解析旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的有效應(yīng)用

楊波

摘 要：文章主要對旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，首先闡述旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)工作原理，其次對該技術(shù)在水平井中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析，同時(shí)指出常規(guī)導(dǎo)向鉆井風(fēng)險(xiǎn)分析及對策，希望分析后能夠給相關(guān)工作人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向;鉆井技術(shù);應(yīng)用

引 言

在當(dāng)今的鉆井工程施工當(dāng)中，施工效率無疑是施工單位技術(shù)實(shí)力的體現(xiàn)，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(shù)水平，其中，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)就是能夠很好提高鉆井施工效率的技術(shù)之一，有效掌握了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，也就意味著施工單位的施工效率的提高。

1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)工作原理

1.1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)工作原理

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的設(shè)計(jì)原理在于，在鉆井施工進(jìn)行時(shí)，其中心軸可以通過旋轉(zhuǎn)而改變其指向方向。它的控制通過外部人員操作來達(dá)到，而具體參與施工的即旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的核心組件。具體操作方式是，工作人員通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的核心組件發(fā)出指令，其后旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的核心組件就依據(jù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令完成相應(yīng)的工作任務(wù)。在實(shí)際的鉆井施工當(dāng)中，從外部人員通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出工作指令到旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的工作部件完成工作任務(wù)，所需要花費(fèi)的時(shí)間通常不會超過三分鐘。需要注意的是，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的指令需要人工完成，施工人員需要控制好中心軸的旋轉(zhuǎn)角度。

1.2 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)組成

整個(gè)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井并不是一個(gè)單一的個(gè)體，而是多個(gè)部分共同組合而成的鉆井整體系統(tǒng)，組成旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的包括旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的工作組件，由施工人員進(jìn)行控制的外部控制系統(tǒng)，以及旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的工作檢測系統(tǒng)三個(gè)不同的系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的工作組件包含方向指導(dǎo)裝置，地下與地面通訊裝置，和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的動力裝置，這些子系統(tǒng)共同完成旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)在地下的鉆井工作。而由施工人員進(jìn)行控制的外部控制系統(tǒng)則承擔(dān)了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的大腦的工作，負(fù)責(zé)指揮旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的工作組件完成預(yù)定的鉆井施工任務(wù)。

2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)應(yīng)用

某工程，在鉆井過程中，首先選擇常規(guī)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(dāng)尾管清洗完成后，下防新型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具，該設(shè)備是貝克休斯公司研制的設(shè)備，在實(shí)踐過程中，主要是將閉環(huán)導(dǎo)向技術(shù)和功率螺桿鉆具配合在一起，操作時(shí)轉(zhuǎn)速能夠到達(dá)400轉(zhuǎn)/分，而常規(guī)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速大約到200-250轉(zhuǎn)/分，可見，該技術(shù)的應(yīng)用提高的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的鉆井能力。在操作過程中，主要采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向井系統(tǒng)將Φ155.5m m 主井眼水平段延伸到4329.27m，隨后對井眼進(jìn)行清洗起鉆，完成井下工作。

操作完成后，將第一個(gè)Φ139.7m m 機(jī)械可取式斜向器座下入，下入的深度控制在2667.68 m，隨后進(jìn)行套管開窗側(cè)鉆環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)完成后，進(jìn)入第二個(gè)平井眼的下防，下防完成后進(jìn)行噴射施工、起鉆、清眼，完成第二個(gè)井眼工序，此時(shí)項(xiàng)目工序基本完成，在完成第二井眼后，在相同的井眼系統(tǒng)中進(jìn)行水平分支井眼確定，隨后進(jìn)入封隔器完井作業(yè)。

3常規(guī)導(dǎo)向鉆井風(fēng)險(xiǎn)分析及對策

3.1導(dǎo)向風(fēng)險(xiǎn)與主要難點(diǎn)

（1）根據(jù)實(shí)際探測情況可以知道，研究區(qū)為斷背斜結(jié)構(gòu)，對氣層的發(fā)育有一定的影響，因此有可能有更嚴(yán)重的斷層現(xiàn)象，最終可能導(dǎo)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(fā)育，導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)偏差，斷層整體的水平段長，想要再次進(jìn)行規(guī)劃則不容易，而且調(diào)整的難度變大。實(shí)際中鄰近的井相距會比較遠(yuǎn)，地層中的斷層會更加復(fù)雜，會給施工帶來更大的難度和風(fēng)險(xiǎn)。

（2）常規(guī)定向鉆技術(shù)施工周期更加長，施工效率低。其跟旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)相比，后期施工中容易出現(xiàn)嚴(yán)重的脫壓情況，無法強(qiáng)力傳達(dá)鉆壓，使得鉆井工程減緩速度，對鉆井正常工作產(chǎn)生了延誤的結(jié)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(shí)不能將巖石屑有效帶出，井眼會逐漸變小，出現(xiàn)卡鉆的不好現(xiàn)象，因此對于清洗井眼一定要認(rèn)真仔細(xì)。

3.2主要對策

由于在地質(zhì)不穩(wěn)定區(qū)域開展鉆井施工工作有很大的風(fēng)險(xiǎn)性，結(jié)合之前我們談到過的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的發(fā)展展望：簡化操作，使得旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的操作門檻進(jìn)一步降低，第二就是提高旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的工作組件的使用壽命，使其具有更高的效費(fèi)比，第三就是進(jìn)一步提高旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的鉆井施工效率，朝著更高的目標(biāo)前進(jìn)。第四就是加強(qiáng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)外部控制部分的指令效率，使旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的工作組件能夠更加精確和精準(zhǔn)的完成已有的鉆井施工任務(wù)?？梢缘弥?，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(wěn)定的地質(zhì)類型做出相應(yīng)的改變，例如要實(shí)時(shí)監(jiān)控地質(zhì)變化的各種數(shù)據(jù)，及時(shí)依據(jù)監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)做出相對應(yīng)的解決方案和預(yù)防措施。

4新型指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的發(fā)展方向

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是一項(xiàng)尖端自動化鉆井新技術(shù)，代表了當(dāng)今世界鉆井技術(shù)發(fā)展的最高水平。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為復(fù)雜超深定向井和大位移水平井使用的必備技術(shù)，目前僅貝克休斯和斯倫貝謝等國外鉆井服務(wù)公司擁有此項(xiàng)技術(shù)。與國內(nèi)目前滑動鉆井的定向鉆井相比較，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井指哪打哪的定向功能更加強(qiáng)大，具有邊滑動邊旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，對井眼軌跡的控制能力更加精確，形成的井眼較常規(guī)井下馬達(dá)導(dǎo)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(fù)雜情況的發(fā)生，提高鉆井能力。根據(jù)現(xiàn)有情況來看，在現(xiàn)階段形式下的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的發(fā)展方向即是簡化操作，使得旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的操作門檻進(jìn)一步降低，第二就是提高旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的工作組件的使用壽命，使其具有更高的效費(fèi)比，第三就是進(jìn)一步提高旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的鉆井施工效率，朝著更高的目標(biāo)前進(jìn)。第四就是加強(qiáng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)外部控制部分的指令效率，使旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的工作組件能夠更加精確和精準(zhǔn)的完成已有的鉆井施工任務(wù)。

5結(jié)論

隨著旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展完善，解決了傳統(tǒng)技術(shù)的制約和限制等問題，如傳統(tǒng)鉆井技術(shù)難以控制，對于作業(yè)中出現(xiàn)的實(shí)際疑難問題難以解決。根據(jù)長久的分析數(shù)據(jù)可以看出，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)可以使施工的周期變得更短，也能應(yīng)付井出現(xiàn)的實(shí)際疑難問題，應(yīng)變能力更強(qiáng)。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)對施工人員有一定的技術(shù)水平要求，因此要培養(yǎng)從業(yè)人員的知識素養(yǎng)和實(shí)際運(yùn)用能力，培養(yǎng)出更優(yōu)秀的從業(yè)人員。但是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)也有一個(gè)較大的缺點(diǎn)，其施工的成本較以往更多，大范圍進(jìn)行推廣方面仍有不小的難題。希望在以后技術(shù)不斷發(fā)展中，相關(guān)技術(shù)人員能研究出成本更小，技術(shù)更加先進(jìn)，施工更方便的導(dǎo)向鉆井技術(shù)，推進(jìn)整個(gè)施工行業(yè)的大發(fā)展。

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