旋转导向钻井工具系统的研究及应用

毛新军

中原石油工程有限公司钻井一公司

旋转导向钻井工具系统的研究及应用

毛新军

中原石油工程有限公司钻井一公司

对三维控制的旋转方向和现场测试其进步钻井技术的国家863项目“研究总结，根据旋转导向钻井技术的技术特点、旋转导向偏心工具和引导机制，钻井液脉冲，井下测量数据传输技术、钻井地质参数测量技术。旋转导向钻井工具系统钻井参数测量技术4个方面的关键技术研究。通过实验室模拟实验验证了刀具系统设计原理的合理性。试验表明，陆上和海上石油的钻井，偏差约为60。高角度稳定边坡和方位控制偏差控制，满足控制要求；旋转导向工具提高钻压、最大钻压力可达240 kN。为五至第十一年期间旋转导向钻井工具系统的进一步改进和应用打下了坚实的基础。

旋转导向钻井；钻井测量；钻井工具

1　旋转导向三维可轨迹钻井关键技术

1.1旋转导向钻井工具系统的特点及组成

该工具是实现旋转导向钻井的关键工具之一。该工具的主要技术特点是利用可控制在不同方向上控制井眼轨迹。该工具系统的特点是在回转钻进和定向控制、工程地质参数随钻测量数据作为一个整体，主要功能：以及常规的工具，可以实现弯曲工具定向探头，斜方位和井斜控制；在方位和井及井眼轨迹控制的过程中，一直在旋转钻，避免由滑动钻井技术带来的风险；通过信息传输技术和MWD技术工程和地质参数可以实时地质参数和参数的综合分析，及时调整井眼轨迹。

1.2系统工具原型的研究与测试

1.2.1旋转导向控制偏心传输单元的原型。2005可控偏心回转单元传输样机调试半年，2006年5月30日在长清油田32井nin937第一次钻井试验，主要检查可控偏心稳定器的地下工作良好的适应性和可操作性，对地下的导向性能，1020米的地下钻探深度，用120.65毫米的钻铤212.3 mm的钻头，钻井进尺60米。

1.2.2随钻电阻率、自然伽马测量工具在2002到2005共7次土地“J石油钻井试验半年，该工具的主要技术指标：140 MPa的最大电压，150℃的最高工作温度，200小时的连续工作时间，好条件从雏形到悬挂系统的单位。随着单元原型的钻井作业是中国第一次与自然伽马伽马地层电阻率的测量。

1.2.3钻井液脉冲上传信息技术与随钻测量工具。该工具是用于传输数据的一种特殊的仪器，其功能是数据，用脉冲信号传输到地基进行处理，从而得到地下井眼轨迹和地质参数信息，该脉冲发生器150 oC温度测试完成后和200赫兹的振动频率在实验室进行测试，分别在四川鸡东和渤海油田钻井试验，2850米，2361米，钻井深度，86小时的工作时间，最长时间为200 h，完全满足设计要求，系统软件和在地下和总控制系统硬件接口满足使用要求，并与其他井下仪器具有良好的兼容性能。。

2　应用实例

2.1例1

长清的旋转导向钻井工具钻井试验威尔斯数油田二次：37 - 32威尔斯，威尔斯，向威尔斯，998米的钻孔深度，1202米深的钻井，钻井进尺204米，纯钻时间33.5 h，稳斜段钻井。钻具组合：222.25 位MM + 222.25可控偏心稳定器刚性稳定器+ 171.45磨钻铤×1×14毫米+ 171.45根领。钻进参数：钻压210 kN，泵压8兆帕，60 ～ 80 r/min的实际井眼轨迹控制效果速度：刀具正常工作的倾斜角度和倾斜角度都有一定的效果，能够满足井眼轨迹控制要求。

（1）可控偏心器旋转导向钻井稳定倾斜，平均偏差率in.1.58。0.52（。30米之间，范围在0.1of.o.64～平均变化率。在30m之间，证明了该工具系统具有良好的稳定性和倾斜的钻井能力。

（2）井在254m618m，1.5m20m，平均坡度为0.7。30/M，和旋转导向钻井偏心稳定器的使用，平均腿可以达到0.46到1.6（O）/30米，和增加的偏差，最大狗腿度可以达到1.6（。）30米很明显，这种能力建设的斜坡斜坡的面积是2倍以上，这表明该工具也有很好的能力，建立坡道。

（3）采用旋转导向钻井工具的组合来提高钻压、最大钻压达到240千牛，在螺旋钻机钻井速度提高30%的地区原来相比，具有很好的实用性。

2.2例2

旋转导向钻井工具在长清油田的第三次钻井试验系统中的应用。x28.022：嗯，嗯，嗯，定向井，钻井深度1375米，1485米的钻井深度110米进尺，纯钻时间10h，钻威尔斯稳定边坡，钻具组合：222.25位机+可控偏心稳定器+171.45+171.45itlltiMWDITLM刚性无磁钻铤+d171.45毫米普通钻铤×14。钻进参数：钻压200kN，60～旋转速度为80r/min，平均机械钻速11米/小时。从井眼轨迹控制的角度，基本满足控制要求，井下仪器工作正常。

（1）刀具具有更好的轨迹控制能力，控制井眼轨迹光滑，稳斜段狗腿严重度控制在0.36。0.56（。间/分。

（2）轴的截面设计为1。米/30），但实际上最大狗腿（o.56。30米，低斜率的原因被认为是没有被放置在顶部的稳定剂，并没有使用灵活的关节。

在这一领域，长清油田在1073～1285米威尔斯1.5-2。弯曲接头，搭建斜坡的能力为0.8。米/30），并使用旋转导向工具达到o.56（最大狗腿。30米，这说明：一方面，能力建设它的倾斜，目前的旋转的工具不能达到1.52。弯曲关节偏转力；另一方面，旋转导向工具具有良好的转向能力，因为在大多数情况下，弯曲关节斜比旋转导向工具造斜能力，和下段由于地层逐渐变硬，转向自然减少。

（3）井段的自然漂移率为4。和30 m左右，并在使用旋转钻具后，定向钻进100 m，自然稳定在307。左右，方位变化率为0.13。30米，显示出一个更稳定的方位控制效果，这是证明后，使用旋转工具。

结语

从钻具钻井，今后研究工作的重点是进一步提高造斜能力和旋转导向钻井系统的稳定性，这是提高井眼轨迹控制能力的关键。对电阻率和γ射线的发展取得了突破性进展，进一步提高地层电阻率的分辨率，为精确识别井眼轨迹的形成和控制提供了依据。

［1］姜伟.大位移钻井技术在渤海QKl7-2油田开发中的应 用［J］.石油钻采工艺，2000，22（3）：1-7.

［2］姜伟.大位移钻井技术在渤海QHD32—6油田的应用 ［J］.石油钻采工艺，2001，23（4）：1-6.