解析旋轉導向鉆井技術的有效應用

楊波

摘 要：文章主要對旋轉導向鉆井技術的應用進行分析，首先闡述旋轉導向鉆井技術工作原理，其次對該技術在水平井中的實際應用進行分析，同時指出常規導向鉆井風險分析及對策，希望分析后能夠給相關工作人員提供一些參考。

關鍵詞：旋轉導向;鉆井技術;應用

引 言

在當今的鉆井工程施工當中，施工效率無疑是施工單位技術實力的體現，而想要提高施工效率，最有效的方式就是施工單位提高自己的施工技術水平，其中，旋轉導向鉆井技術就是能夠很好提高鉆井施工效率的技術之一，有效掌握了旋轉導向鉆井技術，也就意味著施工單位的施工效率的提高。

1旋轉導向鉆井技術工作原理

1.1旋轉導向鉆井技術工作原理

旋轉導向鉆井技術的設計原理在于，在鉆井施工進行時，其中心軸可以通過旋轉而改變其指向方向。它的控制通過外部人員操作來達到，而具體參與施工的即旋轉導向鉆井的核心組件。具體操作方式是，工作人員通過計算機控制系統對旋轉導向鉆井的核心組件發出指令，其后旋轉導向鉆井的核心組件就依據計算機控制系統發出的指令完成相應的工作任務。在實際的鉆井施工當中，從外部人員通過計算機控制系統發出工作指令到旋轉導向鉆井的工作部件完成工作任務，所需要花費的時間通常不會超過三分鐘。需要注意的是，計算機控制系統的指令需要人工完成，施工人員需要控制好中心軸的旋轉角度。

1.2 旋轉導向鉆井系統組成

整個旋轉導向鉆井并不是一個單一的個體，而是多個部分共同組合而成的鉆井整體系統，組成旋轉導向鉆井系統的包括旋轉導向鉆井的工作組件，由施工人員進行控制的外部控制系統，以及旋轉導向鉆井的工作檢測系統三個不同的系統。旋轉導向鉆井系統的工作組件包含方向指導裝置，地下與地面通訊裝置，和旋轉導向鉆井系統的動力裝置，這些子系統共同完成旋轉導向鉆井系統在地下的鉆井工作。而由施工人員進行控制的外部控制系統則承擔了旋轉導向鉆井系統的大腦的工作，負責指揮旋轉導向鉆井的工作組件完成預定的鉆井施工任務。

2旋轉導向鉆井技術應用

某工程，在鉆井過程中，首先選擇常規定向鉆具組合鉆延伸到井下2900米，井斜井斜89.5度，在下管的過程中，當尾管清洗完成后，下防新型旋轉導向鉆具，該設備是貝克休斯公司研制的設備，在實踐過程中，主要是將閉環導向技術和功率螺桿鉆具配合在一起，操作時轉速能夠到達400轉/分，而常規的旋轉導向系統的轉速大約到200-250轉/分，可見，該技術的應用提高的旋轉導向的鉆井能力。在操作過程中，主要采用旋轉導向井系統將Φ155.5m m 主井眼水平段延伸到4329.27m，隨后對井眼進行清洗起鉆，完成井下工作。

操作完成后，將第一個Φ139.7m m 機械可取式斜向器座下入，下入的深度控制在2667.68 m，隨后進行套管開窗側鉆環節，該環節完成后，進入第二個平井眼的下防，下防完成后進行噴射施工、起鉆、清眼，完成第二個井眼工序，此時項目工序基本完成，在完成第二井眼后，在相同的井眼系統中進行水平分支井眼確定，隨后進入封隔器完井作業。

3常規導向鉆井風險分析及對策

3.1導向風險與主要難點

（1）根據實際探測情況可以知道，研究區為斷背斜結構，對氣層的發育有一定的影響，因此有可能有更嚴重的斷層現象，最終可能導致部署的目的層斷掉;由于部署的目的層處于各種斷層中，部分不同的斷層會發育，導致測量結果出現偏差，斷層整體的水平段長，想要再次進行規劃則不容易，而且調整的難度變大。實際中鄰近的井相距會比較遠，地層中的斷層會更加復雜，會給施工帶來更大的難度和風險。

（2）常規定向鉆技術施工周期更加長，施工效率低。其跟旋轉導向鉆井技術相比，后期施工中容易出現嚴重的脫壓情況，無法強力傳達鉆壓，使得鉆井工程減緩速度，對鉆井正常工作產生了延誤的結果。

（3）對清洗井眼有一定困難。井眼中容易形成堆積巖石屑，清洗中由于水平段過長，使得清洗效果大大降低，如果不能有效清洗井眼，就會對施工造成壞的影響，井下安全也難以保障。如果鉆時不能將巖石屑有效帶出，井眼會逐漸變小，出現卡鉆的不好現象，因此對于清洗井眼一定要認真仔細。

3.2主要對策

由于在地質不穩定區域開展鉆井施工工作有很大的風險性，結合之前我們談到過的旋轉導向鉆井技術的發展展望：簡化操作，使得旋轉導向鉆井的操作門檻進一步降低，第二就是提高旋轉導向鉆井的工作組件的使用壽命，使其具有更高的效費比，第三就是進一步提高旋轉導向鉆井系統的鉆井施工效率，朝著更高的目標前進。第四就是加強旋轉導向鉆井系統外部控制部分的指令效率，使旋轉導向鉆井的工作組件能夠更加精確和精準的完成已有的鉆井施工任務。可以得知，想要對上述情況提出完美的解決方案和對策，就不得不針對不穩定的地質類型做出相應的改變，例如要實時監控地質變化的各種數據，及時依據監測得到的數據做出相對應的解決方案和預防措施。

4新型指向式旋轉導向鉆井工具的發展方向

旋轉導向鉆井系統是一項尖端自動化鉆井新技術，代表了當今世界鉆井技術發展的最高水平。這項技術已經成為復雜超深定向井和大位移水平井使用的必備技術，目前僅貝克休斯和斯倫貝謝等國外鉆井服務公司擁有此項技術。與國內目前滑動鉆井的定向鉆井相比較，旋轉導向鉆井指哪打哪的定向功能更加強大，具有邊滑動邊旋轉的特點，對井眼軌跡的控制能力更加精確，形成的井眼較常規井下馬達導向鉆具組合鉆出的井眼更加光滑，能夠有效減少摩阻扭矩和井下復雜情況的發生，提高鉆井能力。根據現有情況來看，在現階段形式下的旋轉導向鉆井系統的發展方向即是簡化操作，使得旋轉導向鉆井的操作門檻進一步降低，第二就是提高旋轉導向鉆井的工作組件的使用壽命，使其具有更高的效費比，第三就是進一步提高旋轉導向鉆井系統的鉆井施工效率，朝著更高的目標前進。第四就是加強旋轉導向鉆井系統外部控制部分的指令效率，使旋轉導向鉆井的工作組件能夠更加精確和精準的完成已有的鉆井施工任務。

5結論

隨著旋轉導向鉆井技術的不斷發展完善，解決了傳統技術的制約和限制等問題，如傳統鉆井技術難以控制，對于作業中出現的實際疑難問題難以解決。根據長久的分析數據可以看出，旋轉導向鉆井技術可以使施工的周期變得更短，也能應付井出現的實際疑難問題，應變能力更強。旋轉導向鉆井技術對施工人員有一定的技術水平要求，因此要培養從業人員的知識素養和實際運用能力，培養出更優秀的從業人員。但是旋轉導向鉆井技術也有一個較大的缺點，其施工的成本較以往更多，大范圍進行推廣方面仍有不小的難題。希望在以后技術不斷發展中，相關技術人員能研究出成本更小，技術更加先進，施工更方便的導向鉆井技術，推進整個施工行業的大發展。

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