中国定向井技术服务承包商协会

1、旋转导向和分支井技术引见概述国际上曾经投入运用的旋转导向钻井系统在渤海油田运用的旋转导向钻井系统引见旋转导向技术的运用分支井技术20世纪90年代初期,多家公司构成了商业化的旋转导向技术。旋转导向钻井系统本质上是一个变径稳定器与丈量传输仪器MWD/LWD结合组成的井下闭环工具系统。非常适宜目前开发特殊油藏的超深井、高难度定向井、程度井、大位移井、程度分支井等。旋转导向钻井技术概述在钻柱旋转的情况下，具有导向才干；配有全系列规范的地层参数及钻井参数检测仪器；配有地面井下双向通讯系统；工具设计制造模块化、集成化；定向钻井时不需求特殊的钻井参数，就可以保证最优的钻井过程导向自动控制，以保证准确光滑的井

2、眼轨迹。旋转导向钻井技术概述(续)Sperry-sun在1999年推出新一代的Geo-Pilot旋转导向自动钻井系统Baker Hughes Inteq在1997年推出的Auto Trak。其63/4“系统创下了单次下井任务时间92h，进尺2986m的世界纪录，81/4系统创下了单次下井任务时间167h，进尺3620m的世界纪录。Anadrill公司的PowerDrive。截至1999年底，该系统已下井次，累计任务时间11610h，总进尺47780m。目前，世界上3口位移超越10000m的大位移井中，有2口运用了该系统。 国际上已运用的旋转导向钻井系统(续) 目前，旋转导向钻井系统构成了两大开

3、展方向：不旋转外筒式闭环自动导向钻井系统: AUTOTRAK和GP全旋转自动导向钻井系统: Power Driver SRD 2000年，PowerDrive SRD系统引入国内海上运用，在设计井深8800m、程度位移超越7500m的南海XJ243A18井68718610m井段中胜利运用。虽然该工具的日租金高达数万美圆，仍直接节约了500万美圆的钻井作业费用。国际上已运用的旋转导向钻井系统(续)在渤海油田运用的旋转导向钻井系统引见、AutoTrak旋转闭环钻井系统 系统组成:地面与井下的双向通讯系统(地面监控计算机、解码系统及钻井液脉冲信号发生安装)导向系统(AutoTrak工具)MWD/LW

4、D、AutoTrak旋转闭环钻井系统(续)井下偏置导向工具导向原理表示图 、AutoTrak旋转闭环钻井系统(续)、AutoTrak旋转闭环钻井系统(续) 任务原理:AutoTrak RClS系统的井下偏置导向工具由不旋转外套和旋转心轴两大部分经过上下轴承衔接构成一可相对转动的构造。旋转心轴上接钻柱，下接钻头，起传送钻压、扭矩和保送钻井液的作用。不旋转外套上设置有井下CPU、控制部分和支撑翼肋图2 AutoTrak RCLS构造表示图系统的组成Power Driver SRD系统由稳定平台和翼肋支出及控制机构组成。 PowerDrive旋转导向钻井系统图5 PowerDrive系统主要组成部分

5、PowerDrive系统主要组成部分 Power DrIver SRD系统的支撑翼肋的支出动力来源是钻井过程中钻柱内外的钻井液压差。控制轴从稳定平台延伸到下部的翼肋支出控制机构，底端固定上盘阀，由稳定平台控制上盘阀的转角。下盘阀固定于井下偏置工具内部，随钻柱一同转动，其上的液压孔分别与翼肋支撑液压腔相通。在井下任务时，由稳定平台控制上盘阀的相对稳定性；随钻柱一同旋转的下盘阀上的液压孔将依次与上盘阀上的高压孔接通，使钻柱内部的高压钻井液经过该暂时接通的液压通道进入相关的翼肋支撑液压腔，在钻柱内外钻井液压差的作用下，将翼肋支出。 PowerDrive旋转导向钻井系统(续)图6 PowerDrive

6、盘阀控制机构表示图PowerDrive盘阀控制机构表示图 PowerDrive旋转导向钻井系统(续)PowerDrive把旋转钻井条件下测得的井斜角、方位角和工具面角等数据上传到地面，地面计算机监控系统根据实钻井眼与设计井眼的相对位置来产生改动工具面角等参数的下传指令，井下微处置器分析脉冲信号加以识别，与储存在仪器里的指令对比后，由井下旋转导向工具执行指令PowerDrive675Pad outPad inPowerDrive BHA 整个钻具对井眼没有静止点，能减小摩阻、利于井眼清洗、优化井身质量。 内部缺点诊断和工具维护指示，减小了井下缺点发生的几率。 同步发送和接纳MWD、LWD等数据，

7、一体化的设计特征和6-12bit/s的数据传输速度。 地面监控系统能改善对钻压、钻井泵的控制。经过改动泥浆的流量，可改编数据传输速度。经过改动数据帧，它能随钻井和地质条件的改动而选择哪个数据实时传输和哪个数据存贮起来。 可配套特制的PDC钻头，大幅度提高钻速。 旋转控制阀在垂直井段随钻柱一同旋转，导向块产生的导向力也不断变化，会呵斥井眼扩径和井下钻具的横向冲击与振动。同时由于活塞伸缩频繁和液压控制系统的任务介质的影响，工具的耐磨损与密封是关键技术。PowerDrive的特点Geo-Pilot系统也是一种不旋转外筒式导向工具，Geo-Pilot旋转导向是靠不旋转外筒与旋转心轴之间的一套偏置机构使

8、旋转心轴偏置，从而为钻头提供了一个与井眼轴线不一致的倾角。其偏置机构是一套由几个可控制的偏心圆环组合构成的偏心机构，当井下自动控制完成之后，该机构将相对于不旋转外套固定，从而一直将旋转心轴向固定方向偏置，提供方向固定的倾角。 Geo-Pilot系统Geo-PilotSystem旋转导向技术的运用以Geo-Pilot 为例引见旋转导向工具的运用五、旋转导向技术的运用 2005年，我公司与Halliburton公司协作，在渤海的NB35-2油田程度分支井8-1/2井眼作业中，运用该公司的旋转导向工具和我公司的FELWD测井工具结协作业，获得了预期的效果。运用该工具共作业12口井 NB35-2油田程

9、度分支井8-1/2井眼作业时，轨迹的控制是定向井任务的重中之重。为了控制好轨迹，作业中我们严厉按照设计钻进假设油层走向同设计对比存在少许偏向，那我们严厉按照陆地工程组的要求作业，勤跟踪、预测轨迹变化趋势，确保GP可以正常任务，同时防止轨迹控制上“大起大落。 根据已钻井的作业情况,我们控制轨迹主要运用以下钻井参数:另外，在维护好油层的条件下，同时确保GP可以发扬更好的效果，根据不同的地层情况,可运用的泥浆性能为：1.地层特别松软,可钻性好,机械钻速高于120米/小时,其漏斗粘度90100sec/qt,密度1.16g/cm3; 2.可钻性相对来说较差的地层,其ROP100米/小时,其漏斗粘度758

10、5sec/qt,密度1.15g/cm3.)增斜钻进： F/R：9501000l/min, RPM:4080, WOB:1016t TF：0deg, Deflection:100%. 在增斜钻进过程中，运用高钻压，低转速，低排量，其目的是为了减少钻头对地层的水力冲蚀，添加井眼轨迹的规那么性，确保井眼扩展率小，只需这样，GP才可以很好地确保侧向力在高钻压，低转速时可以很好的发扬出来，从而到达在油层中的增斜效果Geo-Pilot井眼轨迹控制理念降斜钻进：F/R：15001700l/min, RPM:120, WOB:05t TF：180deg, Deflection:100%. 在降斜钻进过程中，运

11、用低钻压，高转速，高排量，其目的充分依托钻具本身重力和GP向下的侧向力，到达降斜效果。Geo-Pilot井眼轨迹控制理念续稳斜钻进：F/R：15001600l/min, RPM:120, WOB:312t TF：0deg, Deflection:100%; 运用以上参数钻进时，一个是底部钻具在松软的地层中有降斜趋势，另一个是底部钻具在GP向上的侧向力作用下，有增斜趋势，两者矢量上的叠加，可以较好的起到稳斜作用。Geo-Pilot井眼轨迹控制理念续分支井技术NB35-2 B平台根本概略分枝井的悬空钻进：F/R：11001300l/min, RPM:140, WOB:02t ROP：15m/hr确保该