
　　
2 SLBF-VDS简介
　　
捷联式自动垂直钻井系统（S L B FVDS）是中石化胜利钻井院自主研发的自动垂直钻井系统，其主要特点是能够在旋转钻进过程中，通过随钻动态测量、井下闭环控制完成直井钻进過程中井眼轨迹的连续控制，实现自动垂直钻井功能。该系统能将垂直井眼轨迹控制在1°精度范围内，在正常钻进及纠斜钻进过程中始终处于全旋转状态，井下安全性高。
　　
SLBF-VDS主要由基于旋转基座的测控短节、井下发电机、无刷力矩电机和执行机构等组成。井下发电机利用钻井液驱动叶轮发电，为测控短节和伺服短节提供所需电能。测控短节实时检测及接收和处理各种传感器信号，并发出相应的控制指令。在测控短节的控制下，力矩电机不断地调整伺服短节驱动轴的旋转空间方位，从而改变执行机构中盘阀系统上盘阀和下盘阀的相对位置，实现对过流钻井液的有效分配，利用钻头水压差驱动活塞推动翼肋推靠井壁，产生具有一定大小和方向的侧向推靠力，以实现有效的防斜、纠斜功能。
　　
3 现场应用及效果分析
　　
3.1 SLBF-VDS在安顺1井的应用
　　
为有效地控制井斜，实现防斜打直的目的，安顺1井在三开井段应用了SLBFVDS 自动垂直钻井技术，此次应用SLBFVDS共下两趟钻，工作井段分别为2436m～2518.37m和2518.37m～2610.79m。
　　
3.1.1 钻井参数
　　
钻压：160～240kN；排量：45～50L/ s；泵压：16～20MPa；钻井液密度：1.19～
　　
1.20 g/cm3；钻头压降：4.5～5.2MPa；转盘
　　
转速：42～50r/min；
　　
3.1.2 钻具组合
　　
钻具组合：Φ311.2mmHJT537GK钻头（未装水眼）×0 . 3 0 m +Φ300mmSLBF-VDS×7.25m+731×730回压凡尔×0.49m+Φ229mm短钻铤（含机械测斜仪器）×2.60m+Φ229mm钻铤1根×8.61m+Φ308mm扶正器×1.06m+731×630转换接头×0 . 4 8 m +Φ2 0 3 m m无磁钻铤1根×8 . 6 1 m +Φ2 0 3 m m钻铤8根×71.51m+631屈性长轴×3.06m+Φ203mm随钻震击器×7 . 2 6 m + 6 3 0×4 1 0转换接头×0 . 4 5 m +Φ1 7 8 m m钻铤6根×5 4 . 3 1 m + 4 1 1×4 1 0旁通阀×0.49m+Φ127mm钻杆+411×520保护接头×0.48m+下旋塞×0.40+方转杆×11.35m。
　　
3.1.3 SLBF-VDS应用情况
　　
（1）第一趟钻：段 长：2 4 3 6～2518.37m；进尺：82.37m；纯钻时间81h，循环时间：102.34h；钻时：45～78min/m；平均机械钻速1.02m/h。井斜从2436米处4.69°下降到井深2518.31米处2.22°。
　　
（2）第二趟钻：段长：2518.37～2610.79m；进尺：92.42m；纯钻时间91h，循环时间：110.74h；钻时：44～78min/m；平均机械钻速1.02m/h。井斜从井深2518.31米处井2.22°下降到2595.59米处的0.24°。
　　
3.2 应用效果分析
　　
安顺1井使用自动垂直钻井工具SLBF- VDS工具后内存数据回放处理后的图表见图1所示。
　　
从图1可以看出SLBF-VDS后，井斜一直处于下降状态，将井斜控制在了0.5°以内（最小井斜0.24°），工具纠斜率高，效果良好，完全实现纠斜目的。SLBF-VDS工作过程中稳定平台测控短接运行良好。
　　
4 认识及建议
　　
（1）SLBF-VDS在安顺1井成功应用进一步验证了SLBF-VDS系统结构安全可靠、防斜纠斜能力强的特点，可适用各种易斜地层，在防斜纠斜的同时，能够有效的释放钻压，大幅提高井眼质量，降低施工风险。
　　
（2）SLBF-VDS在安顺1井成功应用，表明这一具自主知识产权的垂直钻井技术已经达到推广应用水平，打破了国外技术垄断，降低了钻井成本；此次应用成功为该技术的推广应用提供了宝贵经验。
　　
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