現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)的新進(jìn)展及發(fā)展方向

陳元鵬 李欣舒 王金光

摘要：從我國的油氣勘探現(xiàn)狀可知，現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)水平已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)也要與時俱進(jìn)、不斷創(chuàng)新，迎合鉆井技術(shù)發(fā)展的趨勢和潮流。本文結(jié)合現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程以及發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，旨在促進(jìn)我國油藏勘探工作的高效開展。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù);進(jìn)展;方向

前言：鉆井勘探需要鉆井設(shè)備才能夠?qū)崿F(xiàn)，為了提高油氣藏開發(fā)的效率，并對地質(zhì)環(huán)境作出準(zhǔn)確的評價。20世紀(jì)90年代以來，現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)開始出現(xiàn)并處于不斷發(fā)展和完善的狀態(tài)?，F(xiàn)代導(dǎo)向技術(shù)的優(yōu)勢在于鉆頭高效、鉆具動力強，鉆井技術(shù)成為了行業(yè)內(nèi)發(fā)展的主流與趨勢，加強對現(xiàn)代鉆井技術(shù)的重視與思考，則能夠為鉆井勘探工作提供新思路與新方法。

1.現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)

導(dǎo)向鉆井技術(shù)具有效能比較高的鉆頭以及導(dǎo)向動力鉆具，配備了相應(yīng)的及計算機軟件，可以共同形成導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，導(dǎo)向鉆井技術(shù)在石油鉆井領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用，通過適時變更定向與開轉(zhuǎn)盤兩種工況，則能夠提高導(dǎo)向鉆井作業(yè)的定向造斜、增斜、穩(wěn)斜、降斜等操作，繼而避免鉆具的頻繁組合，因此鉆井作業(yè)的效率高。

2.現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)的發(fā)展

從現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)的發(fā)展上來看，包含了轉(zhuǎn)盤經(jīng)驗鉆井技術(shù)、井底動力經(jīng)驗鉆探技術(shù)、滑動導(dǎo)向鉆井技術(shù)以及旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，下面進(jìn)行詳細(xì)的分析與闡述。

2.1轉(zhuǎn)盤經(jīng)驗鉆井技術(shù)

轉(zhuǎn)盤經(jīng)驗鉆井技術(shù)出現(xiàn)得比較早，最先出現(xiàn)在1929年左右，技術(shù)人員在鉆井操作時結(jié)合自身的經(jīng)驗以及鉆壓參數(shù)、下端鉆具結(jié)構(gòu)等來估測鉆頭的傾斜狀況。該技術(shù)的實施主要是憑借著技術(shù)工人對以往操作經(jīng)驗的積累和判斷而獲取的，該技術(shù)在實際的應(yīng)用過程中存在一定的問題，比如鉆井的精度較低，鉆井到了最后階段時，鉆壓、鉆具、轉(zhuǎn)速等組合會受到外界因素影響而產(chǎn)生不同程度的變化，因此鉆探的效率相對較低。

2.2井底動力經(jīng)驗鉆探技術(shù)

井底動力經(jīng)驗鉆探技術(shù)，該技術(shù)借助渦輪鉆具來鉆出定向斜井，隨后有限陀螺儀、測性多點傾斜儀器的快速發(fā)展，使該技術(shù)在實際發(fā)展的過程中獲得了穩(wěn)定的井底動力經(jīng)驗鉆井技術(shù)，因此與轉(zhuǎn)盤經(jīng)驗鉆井技術(shù)相比，井底動力經(jīng)驗鉆探技術(shù)則能夠借助井體自身的移動軌跡來為技術(shù)人員傳遞鉆探的信息，繼而提高鉆井勘探的效率，提高石油勘探的精準(zhǔn)性。鉆井的過程中，整體鉆柱在向下滑動時如果井壁的摩擦力過大，容易導(dǎo)致鉆頭的壓力降低，從而使導(dǎo)向碼頭的旋轉(zhuǎn)鉆頭功率值也相應(yīng)減弱，容易出現(xiàn)鉆速降低、鉆井成本增加等相關(guān)的問題。如果鉆井的深度超過了4千米，那么繼續(xù)滑動的難度就會增加，可以借助水力助推器來增加鉆井滑動的能力，從而提升鉆井的效果。

2.3滑動導(dǎo)向鉆井技術(shù)

滑動導(dǎo)向技術(shù)的優(yōu)勢在于可以在鉆井的過程中對方位角、井斜角井體本身的幾何軌跡參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，通過自主調(diào)控鉆頭的方位來完成鉆井?；瑒訉?dǎo)向鉆井技術(shù)存在的問題是鉆井的速度增加的情況下，鉆井馬達(dá)容易出現(xiàn)磨損、脫離等意外的情況，該技術(shù)的缺陷也容易導(dǎo)致鉆井的功能受到了影響和限制。通常在開展滑動鉆井導(dǎo)向作業(yè)時，鉆井的柱體本身不會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，但是少量的鉆柱則會貼合于鉆井井壁作業(yè)，繼而容易使鉆井工作出現(xiàn)停滯、卡頓等問題，甚至?xí)?dǎo)致鉆井的速度降低、成本增加，并且在鉆井的過程中由于方位的左右旋轉(zhuǎn)則會導(dǎo)致原本的運行軌跡偏離了預(yù)定的方向，因此在鉆井操作時還需要借助轉(zhuǎn)盤或馬達(dá)來導(dǎo)向。

2.4旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是在1990年左右開始引進(jìn)到我國的，該技術(shù)主要應(yīng)用在水平井、大位移井、多分支井等結(jié)構(gòu)中，與比較復(fù)雜的油井開采相比，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的鉆井在勘探作業(yè)的過程中，井體本身的滑動軌跡是相對平滑的，由此而獲得的鉆探效率也相對較高，并且所面臨的鉆井成本也比較低，所以在鉆井勘探工作中，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的鉆井技術(shù)應(yīng)用頻率較高。

3.現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)發(fā)展的趨勢

3.1研發(fā)新型的鉆井工具

科技的發(fā)展使得鉆井工具的技術(shù)研發(fā)逐漸走向了深入，現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)融入了新型的鉆井技術(shù)，如在鉆頭原理基礎(chǔ)上開發(fā)的PowerDrive大象工具，該工具可以借助造斜率和伸縮巴掌來動態(tài)的接觸井壁。AutoTrak工具有利于靜態(tài)接觸井壁，從而創(chuàng)造3620米的鉆井記錄。隨著國家對石油勘探工作重視度的提升，在科研技術(shù)的推動下，我國預(yù)計會加大鉆井工具技術(shù)的研發(fā)投入，不斷改進(jìn)鉆井工具的應(yīng)用效率，更新鉆井工具的研發(fā)成果，增強石油開發(fā)行業(yè)的技術(shù)水平。

3.2大力發(fā)展閉環(huán)鉆井技術(shù)

當(dāng)前我國部分企業(yè)在閉環(huán)鉆井技術(shù)的研發(fā)上主要采用了壟斷的策略，閉環(huán)鉆井技術(shù)進(jìn)入到了飛速發(fā)展的關(guān)鍵時期，面臨著激烈的市場競爭環(huán)境，世界鉆井工程的進(jìn)步，加速了鉆井技術(shù)的革新與發(fā)展。通過增加鉆井技術(shù)的研發(fā)力度，有利于實現(xiàn)鉆井產(chǎn)業(yè)的快速升級發(fā)展，當(dāng)前我國鉆井技術(shù)處于研究起步的階段，鉆井技術(shù)在應(yīng)用上與國家公司存在較大的距離，還有較大的提升空間。為此大力發(fā)展閉環(huán)鉆井技術(shù)，要求我國加大對鉆井科技的研發(fā)力度，使旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具能夠?qū)崿F(xiàn)自主鉆井，加快推動地面、井下大閉環(huán)鉆井工具的研發(fā)力度，加快對井下閉環(huán)間的系統(tǒng)進(jìn)行研究。隨著鉆機設(shè)備的大力應(yīng)用和推廣，減少了人工參與鉆井的工作，實現(xiàn)了鉆井的全自動化應(yīng)用，對增強鉆井工作的質(zhì)量和效率帶來了有利的條件。

3.3大力改進(jìn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井控制理論

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的控制理論發(fā)展，要求在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向矢量理論的基礎(chǔ)上來控制鉆井體系的偏差值，井下鉆探作業(yè)容易受到多方面因素的干擾，為了提高鉆井的效率，可以通過旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向智能控制理論來對井下鉆探工作進(jìn)行調(diào)整和有效處理。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井控制理論還要結(jié)合鉆柱力學(xué)理論、求解方式、模型等進(jìn)行探究，通過地面井下發(fā)送控制指令的方式來對控制指令進(jìn)行設(shè)計，繼而使鉆井操作更加精準(zhǔn)、高效。

結(jié)語

現(xiàn)代鉆井技術(shù)的研發(fā)在科學(xué)技術(shù)的推動下，獲得了長效的發(fā)展，隨著新時期社會科技與經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，現(xiàn)代鉆井技術(shù)面臨的國內(nèi)外競爭越來越激烈，大力研發(fā)鉆井技術(shù)，增加鉆井技術(shù)的投入力度，有利于推動鉆井技術(shù)的改革與創(chuàng)新發(fā)展。為此要增強高端鉆井導(dǎo)向工具的自主研發(fā)與知識產(chǎn)權(quán)研發(fā)力度，使我國的鉆井技術(shù)獲得長效健康可持續(xù)的發(fā)展。

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