李志刚

摘 要：在工业革命一直到现在为止，社会的进步发展一直都离不开石油天然气的勘测开发，石油天然气的勘探开发又离不开钻井工程的支持，同时，在近几年中，旋转导向技术成为钻井工程的重要技术方法。本文着重探讨了旋转导向钻井技术在水平井中的应用，以供参考。

关键词：旋转导向技术;水平井;应用

1 旋转导向技术流行的原因

在开采石油和天然气多年之后，地球的化石能源呈指数倍的被消耗，普通的、优质的石油地区也已经被开采的差不多，这也就使得必须寻找新的含有石油和天然气的地方以及在开采石油和天然气的同时，需要想办法提高石油和天然气的产量，在寻找新的含有石油和天然气的地方普遍环境比较恶劣，这也需要全新的、更为复杂的钻井技术高效率的完成钻井工作。

本國科技的进步使得寻找石油和天然气的脚步走向了地质更为复杂的地方，例如：海底、沙漠等，同时，由于地质的复杂性使得石油和天然气的开采过程中的钻井技术在不断提高，直至现在，对于复杂地层的油气开发，例如：页岩气、煤层气等，在大位移水平井、复杂超深定向井等中，会大量看到旋转导向钻井技术的身影，因此，旋转导向钻井技术能够适应这些复杂地质的石油天然气的开采，并获得高产量的石油和天然气。

旋转导向钻井技术的产生，不仅适应了复杂地质的石油和天然气的开发，也在钻井成本上，旋转导向钻井技术比传统的钻井技术要低得多，而且旋转导向钻井技术也要比传统的要容易调控和操作的多。同时，在钻机工作时，旋转导向钻井技术的钻柱上受的摩阻与扭阻要比传统钻井技术上钻柱上受的摩阻与扭阻要小的多，这就使得旋转导向钻井技术的钻柱能有效的提高工作效率以及使用更长的时间。旋转导向钻井技术在钻井时还能清晰明了的看清井眼里的情况，这使得钻井过程中能随时了解复杂地质地下的情况，这大大减少了钻井时可能会发生的意外情况，旋转导向钻井技术因此在全世界迅速流行。

2 旋转导向技术的发展历程

开采石油和天然气不仅受环境、地质的复杂程度、天气等因素的影响，还受开采时的钻井技术的影响，在中国，对于石油和天然气的需求逐年上涨，传统的钻井技术也已经无法满足人们对石油和天然气的需求，因此，旋转导向钻井技术逐渐走进人们的视野中，并且旋转导向钻井技术从20世纪90年代发现到如今，不管是在理论知识上还是实践操作上，旋转导向钻井系统在技术上取得了巨大的成就，这也就使得旋转导向钻井技术慢慢地使用于水平定向井的施工过程中。旋转导向钻井技术也由于自身的钻柱的摩阻与扭阻小、成本低廉、能适用于复杂地质的石油和天然气的开采等优势，逐渐取代了原来的钻井技术，成为钻井工程中首先考虑使用的。

旋转导向钻井系统的设计方式包括静态推靠式、静态指向式、动态推靠式以及动态指向式这四种，不同的设计方式可以使用不同的地质情况。旋转导向钻井技术在我国的发展是呈上升趋势，但我国的技术水平远远比不上国际当中的先进水平，随着本国技术人员对旋转导向钻井技术的不断钻研和潜入，在未来，我国的旋转导向钻井技术一定会领先于世界的其他发达国家。

3 旋转导向钻井技术

3.1 旋转导向钻井系统组成

在钻井过程中，旋转导向钻井系统起到不可或缺的作用，它包括旋转导向钻井工具、地面监控系统以及测量系统，从钻井开始、随时掌握钻井时地质里的情况到测量井眼里环境的状况，每一部分都发挥其作用，也形成了一套完整的钻井体系。旋转导向系统最重要的是如何将地下的实时情况及时的反馈到地面上，能够让技术人员根据地下的实时情况来随时更改钻井的方式和角度，其中井下闭环变径稳定器和测量传输仪器（MWD/LWD）是必不可少的机械设备，它们是旋转导向钻井系统的重心，同时，还必须存在地面监控地下井中的双向通讯系统。三者构成了旋转导向钻井系统，相互协作，这样才能让旋转导向钻井技术在水平井中发挥巨大的作用，最大限度的获得地质中的石油和天然气。

3.2 旋转导向钻井系统与传统钻井系统区别

传统钻井系统和旋转导向钻井系统有着本质上的区别，特别是在钻井过程中，传统钻井系统的钻柱不旋转，而旋转导向钻井系统顾名思义，就是在钻柱扭转施工时，能够实时完成指引功用，这也就比传统的钻井系统多了更多的方便性。以下我们具体讨论两者之间的区别。

①在传统钻井系统中，由于钻柱不扭转，在水平大位移井中会造成摩阻与扭阻增长，致使钻速变低、井眼不干净等，进一步导致钻井的效率下降，从而施工的成本上涨。在旋转导向钻井系统中，钻柱扭转施工时，不仅摩阻和扭阻的摩擦力下降，保持井眼的干净，同时也能有效提升钻井的速度、降低钻井的本钱，在施工的同时，也能控制钻井时的方向，以及随时向地面反映地下井中的情况，形成双向通讯系统;

②传统钻井系统在钻井过程中，如果钻井深度超过4000m时，钻井的难度就会变得很大，甚至可能停止钻井工作，超越4000m时的钻井稳定度就会大大下降。对于旋转导向钻井系统，由于在井下钻井时采用稳定器，就会使得钻井速度稳定而持续，在一定程度上保持了施工的安全性。

3.3 旋转导向钻井系统的分类

在使用旋转导向钻井技术时，其中的扭转导向井下器材分为两种：一是推靠式旋转导向井下工具，另一种是指向式旋转导向井下工具。

①推靠式旋转导向井下工具：推靠式旋转导向井下工具的钻头位置装配有偏置稳定器，同时，在偏置稳定器后安装串联一个或者多个的钻柱稳定器，以此来保证钻柱和钻头在工作时的稳定性，从而减少了在钻井时发生事故的可能性;

②指向式旋转导向井下工具：在旋转导向钻井技术中的指向式旋转导向工具上会装置有多个稳定器，而在两个稳定器之间安装一个偏置稳定器，这样会保持旋转导向工具的稳固性。

3.4 旋转导向钻井技术剖析

在钻井施工之前，施工单位的技术人员要保持对施工现场和钻井工具的熟悉程度，对现场的地质、环境、天气等因素进行考察，以及对井中的各项数据进行测试、分析、监控，以此来保持在开展工程时，工程能够顺利开展并完成。同时在旋转导向钻井的工具使用中，必须对工具的状态进行随时检查，同时，我们可以在开工之前，可以对旋转导向钻井工具进行测试，多次试验，然后记录数据，对试验的数据进行分析，保持旋转导向钻井工具的正常使用。在钻井中，也要确保钻头和钻柱配合度高，进而保证施工的安全性。

4 结束语

在未来随着我国的工作人员对旋转导向钻井技术的研究深入，同时，化石资源的不断消耗，使得在开采石油和天然气上，就不得不要提高石油和天然气的产量，在复杂地质上勘测和开采石油和天然气的难度更甚，现在的旋转导向钻井技术可以满足在复杂地质上开采石油和天然气，相比传统的开采石油和天然气的钻井技术，虽然比原来的石油和天然气的产量有所提高，但是石油和天然气的产量还远远不够，为此，我们必须要更进一步发展旋转导向钻井技术。

旋转导向钻井工具的好坏决定钻井工程是否能如期完成，必须要确保在旋转导向钻井工具上的钻头和钻柱的配合度要高、钻头要保证高质量，在对钻头的设计工作上，要坚持多次尝试，多次试验，使得旋转导向钻井工具的导向性能发挥到极致。在通过对旋转导向钻井技术的改良之后，未来旋转导向钻井技术的成本必将更低，普及范围会更广，使得旋转导向钻井技术在水平井中有着更好的应用优势。

参考文献：

[1]田启忠，戴荣东，侯业贵，于少卿，陈丽媛.智能旋转导向钻井技术在海上大位移井的应用分析[C].西安石油大学、陕西省石油学会.2019油气田勘探与开发国际会议论文集.西安石油大学、陕西省石油学会：西安石油大学，2019：2877-2883.

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