旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)應(yīng)用研究及其進(jìn)展

任啟明

摘要：旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的應(yīng)用具備較大的現(xiàn)實(shí)意義，石油天然氣企業(yè)在開采油氣田的過程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合相應(yīng)的技術(shù)，提高采油效率，充分發(fā)揮相關(guān)技術(shù)在新時期井斜控制以及井眼軌跡控制方面的管控功效，提高石油天然氣資源開采的質(zhì)量和效率，降低開采成本。

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

引言：新時期，鉆井是石油天然氣開采作業(yè)中不可缺少的工作之一，鉆井是為了構(gòu)建石油天然氣資源到地面之間的通道，使得相應(yīng)的采油管柱能夠順利下放。整個鉆井工程項目具備較高的投資，同時還具備相應(yīng)的施工風(fēng)險隱患，其中所涉及到的技術(shù)相對較多，企業(yè)應(yīng)當(dāng)融合時代前沿性的科學(xué)技術(shù)，來進(jìn)一步提高鉆井作業(yè)的質(zhì)量和效率。

一、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)的原理分析

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)在當(dāng)前石油天然氣定向井鉆井作業(yè)中的使用相對較為常見，其進(jìn)一步提高了石油天然氣鉆井作業(yè)的質(zhì)量和效率，通過整理、分析，整個旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井大體上可分為三個部分，即由相應(yīng)的控制、工具、測量三部分系統(tǒng)所構(gòu)成，每個系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)、相互配合，共同完成鉆井作業(yè)，并且每個系統(tǒng)需要承擔(dān)不同的管控職責(zé)，實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的宏觀管控，首先相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)主要對定向井實(shí)施全過程、動態(tài)化地監(jiān)督管理，比如對定向井的水平剖面進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計管控，同時完成對模型的構(gòu)建以及對當(dāng)前定向井的受力進(jìn)行分析、管控等。而對應(yīng)的鉆井工具系統(tǒng)主要是由穩(wěn)定器、動力模塊以及導(dǎo)向裝置等部分所構(gòu)成，并且還涉及到諸如通訊模塊等，此類結(jié)構(gòu)組成部分均是鉆井工具系統(tǒng)中不可缺少的。而相應(yīng)的測量系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)對鉆頭實(shí)時運(yùn)作狀況以及周邊的環(huán)境進(jìn)行感知，在鉆頭上設(shè)計有相應(yīng)的傳感器以及旋轉(zhuǎn)密度儀，來完成對鉆頭轉(zhuǎn)速、地下溫度、壓力的測量，及時幫助工程人員快速了解鉆頭的實(shí)際工作狀態(tài)。

在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)中需要依托對應(yīng)的導(dǎo)向裝置來實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)高效穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，相關(guān)系統(tǒng)以及相應(yīng)的裝置主要是根據(jù)現(xiàn)有的工作內(nèi)容以及工作開展需求來實(shí)施定向化的鉆井管控工作。除此之外，相關(guān)導(dǎo)向裝置還能夠及時改變鉆井方向，通過下達(dá)相應(yīng)的指令來實(shí)現(xiàn)對鉆頭的有效管控。

二、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的應(yīng)用

（一）優(yōu)化鉆井方案

在石油天然氣開采工程項目中，企業(yè)需要完成對工程項目前期的現(xiàn)場調(diào)查作業(yè)，相關(guān)工作人員需要結(jié)合前期測量得到的數(shù)據(jù)信息對整個工程項目開展的具體方式進(jìn)行分析、探討，比如企業(yè)需要完成對相關(guān)區(qū)域的壓強(qiáng)、設(shè)備扭矩、鉆井壓力等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測量。在具體的開采作業(yè)中，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)也能夠?qū)崟r檢測相關(guān)鉆井作業(yè)開展的具體情況，對各項數(shù)據(jù)資料進(jìn)行收集、整理再傳遞給相應(yīng)的管理人員，通過對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修正、改善來控制穩(wěn)定器伸縮，以此來實(shí)現(xiàn)對鉆井作業(yè)的有效管控。除此之外，對旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具之間的組合形式還需要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際工作需求來進(jìn)行設(shè)置，比如其中涉及到偏心穩(wěn)定信號總成部分以及定位總成部分。

（二）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

在結(jié)合旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)使用的過程中，企業(yè)首先需要完成對鉆頭以及相關(guān)工具的有效選用，根據(jù)施工現(xiàn)場具體狀況在施工方案中確認(rèn)相關(guān)設(shè)備鉆具的組合方式，并且對其可行性進(jìn)行探討，企業(yè)還需要利用BIM技術(shù)對整個工程項目進(jìn)行模擬檢測，構(gòu)建三維模型來預(yù)測相關(guān)鉆井工作具體開展情況，做到前期對整個工程項目可行性的研究、分析，并且對整個方案的科學(xué)性做出相應(yīng)地檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)得到的結(jié)果以及數(shù)據(jù)參數(shù)信息來對整個鉆井工作各項內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化改善，為后續(xù)鉆井技術(shù)應(yīng)用的提質(zhì)增效奠定相應(yīng)的基礎(chǔ)。除此之外，企業(yè)還需要加強(qiáng)對旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的質(zhì)量管控，在該過程中，企業(yè)需要管控地層的參數(shù)特征，完成對工程參數(shù)的精確測量、分析，實(shí)施對定向井眼軌跡以及相關(guān)信號數(shù)據(jù)的收發(fā)，確保偏心穩(wěn)定器以及相關(guān)方案的設(shè)計更加科學(xué)合理，以此來完善現(xiàn)有的工作結(jié)構(gòu)，最終提高鉆井效率。

三、定向井鉆井中旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)的發(fā)展

當(dāng)前隨著石油天然氣開采工程項目所遇到的自然環(huán)境變得更加復(fù)雜多樣，并且隨著當(dāng)前石油，天然氣資源開采工作難度不斷增加，諸如深部地層以及復(fù)雜地層的開采工作相應(yīng)的作業(yè)量也在不斷加大，以至于現(xiàn)有的石油天然氣開采作業(yè)對當(dāng)前的鉆井工程技術(shù)提出了更高的使用需求?，F(xiàn)階段我國在石油天然氣開采領(lǐng)域結(jié)合了多項管控技術(shù)的使用，例如相應(yīng)的分支井以及水平井技術(shù)，相關(guān)技術(shù)雖然具備較高的使用效率，但是相關(guān)技術(shù)的使用也對當(dāng)前鉆井軌跡以及相應(yīng)的井眼軌跡提出了更高的管控要求，在此過程中，企業(yè)應(yīng)當(dāng)盡可能結(jié)合多項管控技術(shù)的使用來對石油天然氣的地下儲存進(jìn)行有效探知。

在此過程中，結(jié)合旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)的使用具備較大的現(xiàn)實(shí)意義，其相比較于傳統(tǒng)鉆井技術(shù)，定向井鉆井技術(shù)能夠確保在設(shè)備旋轉(zhuǎn)運(yùn)行的情況下對井眼軌跡實(shí)施有效地引導(dǎo)。同時，相比較于傳統(tǒng)的鉆井技術(shù)，結(jié)合旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)的使用能夠進(jìn)一步減小相應(yīng)的摩擦阻力，提高鉆井效率。并且由于相關(guān)設(shè)備的扭矩較短，因此其綜合開采作業(yè)的質(zhì)量和效率相對較高。除此之外，結(jié)合旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)的使用還能夠?qū)Υ笪灰凭你@井極限進(jìn)一步延長，結(jié)合相關(guān)技術(shù)的使用也能夠最大限度地優(yōu)化井眼的清洗作業(yè)，使得鉆井工作的開展更加高效、穩(wěn)定，尤其是在應(yīng)對復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境實(shí)施鉆井管控時，相關(guān)技術(shù)還能夠進(jìn)一步提高鉆井效率，提高鉆井作業(yè)的安全性。

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具具備自身旋轉(zhuǎn)的功能，能夠進(jìn)一步減少靜摩擦阻力，并且還能夠最大限度地減少機(jī)械卡鉆的風(fēng)險，使得鉆具在井眼中能夠更加順暢、平滑地運(yùn)動。除此之外，旋轉(zhuǎn)鉆井還能夠?qū)嵤背掷m(xù)不斷地微調(diào)處理，提高了整個軌跡控制作業(yè)的精度。

四、結(jié)束語

隨著石油，天然氣資源的開發(fā)工作不斷的進(jìn)行，諸如大位移水平井的使用將會增多，結(jié)合旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)以及相應(yīng)的鉆井技術(shù)能夠減少企業(yè)的經(jīng)營成本，以此來提高企業(yè)的施工效益，但是相關(guān)系統(tǒng)也存在自身的使用局限，例如，工具組成精度較高且復(fù)雜，同時對鉆井的環(huán)境具備更高的要求。

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