解析旋转导向钻井技术的有效应用

杨波

摘 要：文章主要对旋转导向钻井技术的应用进行分析，首先阐述旋转导向钻井技术工作原理，其次对该技术在水平井中的实际应用进行分析，同时指出常规导向钻井风险分析及对策，希望分析后能够给相关工作人员提供一些参考。

关键词：旋转导向;钻井技术;应用

引 言

在当今的钻井工程施工当中，施工效率无疑是施工单位技术实力的体现，而想要提高施工效率，最有效的方式就是施工单位提高自己的施工技术水平，其中，旋转导向鉆井技术就是能够很好提高钻井施工效率的技术之一，有效掌握了旋转导向钻井技术，也就意味着施工单位的施工效率的提高。

1旋转导向钻井技术工作原理

1.1旋转导向钻井技术工作原理

旋转导向钻井技术的设计原理在于，在钻井施工进行时，其中心轴可以通过旋转而改变其指向方向。它的控制通过外部人员操作来达到，而具体参与施工的即旋转导向钻井的核心组件。具体操作方式是，工作人员通过计算机控制系统对旋转导向钻井的核心组件发出指令，其后旋转导向钻井的核心组件就依据计算机控制系统发出的指令完成相应的工作任务。在实际的钻井施工当中，从外部人员通过计算机控制系统发出工作指令到旋转导向钻井的工作部件完成工作任务，所需要花费的时间通常不会超过三分钟。需要注意的是，计算机控制系统的指令需要人工完成，施工人员需要控制好中心轴的旋转角度。

1.2 旋转导向钻井系统组成

整个旋转导向钻井并不是一个单一的个体，而是多个部分共同组合而成的钻井整体系统，组成旋转导向钻井系统的包括旋转导向钻井的工作组件，由施工人员进行控制的外部控制系统，以及旋转导向钻井的工作检测系统三个不同的系统。旋转导向钻井系统的工作组件包含方向指导装置，地下与地面通讯装置，和旋转导向钻井系统的动力装置，这些子系统共同完成旋转导向钻井系统在地下的钻井工作。而由施工人员进行控制的外部控制系统则承担了旋转导向钻井系统的大脑的工作，负责指挥旋转导向钻井的工作组件完成预定的钻井施工任务。

2旋转导向钻井技术应用

某工程，在钻井过程中，首先选择常规定向钻具组合钻延伸到井下2900米，井斜井斜89.5度，在下管的过程中，当尾管清洗完成后，下防新型旋转导向钻具，该设备是贝克休斯公司研制的设备，在实践过程中，主要是将闭环导向技术和功率螺杆钻具配合在一起，操作时转速能够到达400转/分，而常规的旋转导向系统的转速大约到200-250转/分，可见，该技术的应用提高的旋转导向的钻井能力。在操作过程中，主要采用旋转导向井系统将Φ155.5m m 主井眼水平段延伸到4329.27m，随后对井眼进行清洗起钻，完成井下工作。

操作完成后，将第一个Φ139.7m m 机械可取式斜向器座下入，下入的深度控制在2667.68 m，随后进行套管开窗侧钻环节，该环节完成后，进入第二个平井眼的下防，下防完成后进行喷射施工、起钻、清眼，完成第二个井眼工序，此时项目工序基本完成，在完成第二井眼后，在相同的井眼系统中进行水平分支井眼确定，随后进入封隔器完井作业。

3常规导向钻井风险分析及对策

3.1导向风险与主要难点

（1）根据实际探测情况可以知道，研究区为断背斜结构，对气层的发育有一定的影响，因此有可能有更严重的断层现象，最终可能导致部署的目的层断掉;由于部署的目的层处于各种断层中，部分不同的断层会发育，导致测量结果出现偏差，断层整体的水平段长，想要再次进行规划则不容易，而且调整的难度变大。实际中邻近的井相距会比较远，地层中的断层会更加复杂，会给施工带来更大的难度和风险。

（2）常规定向钻技术施工周期更加长，施工效率低。其跟旋转导向钻井技术相比，后期施工中容易出现严重的脱压情况，无法强力传达钻压，使得钻井工程减缓速度，对钻井正常工作产生了延误的结果。

（3）对清洗井眼有一定困难。井眼中容易形成堆积岩石屑，清洗中由于水平段过长，使得清洗效果大大降低，如果不能有效清洗井眼，就会对施工造成坏的影响，井下安全也难以保障。如果钻时不能将岩石屑有效带出，井眼会逐渐变小，出现卡钻的不好现象，因此对于清洗井眼一定要认真仔细。

3.2主要对策

由于在地质不稳定区域开展钻井施工工作有很大的风险性，结合之前我们谈到过的旋转导向钻井技术的发展展望：简化操作，使得旋转导向钻井的操作门槛进一步降低，第二就是提高旋转导向钻井的工作组件的使用寿命，使其具有更高的效费比，第三就是进一步提高旋转导向钻井系统的钻井施工效率，朝着更高的目标前进。第四就是加强旋转导向钻井系统外部控制部分的指令效率，使旋转导向钻井的工作组件能够更加精确和精准的完成已有的钻井施工任务。可以得知，想要对上述情况提出完美的解决方案和对策，就不得不针对不稳定的地质类型做出相应的改变，例如要实时监控地质变化的各种数据，及时依据监测得到的数据做出相对应的解决方案和预防措施。

4新型指向式旋转导向钻井工具的发展方向

旋转导向钻井系统是一项尖端自动化钻井新技术，代表了当今世界钻井技术发展的最高水平。这项技术已经成为复杂超深定向井和大位移水平井使用的必备技术，目前仅贝克休斯和斯伦贝谢等国外钻井服务公司拥有此项技术。与国内目前滑动钻井的定向钻井相比较，旋转导向钻井指哪打哪的定向功能更加强大，具有边滑动边旋转的特点，对井眼轨迹的控制能力更加精确，形成的井眼较常规井下马达导向钻具组合钻出的井眼更加光滑，能够有效减少摩阻扭矩和井下复杂情况的发生，提高钻井能力。根据现有情况来看，在现阶段形式下的旋转导向钻井系统的发展方向即是简化操作，使得旋转导向钻井的操作门槛进一步降低，第二就是提高旋转导向钻井的工作组件的使用寿命，使其具有更高的效费比，第三就是进一步提高旋转导向钻井系统的钻井施工效率，朝着更高的目标前进。第四就是加强旋转导向钻井系统外部控制部分的指令效率，使旋转导向钻井的工作组件能够更加精确和精准的完成已有的钻井施工任务。

5结论

随着旋转导向钻井技术的不断发展完善，解决了传统技术的制约和限制等问题，如传统钻井技术难以控制，对于作业中出现的实际疑难问题难以解决。根据长久的分析数据可以看出，旋转导向钻井技术可以使施工的周期变得更短，也能应付井出现的实际疑难问题，应变能力更强。旋转导向钻井技术对施工人员有一定的技术水平要求，因此要培养从业人员的知识素养和实际运用能力，培养出更优秀的从业人员。但是旋转导向钻井技术也有一个较大的缺点，其施工的成本较以往更多，大范围进行推广方面仍有不小的难题。希望在以后技术不断发展中，相关技术人员能研究出成本更小，技术更加先进，施工更方便的导向钻井技术，推进整个施工行业的大发展。

参考文献：

[1] 李琪，杜春文，张绍槐.旋转导向钻井轨迹控制理论及应用技术研究[J].石油学报. 2005（04）

[2] 邓元洲.旋转导向钻井技术应用研究及其进展[J].化工管理. 2016（16）

[3] 李天.探析旋转导向钻井技术研究现状与发展趋势[J].石化技术. 2016（06）

[4] 雷静，杨甘生，梁涛，胡驰.国内外旋转导向钻井系统导向原理[J]. 探矿工程（岩土钻掘工程）. 2012（09）

[5] 李汉兴，姜伟，蒋世全，傅鑫生.可控偏心器旋转导向钻井工具偏心位移控制分析[J]. 中国海上油气. 2008（03）