旋轉地質導向鉆井系統(tǒng)是是非常規(guī)油氣開發(fā)的核心利器,可成倍提高水平井鉆井速度、打破水平段長延伸極限,顯著提高儲層鉆遇率和井眼質量。其技術含量高,攻關難度大,國外三大油服公司引領旋轉地質導向鉆井系統(tǒng)發(fā)展,長期壟斷市場。中國石油川慶鉆探依托國家油氣重大專項,聯(lián)合航天科工和中國石油大學(華東),突破了六大關鍵核心技術,成功研發(fā)CG STEER旋轉地質導向鉆井系統(tǒng),并在非常規(guī)油氣實現了規(guī)模應用。
主要技術優(yōu)勢:
(1)獨創(chuàng)了平衡趨勢造斜率預測模型,深化了對造斜率影響規(guī)律的認識,產品造斜能力大幅提升,?215.9 mm井眼達到12.5°/30 m。
(2)近鉆頭測量功能優(yōu)越、領跑行業(yè)。突破了狹小空間電路優(yōu)化和抗振結構設計,近鉆頭井斜零長1.1 m,近鉆頭伽馬零長2.1 m,優(yōu)于進口同類產品,保障了優(yōu)質儲層鉆遇率。
(3)控制功能完備、作業(yè)時效大幅提升。優(yōu)化磁干擾補償模型,開發(fā)了零度井斜造斜功能,實現“直—增—平”全井段作業(yè);升級了閉環(huán)穩(wěn)斜工作模式,減少人工干預。
(4)導向控制精準、機械鉆速媲美進口。創(chuàng)新壓力反饋控制算法,設計復合滑動軸承,突破高轉速精確測控難題,系統(tǒng)適應轉速達到200 r/min,機械鉆速大幅提升。
(5)產品模塊化設計,滿足多樣化需求。根據儲層類型,可掛接自主研發(fā)的電阻率和伽馬成像短節(jié);根據地層可鉆性,可提供單柱塞、雙柱塞2種推靠裝置;根據巖性特征,優(yōu)化升級了耐磨型儀器工具。
2021年,該系統(tǒng)在川渝頁巖氣、四川致密氣、隴東頁巖油、遼河頁巖油、吉木薩爾頁巖油等區(qū)域推廣應用66口井,年進尺突破10萬米,作業(yè)績效與進口產品相當,全面滿足當前非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的需要。其關鍵技術全部自主可控,填補國內空白,一舉改變國內長期“依賴進口、受制于人”的局面,實現了國產旋轉地質導向鉆井系統(tǒng)替代進口、邁向工業(yè)應用的歷史跨越。
(馮思恒 李 雷)