閆長政（中石化中原石油工程有限公司鉆井三公司，河南 開封 475300）

淺談隨鉆導向技術在水平井鉆井中的運用

閆長政（中石化中原石油工程有限公司鉆井三公司，河南 開封 475300）

隨著大斜度分支井和救援井等高新技術的運用，隨鉆導向和實時地質(zhì)解釋對準確中靶、控制井眼軌跡、提高鉆井效率、提高油層鉆遇率、提高油井產(chǎn)量等方面具有重要意義。因此先進的隨鉆測井技術和研發(fā)隨鉆導向儀器是當今石油技術人員努力的方向。

隨鉆導向；隨鉆測井技術；隨鉆導向儀器

進入21世紀以來，隨鉆導向技術被公認為是最有發(fā)展前景的鉆井技術。隨鉆導向技術不僅能獲得鉆井、測斜和地質(zhì)錄井以及其他地質(zhì)參數(shù)，還能及時調(diào)整鉆井參數(shù)保證鉆井成功率，提高鉆遇油層的幾率。在國際市場中，斯倫貝謝是唯一一家擁有商業(yè)化隨鉆導向技術及儀器的油服公司，有很高的市場占有率。在國內(nèi)，中國石油集團鉆井工程技術研究院研發(fā)的CGDS-1，是我國獨立知識產(chǎn)權的近鉆頭地質(zhì)導向鉆井系統(tǒng)。

1 隨鉆導向技術的特點

1.1 隨鉆導向技術的歷史

隨著油田勘探技術的發(fā)展和進步，涌現(xiàn)出許多新興的鉆井技術。隨鉆導向技術是鉆井作業(yè)的核心技術。被廣泛應用于大位移定向井、水平井和其他特殊工藝井中。

早期的隨鉆導向技術依賴于測井技術和儀器。其中隨鉆測井技術主要包括隨鉆自然伽馬、電阻率、巖層密度、聲波、中子孔隙度、井徑、地層溫度等。這些技術所需要的儀器可根據(jù)施工需要的順序和MWD連接，從而組成不同內(nèi)容的實時地質(zhì)測井系統(tǒng)，對所需地層進行各種參數(shù)的測量，并了解地層性質(zhì)，巖層界面，巖層走向及地層流體性質(zhì)等參數(shù)，最后通過井眼軌跡控制鉆遇目的地層。但這些數(shù)據(jù)很容易受到干擾，尤其依賴于泥漿質(zhì)量。在定向過程中，需要地面可調(diào)彎頭調(diào)整工具面，鉆井過程中使用滑動鉆進來形成所需工具面和井斜。其原理是利用反扭矩實現(xiàn)定向。由于井下數(shù)據(jù)不能非常及時的傳輸?shù)降孛?，因此整個導向過程不能實現(xiàn)實時連續(xù)進行。

如今運用較多的是近鉆頭地質(zhì)導向鉆井系統(tǒng)。該系統(tǒng)將隨鉆導向工具安裝在鉆頭上方，距離鉆頭的位置很近，能保證鉆頭一直在目的地層鉆進。常規(guī)的LWD/MWD隨鉆導向工具都在鉆頭后面較遠的地方，大概有40尺的距離，由于這段距離的存在給后期定向帶來了很多不準確性，很難保證鉆頭穿過一些薄油層。

隨著鉆井技術的不斷發(fā)展，一些更先進的隨鉆導向工具橫空出世。如斯倫貝謝的旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)。這套系統(tǒng)分靜態(tài)可調(diào)式旋轉(zhuǎn)導向和動態(tài)可調(diào)式旋轉(zhuǎn)導向。靜態(tài)可調(diào)式旋轉(zhuǎn)導向和近鉆頭導向系統(tǒng)很接近，他們都是在鉆柱不旋轉(zhuǎn)時進行定向工作，但是由于導向工具的技術革新，這套導向系統(tǒng)能實現(xiàn)實時傳導數(shù)據(jù)和控制鉆頭軌跡，從而更高效準確的完成鉆井；動態(tài)旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)將鉆具轉(zhuǎn)動穩(wěn)定器安裝與井下組合中，通過控制可調(diào)偏心穩(wěn)定器翼片在一固定方向輪流伸出，從而給鉆頭一個反扭矩力實現(xiàn)定向，同時通過調(diào)整導向軸方向使鉆具處于工作需要的工具面上。施工時，由高壓流體提供動力，高壓流體經(jīng)過導向軸進入高壓腔流經(jīng)控制閥，控制翼片工作。

1.2 隨鉆導向技術的優(yōu)缺點

早期的隨鉆導向系統(tǒng)，主要受限于當時技術的不成熟，許多數(shù)據(jù)無法得到處理或者不能得到及時處理。造成井下軌跡無法準確控制。在施工過程中，需要大量的時間和人力去分析處理數(shù)據(jù)。同時泥漿的性能對數(shù)據(jù)的干擾很大，有時候泥漿性能的變化直接導致沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛妗?/p>

隨著鉆井技術不斷的進步，涌現(xiàn)出許多優(yōu)質(zhì)的隨鉆導向技術。這些技術能準確、高效的指導鉆頭工作，不斷地提高了生產(chǎn)效率。但由于技術專利的限制，這些技術的使用成本都很高，在很大程度上制約了其商業(yè)化發(fā)展。

2 國內(nèi)外隨鉆導向技術的現(xiàn)狀及趨勢

2.1 國外現(xiàn)狀及趨勢

進入21世紀以來，隨鉆導向技術運用的范圍越來越廣。在國外，各大油服公司掌握著最先進的技術，他們擁有全球最好的隨鉆導向系統(tǒng)。如：斯倫貝謝公司的POWERDRIVE旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)，該系統(tǒng)曾被稱為世紀產(chǎn)品，能運用于各種復雜地層，經(jīng)過這些年的改進，現(xiàn)在已經(jīng)是全球唯一一個能商業(yè)化的隨鉆導向系統(tǒng)產(chǎn)品。其次還有貝克休斯的AUTOTRAK旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)，SPERRY-SUN公司GEO-PILOT旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)等等。這些公司都代表全球鉆井技術的前沿技術，同時也占據(jù)了全球市場最大的油服分額。其昂貴的租用價格也讓很多石油勘探公司驚嘆。

2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀及趨勢

在國內(nèi)，由于技術和制造工藝的限制，許多隨鉆導向系統(tǒng)都是模仿的國外淘汰的產(chǎn)品，再加以改進運用。這些導向系統(tǒng)的弊端也很明顯。近年來，中國石油集團自主研發(fā)了一套近鉆頭地質(zhì)導向鉆井系統(tǒng)（CGDS-1），這套系統(tǒng)將測量、傳輸和導向各大功能集合到一起，就像給鉆頭裝上了眼睛一樣，能實時、準確地指導鉆頭鉆進，從而更準確、快速的完成鉆井，大大地提高了鉆井質(zhì)量和效率。

3 結語

隨著各種高難度井的開發(fā)，使用隨鉆導向技術將成為全球鉆井現(xiàn)場施工的首選技術。因此，不斷的開拓創(chuàng)新，技術革新是鉆井技術人員應該努力的方向。

[1]榮海波,賀昌華.國內(nèi)外地質(zhì)導向鉆井技術現(xiàn)狀及發(fā)展.鉆采工藝.

[2]孫金浩.水平井地質(zhì)導向及解釋技術研究及應用.國外測井技術.

[3]閆振來.基于隨鉆測井的地質(zhì)導向解釋系統(tǒng)研究與應用.鉆采工藝.