旋转导向技术在焦石坝地区的应用与分析

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1、长江大学学报（自科版）２０１６年６月第１３卷第１７期（石油）·５４·ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｊｕｎ．２０１６，Ｖｏｌ．１３Ｎｏ．１７［引著格式］张文泽，夏宏南，白凯，等．旋转导向技术在焦石坝地区的应用与分析［Ｊ］．长江大学学报（自科版），２０１６，１３（１７）：５４～５７．旋转导向技术在焦石坝地区的应用与分析油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏研究室张文泽，夏宏南，白凯，程铭（长江大学石油工程学院，湖北武汉４３０１００）［摘要］在涪陵焦石坝地区的钻探过程中，使用了多种定向技术，其中就包

2、括旋转导向钻井技术。介绍了旋转导向工具的分类、结构与组成，分析了旋转导向工艺具有高精度井眼轨迹控制能力、水平位移延伸能力强、大幅度减小钻井周期等特点。结合焦石坝地区地质、工程、技术等综合因素，分别选取江汉、中原油田的８口旋转导向技术井为代表，通过与ＭＷＤ技术钻进井对比分析得出，旋转导向技术能在一定程度上提高机械钻速、降低井下事故风险。总结了旋转导向技术因地质、设备、工具等因素在使用过程中存在难点，提出了相关优化措施，对旋转导向技术的发展和应用具有指导作用。［关键词］焦石坝地区；旋转导向；定向钻井；机械钻速；技术难点；优化措施［中图分类号］ＴＥ２４３［文献标

3、志码］Ａ［文章编号］１６７３－１４０９（２０１６）１７－００５４－０４DOI:10.16772/j.cnki.1673-1409.2016.17.011旋转导向系统ＲＳＳ（ｒｏｔａｒｙｓｔｅｅｒａｂｌｅｓｙｓｔｅｍ）彻底改变了传统的滑动导向钻进方式，摒弃了原有定向技术的缺陷，在钻柱旋转的状态下能自动、连续、灵活地调整井斜和方位，提高钻井效率的同时，降低了风险。此外，井眼轨迹的准确度得到了提升，特别是与随钻测井仪器相结合，在大斜度井、多分支［１，２］水平井、大位移水平井以及薄油层水平井等复杂结构井中能精准定向进入油层的最佳位置。旋转导向技术在涪陵非常规油气钻

4、探中的应用还处于探索阶段，限于工程、地质等综合因素的影响，技术优势相对突出，经济效益尚不显著，但进行相关的试验、分析、总结显得尤为重要。目前，旋转导向钻井技术主要被国外的斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克·休斯等几大油田服务公司所垄断。国内在旋转导向相关方［３］面的研究工作也取得了比较大的进展。１旋转导向技术介绍１．１工具分类与组成［４］涪陵焦石坝工区主要以哈里伯顿和斯伦贝谢导向工具应用为主，为全旋转结构模式，ＲＳＳ在钻柱旋转钻进时，随钻实时完成导向功能的一种导向式钻井系统，是近些年来在定向工具领域的后起之秀，以其独特的优势得到了广泛的应用。主要由地面监控系统、双向

5、通讯系统、随钻测量系统和井下导［５］向工具系统４大部分组成。ＲＳＳ钻进和定向时具有高钻速、低成本、用时短、井眼轨迹平滑等特［６］点，被认为是现代导向钻井技术发展的新方向。１．２斯伦贝谢旋转导向钻具组合斯伦贝谢旋转导向钻具组合如图１所示，１２ｉｎＰＤＣ钻头＋ｉｎＸｃｅｅｄ９００旋转导向＋ＦｌｅｘＪｏｉｎｔ（ｒｅａｌｔｉｍｅ）柔性短节＋Ｘ／Ｏ变扣＋Ｃ－Ｌｉｎｋ８２５ＦｕｌｌＬＴＢＢａｔｔｅｒａｙ发送器＋９６２ＥＲＴ６７３５马达＋Ｘ／Ｏ变扣＋Ｃ－ｌｉｎｋ８２５ＦｕｌｌＬＴＢ接送器＋Ｓａｖｅｒｓｕｂ保护接头＋ＭＷＤ测量仪＋Ｓａｖｅｒｓｕｂ保护接头＋５ｉｎ加

6、重钻［收稿日期］２０１５－１２－０１［基金项目］湖北省协同创新中心基金项目（ＨＢＵＯＧ－２０１４－１）。［作者简介］张文泽（１９８９－），男，硕士生，现主要从事钻井工艺技术方面的学习与研究工作；通信作者：夏宏南，２５１６０３８９３＠ｑｑ．ｃｏｍ。第１３卷第１７期张文泽等：旋转导向技术在焦石坝地区的应用与分析·５５·杆若干柱＋５ｉｎ钻杆至井口。其中旋转导向钻具与史密斯ＰＤＣ钻头配套使用，效果最好，钻头型号为ＭＤＳＩ５１６－ＬＨＰＸ。图１斯伦贝谢旋转导向钻具组合１．３技术优势所使用的Ｘｃｅｅｄ９００旋转导向系统适用于研磨性地层，可使用偏心钻头，能够进行裸眼侧钻

7、以及扩径井段，耐温最高达到了１５０℃。此外，能够实现实时数据传输，实时近钻头精准测量井斜与方位，自动稳斜、稳方位，实测钻头转速，导向能力强。能够使用一套钻具组合完成定向造斜、增斜、稳斜和水［７］平段等各种井段的钻进任务，井眼轨迹易调控，钻具的扭矩和摩阻也得到有效控制，能在提高钻井时效的同时，节省费用并降低钻井风险。史密斯ＰＤＣ钻头能在保证机械钻速的前提下，延长在砂泥岩夹层中的耐用性和抗冲击性，其较小的后倾角和特殊的水力设计，提高了钻头的使用寿命。２旋转导向工具的应用优势特点表１旋转导向技术钻进参数涪陵焦石坝页岩气水平井多为三维水平井，水平段井号平均日进尺／

8、ｍ入井趟数／次机械钻速／（ｍ·ｈ－１）长度多在１５００ｍ左右，且Ｊ