[发明专利]定向钻井系统及钻井方法

说明书

本发明公开了一种定向钻井系统及钻井方法，该定向钻井系统包括：地面控制系统、钻柱、离合器及包括参数测量装置的井下定向工具；钻柱通过所述离合器连接所述井下定向工具，参数测量装置和离合器分别与所述地面控制系统通信连接。地面控制系统通过参数测量装置实时获取井下工程参数，根据井下工程参数确定需要滑动定向钻进时控制离合器分离，钻柱通过离合器向井下定向工具传递钻压实施滑动定向钻进，调整井下定向工具钻井轨迹，此时钻柱不停转动而井下定向工具因与井壁的摩擦而无相对的运动，该模式减小了钻柱与井壁的摩阻，抑制托压现象的发生，可最大限度的提高钻井效率，同时还可以降低钻井成本。

技术领域

本发明涉及油气田勘探技术领域，尤其涉及钻井系统及钻井方法。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

随着石油工业的不断发展和油气勘探开发难度的不断增大，石油勘探开发工业已逐渐转向开发油层更薄、物性更差、非均质性强等难度大的油气藏，大位移定向井、超薄油层水平井、多分支定向井等复杂结构井应用逐年增多。在这些特殊工艺井的施工过程中，需要及时掌握钻头所钻穿的岩层性质，快速准确找到储集层，从而指导施工人员控制钻头始终穿行在储层中，以便最大限度地提高储层暴露面积。

定向井是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一，目前已成为陆地和海上油田开发的主要手段。定向井是一种使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法，即采用定向钻井系统(主要包括：井下定向工具、测量仪器、短节等)和工艺技术有效控制井眼轨迹，使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标。采用定向井技术可以使地面和地下条件受到限制的油气资源得到经济、有效的开发，提高油气产量和降低钻井成本，有利于保护自然环境，具有显著的经济效益和社会效益。

在井下钻井过程中控制定向井井眼轨迹的定向操作中，现有的定向钻井系统容易受到岩屑堆积的影响，上部钻柱与井壁之间的摩阻较大，严重影响了钻井效率。另一方面，现有的定向钻井系统的结构十分复杂，钻井成本较高。

因此，现有的定向钻井系统存在钻井成本高和钻井效率低的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种定向钻井系统，用以降低钻井成本、提高钻井效率，该定向钻井系统包括：

地面控制系统、钻柱、离合器及包括参数测量装置的井下定向工具；

钻柱通过所述离合器连接所述井下定向工具，参数测量装置和离合器分别与所述地面控制系统通信连接；

所述地面控制系统通过所述参数测量装置实时获取井下工程参数，根据所述井下工程参数确定需要滑动定向钻进时控制离合器分离，钻柱通过离合器向井下定向工具传递钻压实施滑动定向钻进，调整井下定向工具钻井轨迹。

本发明实施例还提供一种钻井方法，用以降低钻井成本、提高钻井效率，该方法包括：

参数测量装置实时获取井下工程参数，并发送至所述地面控制系统；

所述地面控制系统根据所述井下工程参数确定需要滑动定向钻进时控制离合器分离；

钻柱通过离合器向井下定向工具传递钻压实施滑动定向钻进，调整井下定向工具钻井轨迹。

本发明实施例中，定向钻井系统包括地面控制系统、钻柱、离合器及包括参数测量装置的井下定向工具；钻柱通过所述离合器连接所述井下定向工具，参数测量装置和离合器分别与所述地面控制系统通信连接。本发明实施例，地面控制系统通过参数测量装置实时获取井下工程参数，根据井下工程参数确定需要滑动定向钻进时控制离合器分离，钻柱通过离合器向井下定向工具传递钻压实施滑动定向钻进，调整井下定向工具钻井轨迹，此时钻柱不停的转动而井下定向工具因与井壁的摩擦而无相对的运动，该模式减小了钻柱与井壁的摩阻，抑制托压现象的发生，可最大限度的提高钻井效率，同时还可以降低钻井成本。