旋转地质导向技术

【技术】塔里木深井旋转地质导向钻井技术

文/张程光 吴千里 王孝亮 吕宁，中国石油钻井工程技术研究院 中国石油塔里木油田公司 中国石化石油工程公司胜利分公司 引言

对于埋藏深、地质构造复杂的油藏，应用弯壳体导向螺杆钻具通常无法有效引导井身轨迹准确达到或穿越储集层，而旋转地质导向钻井因其技术优势被越来越广泛地应用，目前已成为一项主流技术。近年来全球范围内的地质导向与旋转导向服务井数快速增长：以斯伦贝谢公司为例，地质导向作业井由2006年的近300 口上升至2009 年的700 口，旋转导向系统进尺则从2006 年的5 898 km 提高至2011 年的19 740km；2004—2010 年在国内各种复杂、难动用油气藏应用地质导向技术的水平井超过345 口。

塔里木油田某区块的薄砂层油层埋藏深、厚度小，且构造边缘横向发育不稳定。为了更高效地开发该类油层，引入旋转地质导向技术，并通过不断摸索试验使该技术更好地适应区块地层条件，确保井眼轨迹始终处于油层中最佳位置。

1 塔里木油田深井薄油层钻井技术难点及对策

①的层埋藏深、厚度薄。目的层垂深超过5 000m，完钻井深5 500～6 000 m，采用传统滑动钻进方式会因井深增加造成摩阻扭矩的增加，

【技术】塔里木深井旋转地质导向钻井技术

文/张程光 吴千里 王孝亮 吕宁，中国石油钻井工程技术研究院 中国石油塔里木油田公司 中国石化石油工程公司胜利分公司 引言

对于埋藏深、地质构造复杂的油藏，应用弯壳体导向螺杆钻具通常无法有效引导井身轨迹准确达到或穿越储集层，而旋转地质导向钻井因其技术优势被越来越广泛地应用，目前已成为一项主流技术。近年来全球范围内的地质导向与旋转导向服务井数快速增长：以斯伦贝谢公司为例，地质导向作业井由2006年的近300 口上升至2009 年的700 口，旋转导向系统进尺则从2006 年的5 898 km 提高至2011 年的19 740km；2004—2010 年在国内各种复杂、难动用油气藏应用地质导向技术的水平井超过345 口。

塔里木油田某区块的薄砂层油层埋藏深、厚度小，且构造边缘横向发育不稳定。为了更高效地开发该类油层，引入旋转地质导向技术，并通过不断摸索试验使该技术更好地适应区块地层条件，确保井眼轨迹始终处于油层中最佳位置。

1 塔里木油田深井薄油层钻井技术难点及对策

①的层埋藏深、厚度薄。目的层垂深超过5 000m，完钻井深5 500～6 000 m，采用传统滑动钻进方式会因井深增加造成摩阻扭矩的增加，

旋转导向钻井技术介绍

引言

近十几年来，水平井、大位移井、多分支井等复杂结构井和“海油陆采”的迅速发展。为了节约开发成本和提高石油产量，对那些受地理位置限制或开发后期的油田，通常通过开发深井、超深井、大位移井和长距离水平井来实现，进而造成复杂结构的井不断增多。目前通行的滑动钻井技术已经不能满足现代钻井的需要。于是，自20世纪80年代后期，国际上开始加强对旋转导向钻井技术的研究；到90年代初期，旋转导向钻井技术已呈现商业化。国外钻井实践证明，在水平井、大位移井、大斜度井、三维多目标井中推广应用旋转导向钻井技术，既提高了钻井速度，也减少了钻井事故，从而降低了钻井成本。旋转导向钻井技术是现代导向钻井技术的发展方向。

旋转导向钻井技术

旋转导向钻井法是在用转盘旋转钻柱钻井时随钻实时完成导向功能。钻进时的摩阻与扭阻小、钻速高、钻头进尺多、钻井时效高、建井周期短、井身轨迹平滑易调控。此外，其极限井深可达15 km，钻井成本低。旋转导向钻井技术的核心是旋转自动导向钻井统，如图1所示。它主要由地面监控系统、地面与井下双向传输通讯系统和井下旋转自动导向钻井系统3部分组成。

1、 地面监控系统

旋转导向钻井系统的地面监控系统包括信号接收和传输子系统及地面计算存储

第四章、地质导向钻井技术的发展

随着油田勘探、开发技术的不断发展和进步，钻井技术也面临着新的挑战，主要表现为工作难度不断增加、经济压力越来越大、环保法规越来越严。为了满足生产的需要，钻井技术也需要不断的发展。

根据资料显示，全世界钻井工业的平均井深一直在增加，说明世界石油工业已开始加强深层油气藏的勘探开发。同时，由于勘探出的具有商业开发价值的新油藏日趋减少，老油区剩余油气资源、边远油气资源的开发越来越引起人们的重视，由此使特殊工艺井钻井技术在油气田勘探开发中的重要作用越来越明显，如为了节约成本和提高采收率，海洋钻井和在陆地上开发滩海油田用到大位移技术、水平井钻井技术，开采剩余油需要套管开窗侧钻技术，开采多层状油层需要多底井和分支井钻井技术，为有效保护油气藏而采取的连续油管钻井技术等。与其它钻井技术相比，特殊工艺井钻井技术采用新技术、新工艺，大大提高钻井速度、缩短钻井周期、降低钻井成本，具有其它钻井技术无法代替的优越性。

随着油藏开发的不断深入和钻井技术的不断发展,未来的钻井工业必定会走多元化发展的道路。同时，不论钻井工业如何发展，地质导向钻井技术作为整个钻井技术的核心基础，一定会溶入其它钻井技术，并和其它钻井技术一起，共同推进钻井工业的发展。

编号：

论文题目：旋转导向PDC钻头切削结构研究初探 单 位： 产品所 作者姓名： 张建平 编写时间： 二○○五年三月二十五日

二00五年一月编制

旋转导向PDC钻头切削结构研究初探

张建平

摘要 本文简要介绍了目前世界上比较成功应用的三种典型旋转导向系统――AutoTrak RCLS、PowerDriver、Goe-Pilot，对其导向原理和工作模式进行了深入分析，并在此基础上得出了在推靠钻头式和指向钻头式这两种导向模式下PDC钻头的受力和运动特点，根据这些特点分析提出了适应于旋转导向系统的PDC钻头应具有的力平衡、浅内锥短轮廓、连续递增后倾角、过载保护齿以及低扭矩保径等结构。特别是在对旋转导向系统两种导向方式（推靠钻头式和指向钻头式）进行充分研究后提出了一种新的保径结构——选择性低扭矩侧切保径结构。

关键词 PDC钻头 旋转导向系统

旋转自动导向闭环钻井技术是20世纪90年代发展起来的一项尖端自动化钻井技术，它代表了当今世界上钻井技术的最高水平，这项技术的出现使世界钻井技术发生了一次质的飞跃。采用这种导向系统完全抛开了传统的滑动导向方式，而代以旋转导向钻进方式，可以

国外旋转导向最新技术进展与发展趋势

王鹏，盛利民，窦修荣，唐雪平

(中国石油集团钻井工程技术研究院)

王鹏等.国外旋转导向最新技术进展与发展趋势.钻采工艺，2013 ,36( 6): 32 —35

摘要：旋转导向钻井系统由于井下工具一直在旋转状态下工作，因此井眼净化效果好，井身轨迹控制精度高，位移延伸能力强，适用于大位移井、水平井、三维复杂结构井等高难度的钻井施工作业。文中首先简要介绍了

旋转导向系统的构成、分类、特征优势及适用范围。其次对国际上最新研发的旋转导向系统进行了追踪研究，并对旋转导向系统最近的市场业绩和应用案例进行了分析介绍。并总结出旋转导向技术的发展趋势，最后对国内的相

关技术研究提出几点建议。

关键词：旋转导向系统；几何导向钻井；地质导向钻井；大位移井；轨迹控制

DOI: 10.3969/J. ISSN. 1006 —768X .2013. 06 .09

旋转导向钻井系统(R otary Steerable Systems，简称R SS)是在钻柱旋转钻进时，随钻实时完成导向功能的一种导向式钻井系统，它是当今世界上钻井技

术发展的最高阶段一一闭环自动钻井的主要内容⑴。R SS可以将几何导向和地质导向功能集为一体，使定向钻井既可依据工程参数进行几何导

地质导向技术在水平井钻探中的应用研究

一、前言

（一）项目的意义与来源

水平井是大幅度提高采收率、加快资金回收、降低油田开发综合成本的有效途径。它被国内外油田广泛应用到多种类型油气藏的开发生产中，取得了显著经济效益。

随着地震资料品质的提高和油藏精细描述工作的深入，冀东油田于2002年开始大力推广应用水平井技术，水平井的数量快速增长。油田首先在柳赞油田柳102区块第三系边底水油藏成功实施了不同目的层的水平井5口；随后，相继开展了高104-5、高63、庙101等区块浅层油藏水平井开发，同时还在高78、高5等区块实施了穿层大斜度水平井、高29区块多油层分支水平井、高含水区小井眼开窗侧钻水平井作业。已实施的水平井在提高单井产量、提高油藏采收率和降低成本方面均取得了较好的效果，为近几年油田产能建设、较大幅度提高区块原油产量打下了基础，使油田开发工作取得了重要进展。可以认为，水平井技术是复杂断块油田提高采收率、提高产量，最终提高勘探开发整体效益的最有效途径之一。

地质、工程设计完成后，在水平井施工中，地质导向技术必不可少，是指导现场定向施工，及时引导钻头走向、最大限度地钻遇油层的关键技术，直接影响水平井成功实施。冀东油田自2001年在开发生产中实施水平

中图分类号：TP254.3 单位代码：10425

学 号：

地质导向钻井工艺技术在胜利油田的推广应用

Application and promotion on geosteering drilling

technology in Shengli Oilfield

工程领域： 石油与天然气工程 研究方向： 油气井工程 作者姓名： 校内导师： 校外导师：

二〇〇九年四月

Application and promotion on geosteering drilling

technology in Shengli Oilfield

A Thesis Submitted for the Degree of Engineering Master

College of Petroleum Engineering China University of Petroleum (EastChina)

关于学位论文的独创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下

混合旋转导向系统可产生更高造斜率与更平滑的井眼

每个钻井工程师都梦想在更短的时间内——理想的一趟钻内——排除起钻的必要，实现更复杂的井身剖面与更平滑、更连续的井眼。但是，传统的PDMs（容积式井下马达）和RSS（旋转导向系统）在钻井过程存在局限性。 行业的挑战与需求

例如井下马达，能产生可靠的、狗腿度很高的井身剖面。但是，由于在旋转钻进和滑动钻进中能更换钻杆，导致机械钻速低，井眼扭曲，并增加了卡钻的危险。

另外，相比PDMs，在高机械钻速下，完全旋转的RSS能产生更平滑的井眼，减少50%的钻进时间。但是，传统的RSS造斜率范围为6-8deg/100ft，并且钻遇软地层或者有夹层的薄岩层时。造斜率更低，井径扩大。为了得到高造斜率下的井身剖面，RSS用于直井和分支井，但是在造斜点和着陆点之间必须使用马达。该过程要求至少使用3套井底钻具组合以及多次起钻操作。

为了减少风险，节省钻进时间，降低费用，钻工更倾向于使用质量高并且带有PDM造斜与旋转功能的RSS。

图1通过提高井眼质量和减少扭曲，该系统减少了卡钻的风险，

良好的部署了套管、滑套以及完井设备

为了满足钻进非常规页岩和高难度地层的要求，斯伦贝谢公司开发了驱动射手（PowerDrive Arch

正 本

XWZ、XKZ、XWC、XKC

系列板框式旋转滤网

技 术 说 明 书

国家电力公司

南京电力自动化设备总厂

二OO一年十月

国家电力公司南京电力自动化设备总厂 XKZ、XKC、XWZ、XWC旋转滤网 说明书

目录

一 前言

二 产品名称与型号 三 标准与规范 四 结构与原理 五 主要参数与技术要求 六 安装与试运转 七 运行与维护 八 订货须知

?地址：江苏省南京市新模范马路38号 ?邮编：210003 ? 国家电力公司南京电力自动化设备总厂 ?电话：025-3418700－3606,3607,3608 ?传真：025-3418700－3600 1

国家电力公司南京电力自动化设备总厂 XKZ、XKC、XWZ、XWC旋转滤网 说明书

一 前言

旋转滤网是火力发电厂地表取水流道中必不可少的的滤水清污设备。它与上游侧的拦污栅配套使用，可以有效地拦截和清除水中的携带的水草、树叶、树枝、鱼虾等污物，以及工农业和城市污水处理等垃圾，保证电