旋轉導向鉆井技術應用研究及其進展

任啟明

摘要：旋轉導向鉆井技術的應用具備較大的現實意義，石油天然氣企業在開采油氣田的過程中應當結合相應的技術，提高采油效率，充分發揮相關技術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量和效率，降低開采成本。

關鍵詞：旋轉導向;鉆井技術;研究

引言：新時期，鉆井是石油天然氣開采作業中不可缺少的工作之一，鉆井是為了構建石油天然氣資源到地面之間的通道，使得相應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，同時還具備相應的施工風險隱患，其中所涉及到的技術相對較多，企業應當融合時代前沿性的科學技術，來進一步提高鉆井作業的質量和效率。

一、旋轉導向技術的原理分析

旋轉導向技術在當前石油天然氣定向井鉆井作業中的使用相對較為常見，其進一步提高了石油天然氣鉆井作業的質量和效率，通過整理、分析，整個旋轉導向鉆井大體上可分為三個部分，即由相應的控制、工具、測量三部分系統所構成，每個系統相互協調、相互配合，共同完成鉆井作業，并且每個系統需要承擔不同的管控職責，實現對整個系統的宏觀管控，首先相應的監控系統主要對定向井實施全過程、動態化地監督管理，比如對定向井的水平剖面進行相應的設計管控，同時完成對模型的構建以及對當前定向井的受力進行分析、管控等。而對應的鉆井工具系統主要是由穩定器、動力模塊以及導向裝置等部分所構成，并且還涉及到諸如通訊模塊等，此類結構組成部分均是鉆井工具系統中不可缺少的。而相應的測量系統主要是實現對鉆頭實時運作狀況以及周邊的環境進行感知，在鉆頭上設計有相應的傳感器以及旋轉密度儀，來完成對鉆頭轉速、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際工作狀態。

在旋轉導向鉆井系統中需要依托對應的導向裝置來實現整個系統高效穩定地運轉，相關系統以及相應的裝置主要是根據現有的工作內容以及工作開展需求來實施定向化的鉆井管控工作。除此之外，相關導向裝置還能夠及時改變鉆井方向，通過下達相應的指令來實現對鉆頭的有效管控。

二、旋轉導向鉆井技術的應用

（一）優化鉆井方案

在石油天然氣開采工程項目中，企業需要完成對工程項目前期的現場調查作業，相關工作人員需要結合前期測量得到的數據信息對整個工程項目開展的具體方式進行分析、探討，比如企業需要完成對相關區域的壓強、設備扭矩、鉆井壓力等相關參數進行測量。在具體的開采作業中，旋轉導向鉆井技術也能夠實時檢測相關鉆井作業開展的具體情況，對各項數據資料進行收集、整理再傳遞給相應的管理人員，通過對相關參數進行修正、改善來控制穩定器伸縮，以此來實現對鉆井作業的有效管控。除此之外，對旋轉導向鉆具之間的組合形式還需要根據現場的實際工作需求來進行設置，比如其中涉及到偏心穩定信號總成部分以及定位總成部分。

（二）旋轉導向鉆井技術的應用要點

在結合旋轉導向鉆井技術使用的過程中，企業首先需要完成對鉆頭以及相關工具的有效選用，根據施工現場具體狀況在施工方案中確認相關設備鉆具的組合方式，并且對其可行性進行探討，企業還需要利用BIM技術對整個工程項目進行模擬檢測，構建三維模型來預測相關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性做出相應地檢驗，根據檢驗得到的結果以及數據參數信息來對整個鉆井工作各項內容進行優化改善，為后續鉆井技術應用的提質增效奠定相應的基礎。除此之外，企業還需要加強對旋轉導向鉆井技術的質量管控，在該過程中，企業需要管控地層的參數特征，完成對工程參數的精確測量、分析，實施對定向井眼軌跡以及相關信號數據的收發，確保偏心穩定器以及相關方案的設計更加科學合理，以此來完善現有的工作結構，最終提高鉆井效率。

三、定向井鉆井中旋轉導向技術的發展

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

在此過程中，結合旋轉導向技術的使用具備較大的現實意義，其相比較于傳統鉆井技術，定向井鉆井技術能夠確保在設備旋轉運行的情況下對井眼軌跡實施有效地引導。同時，相比較于傳統的鉆井技術，結合旋轉導向技術的使用能夠進一步減小相應的摩擦阻力，提高鉆井效率。并且由于相關設備的扭矩較短，因此其綜合開采作業的質量和效率相對較高。除此之外，結合旋轉導向技術的使用還能夠對大位移井的鉆井極限進一步延長，結合相關技術的使用也能夠最大限度地優化井眼的清洗作業，使得鉆井工作的開展更加高效、穩定，尤其是在應對復雜的地質環境實施鉆井管控時，相關技術還能夠進一步提高鉆井效率，提高鉆井作業的安全性。

旋轉導向鉆井工具具備自身旋轉的功能，能夠進一步減少靜摩擦阻力，并且還能夠最大限度地減少機械卡鉆的風險，使得鉆具在井眼中能夠更加順暢、平滑地運動。除此之外，旋轉鉆井還能夠實施對井斜持續不斷地微調處理，提高了整個軌跡控制作業的精度。

四、結束語

隨著石油，天然氣資源的開發工作不斷的進行，諸如大位移水平井的使用將會增多，結合旋轉導向系統以及相應的鉆井技術能夠減少企業的經營成本，以此來提高企業的施工效益，但是相關系統也存在自身的使用局限，例如，工具組成精度較高且復雜，同時對鉆井的環境具備更高的要求。

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