王翠霞 付敏清 魏長(zhǎng)鑫 于向明(天合石油集團(tuán)匯豐石油裝備股份有限公司 黑龍江省牡丹江市 157011)

自上個(gè)世紀(jì)90年代現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)誕生以來(lái)，該技術(shù)在油藏開采中得到了普遍的應(yīng)用，也取得了較快的發(fā)展，為油氣藏的開采提供了較大的便利。該技術(shù)所涉及的學(xué)科范圍十分廣泛，導(dǎo)向鉆井主要組成部分包括：MVVD、導(dǎo)向動(dòng)力鉆具以及高效能鉆頭等，導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)基于上述組成部分再附加計(jì)算機(jī)軟件所組成的。根據(jù)導(dǎo)向工具進(jìn)行劃分，導(dǎo)向鉆井技術(shù)可以分為兩種類型，即：旋轉(zhuǎn)與滑動(dòng)導(dǎo)向鉆井?，F(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)為油藏開采提供了較大的便捷，因此對(duì)其發(fā)展近況進(jìn)行了解，能夠使其更好地服務(wù)于油藏開采工作，而且還能對(duì)其工藝流程的優(yōu)化及改進(jìn)提供一定的依據(jù)。

一、現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及進(jìn)展

下面主要對(duì)常見的幾種現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)進(jìn)行闡述，即：旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)、滑動(dòng)導(dǎo)向鉆井技術(shù)及垂直鉆井技術(shù)等。現(xiàn)對(duì)上述幾種常見的導(dǎo)向鉆井技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及進(jìn)展進(jìn)行詳細(xì)地闡述：

1.旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)在鉆井時(shí)，井身軌跡一般較為平滑、鉆井效率高、建井周期時(shí)間較短、鉆頭進(jìn)尺多、鉆速大以及鉆井所需成本較低等。伴隨多分支井、大位移井以及水平井等結(jié)構(gòu)復(fù)雜井的開采，上個(gè)世紀(jì)90年代就誕生了該技術(shù)。

2.滑動(dòng)導(dǎo)向鉆井技術(shù)

由于與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連接，目前隨鉆測(cè)量系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地將井斜角以及方位角等參數(shù)傳遞至地面，從而實(shí)現(xiàn)了鉆頭方向的可調(diào)節(jié)性。在上個(gè)世紀(jì)80年代，導(dǎo)向鉆井的一個(gè)較為關(guān)鍵的技術(shù)就是滑動(dòng)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，然而，該技術(shù)在實(shí)際使用過(guò)程中尚存在著較多的漏洞與缺陷，雖然該技術(shù)能夠降低進(jìn)尺成本以及提高鉆速，但是馬達(dá)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斷脫或者嚴(yán)重地磨損等事故。隨著人們對(duì)資源的需求量不斷增大，由于油氣藏地質(zhì)及環(huán)境等方面存在的問題，勘探以及開采的難度也隨之而增大，滑動(dòng)鉆井技術(shù)已無(wú)法滿足其要求，因此，人們開始將目光聚焦于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)上面。

3.垂直鉆井技術(shù)

垂直鉆井技術(shù)主要包括如下幾個(gè)技術(shù)：（1）偏軸鉆具組合防斜打快技術(shù)。當(dāng)鉆壓較大時(shí)，偏軸鉆具組合由于其上安裝有偏軸接頭，使得在偏軸接頭部位產(chǎn)生一個(gè)較大的彎矩作用，從而使得鉆具組合產(chǎn)生一定的彎曲變形。轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)鉆柱使得偏軸鉆具組合產(chǎn)生較大的弓形回旋，一方面由于其具有陀螺效應(yīng)，具有穩(wěn)斜作用而不易增加井斜；另一方面，由于鉆頭均勻地對(duì)井壁周圍產(chǎn)生了切削的作用，從而克服了常規(guī)鐘擺鉆具鉆頭向上井壁帶來(lái)的增斜效果。（2）偏心“剛?cè)帷便@具組合防斜打快技術(shù)。相關(guān)研究證實(shí)，該類型的鉆具能夠在一定程度上防止井斜以及提高鉆井的工作效率，然而缺少“動(dòng)力學(xué)效應(yīng)”，當(dāng)其在高、陡構(gòu)造等易于傾斜的地層中進(jìn)行垂直鉆井時(shí)，常常無(wú)法達(dá)到理想的防斜效果。因此，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)偏心控制方面的設(shè)計(jì)，將偏心控制器安裝其上，從而形成了偏心“剛?cè)帷便@具組合，其具體組合部分為：鉆頭+“剛?cè)帷便@鋌+偏心控制器+加重鉆桿+全尺寸穩(wěn)定器+普通鉆鋌。

二、導(dǎo)向鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

基于如上關(guān)于幾種常見的現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)的發(fā)展情況的闡述可知，現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)在為油藏開采提供一定的便捷的同時(shí)，也存在諸多問題，這些問題在很大程度上阻礙了現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)的發(fā)展。因此，基于現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)，筆者認(rèn)為，應(yīng)大力對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)。

1.控制旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井理論

有效控制現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)的發(fā)展可以通過(guò)很多方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，筆者認(rèn)為，主要包括如下途徑：（1）在將旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際過(guò)程中時(shí)，對(duì)鉆柱力學(xué)效應(yīng)的求解方法以及模型、相關(guān)理論等進(jìn)行深入地談及；（2）在設(shè)計(jì)自主式的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)時(shí)，可根據(jù)自主制導(dǎo)的相關(guān)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)；（3）對(duì)指令的控制設(shè)計(jì)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，可根據(jù)地面向井下傳達(dá)下行指令的相關(guān)原理，其涉及可以使得旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具通過(guò)指令來(lái)發(fā)生動(dòng)作反應(yīng)；（4）若要解決超調(diào)、大滯后以及不確定因素等復(fù)雜性的問題，可以采取旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向智能控制理論對(duì)該問題加以解決。

2.新型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的開發(fā)

基于推靠鉆頭旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的設(shè)計(jì)，可以研發(fā)出定向鉆頭，該鉆頭運(yùn)行原理與推靠鉆頭導(dǎo)向原理不一樣，定向鉆頭可以使得鉆頭出現(xiàn)定向造斜，該鉆頭能夠在井斜較大的條件下具有減小斜度的作用，而在井眼斜度為5°以上時(shí)，可穩(wěn)斜以及增斜。

3.現(xiàn)代垂直鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析

由當(dāng)前時(shí)期下國(guó)內(nèi)外垂直鉆井技術(shù)的發(fā)展情況可以得知，現(xiàn)代垂直鉆井技術(shù)的發(fā)扎趨勢(shì)主要包括如下結(jié)果方面：（1）研發(fā)出一種不僅可以解放鉆壓，而且還能防斜打直，且可以將二者之間進(jìn)行有機(jī)結(jié)合起來(lái)的垂直鉆井技術(shù)；（2）在國(guó)外，隨著定向井以及水平鉆井技術(shù)發(fā)展而來(lái)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)在垂直鉆井領(lǐng)域中已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展與實(shí)際應(yīng)用效果。因此，研發(fā)此種用于垂直鉆井用的導(dǎo)向工具已經(jīng)十分緊迫。

結(jié)論

綜上所述，現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)取得了較快的發(fā)展，為油藏開采提供了較大的便利。然而，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)卻存在著一些缺陷，這對(duì)于該技術(shù)的廣泛應(yīng)用極為不利，因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，以更好地應(yīng)用于油藏開采工作之中。

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