最新定向井导向钻井技术的学习及其应用

定向井导向钻井技术的学习及其应用

题目：定向井导向钻井技术的学习及其应用所属系部：石油工程系

专业：钻井工程

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目录

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1.1研究定向井导向钻井技术的学习及其应用的意义 0

1.2定向井导向钻井技术的国内外现状 0

1.3本文研究思路 (1)

第2章导向钻井技术的定义及类型 (2)

2.1导向钻井的定义 (2)

2.2导向钻井方式的分类 (2)

2.3导向钻井导向工具工作方式的分类 (3)

第3章滑动导向钻井技术 (5)

3.1滑动导向钻井技术的主要工具 (5)

3.2滑动导向钻井技术的主要计算模型 (5)

3.3导向能力预测方法 (6)

3.4导向钻井技术中的几个问题 (7)

3.5解决好滑动导向钻井关键技术是发挥滑动导向的最佳效能的前提 (10)

3.6滑动导向钻井技术要点和注意事项 (10)

第4章旋转导向钻井技术 (12)

4.1旋转导向钻井的历史现状 (12)

4.2A UTO T RAK旋转闭环钻井系统 (13)

4.3P OWER D RIVE旋转导向钻井系统 (14)

4.4G EO-P ILOT系统 (17)

4.5旋转导向方式的分类 (17)

结论 (19)

致谢 (20)

参考文献 (21)

摘要

21世纪以来,为适应现代油气勘探开发需求,复杂结构井已经成为当前国际石油

工业的前沿与关键性技术。与此同时,现代导向钻井技术应运而生,其中被誉为“钻井导弹与制导技术”的旋转导向钻井工具与技术,是现代导向钻井技术的重要组成部分,对促进现代导向钻井技术发展具有重要战略意义。为了满足国内油气勘探开发形势

的需要,缩短国内钻井技术水平与世界先进水平之间的差距,打破国外先进技术的垄断,国内开始进行定向井导向钻井技术的攻关研究。本文介绍了几种导向钻井技术的原理及特点与应用来让我们更深的对定向井导向钻井技术的进行学习。

关键词：定向井；导向钻井；滑动导向钻井技术；旋转导向钻井技术

第1章绪论

1.1 研究定向井导向钻井技术的学习及其应用的意义

随着油田勘探开发的深入和钻井工艺技术的不断进步，特殊工艺定向整个钻井工作量中的份额越来越大，钻井按难度也越来越大，特殊工艺定向井是指限坝区半径、高造斜率和长稳斜段定向井，为保证特殊工艺定向井的井身质量同时提高钻井速度、降低钻井成本，必须应用先进的钻井工艺技术，只有这样才能日益开放市场竞争中站稳脚跟，才能创造出较好的经济效益和社会效益。为此，开展导向钻井技术在特殊工艺定向井中的应用研究是十分必要的。

导向钻井技术是八十年代国外钻井工程界研究成功的一项先进的井眼轨迹控制技术，常用钻井组合为:PDC钻头+加长马达+变径稳定器+LWD/MWD。根据国内现有的设备仪器条件，确定了具有胜利油田特点的导向钻井组合:PDC钻头+小角度（≤1°）动力钻具+有线随钻或MWD。这种导向钻具组合的特点是采用小角度的单弯螺杆钻具，配合无线（或有线）随钻实现井眼轨迹的连续控制，使转盘(或顶驱)钻井与螺杆钻进相结合，旋转钻井与滑动钻井交替使用，保证井眼轨迹的控制精度，从而达到提高钻井速度，降低钻井成本，保护油气藏的钻井目的，它不但适合大、中曲率半径的水平井和大斜率井，而且更适合于直井、定向井和丛式井，一套钻具结构技能完成直井井段、造斜段、稳斜段和降斜段，又能随时调整井斜和方位。

1.2 定向井导向钻井技术的国内外现状

1.2.1 国内现状

胜利油田承担国家“863”计划“导向钻井系统关键技术研究”后，与西安石油大学联合开发了3套导向钻井井下工具系统样机，进行了20多次的地面试验，2006年8月在营12一斜225井上进行了包括旋转导向钻井井下工具、MWD随钻测量系统、信息上传系统和地面监控系统在内的整个导向钻井系统的联合现场试验，获得了成功。这表明我国自主研发的旋转导向系统经过攻关，完成了关键技术研究及样机开发阶段，下一步将进入技术完善阶段，为商业化应用奠定了基础。

1.2.2 国外现状

近年来，导向钻井系统的研究与应用取得了突破性进展。目前国外最成熟且应用广泛的导向钻井系统主要有贝克休斯 INTEQ公司的Au— toTrak、斯伦贝谢公司的PowerDrive和哈里伯顿公司的Geo—Pilot。导向钻井系统的核心是旋转导向钻井井下工具系统。旋转导向钻井井下工具系统按工作方式分为静态偏置推靠钻头式、动态偏置靠钻头式和随着勘探开发领域的不断拓展与深入，高陡构造、大倾角地层的勘探开发工作量越来越大，井斜问动态偏置推靠钻头式静态偏置指向钻头式全旋转外筒不旋转高中高由存在消除题在一定程度上成了制约这些区域勘探开发工作的质量、效益乃

至成败的关键。为了更好地解决直井防斜问题，国内外一直致力于新型防斜钻具与技术的研究与开发。

1.3 本文研究思路

在介绍钻具失效研究的重要性的基础上，分析了钻具失效的重要性、应用范围、适用条，也分析了钻具失效专用设备和工具，最后分析了钻具失效研究的应用评价和发展方向，通过对以上问题的具体分析，说明了钻具失效的发展前景。

第2章导向钻井技术的定义及类型

2.1 导向钻井的定义

导向钻井实际就是井眼轨迹控制问题，无论是常规直井或特殊工艺井，都需要井眼轨迹控制。直井需要防斜打直，定向井需要按设计井眼轨道控制钻头钻进的轨迹。传统的导向钻井（即井眼轨迹控制）是由井下导向工具配以适当的钻井参数来实现的，自动导向钻井是由井下计算机根据随钻采集的参数自动控制导向工具来实现的。

自动导向钻井技术是钻井工程领域的高新技术，代表着世界先进的钻井技术发展方向。目前，在世界范围内水平井、大位移井、分支井等高难度的复杂井正蓬勃发展，常规钻井技术难以适应需要，必须依靠先进的导向技术才能保证井眼轨迹的准确无误。

2.2 导向钻井方式的分类

导向钻井按照导向的依据可分为几何导向钻井和地质导向钻井

2.2.1 几何导向钻井

根据井下测量工具（MWD）测量的井眼几何参数（井斜角、方位角和工具面角）来控制井眼轨迹的导向钻井方式称为几何导向钻井。如果井下参数测量和导向工具的控制由井下计算机完成，则为自动几何导向钻井。

几何导向（GS）与地质导向技术（GST）是现代导向钻井技术中非常重要的组成部分，近年发展很快，其基本功能是：

几何导向是在开发成熟油田的钻井地质情况完全清楚、几乎不存在地质不确定性问题时，按设计的三维井眼轨迹空间几何位置进行导向与控制，并具有较高的控制精度。

几何导向技术的进展情况是：

（1）使用配有计算机及专用软件的调制式高精度、灵敏度的全旋转导向工具，能使所钻井身平滑、轨迹准确。

（2）在旋转导向工具内装有加速度计、磁力计、陀螺仪的随钻测量井身轨迹参数（井斜角、方位角）及导向工具面角的井下随钻测量仪表，目前正在研究近钻头空间姿态测量仪表。

（3）不断改进地面与井下闭环信息流双向通讯系统及指挥控制指令系统。

（4）建立地面监控实钻井身几何轨迹及动态可视化系统。

（5）具有先进的预置井身轨迹智能化设计软件。

2.2.2 地质导向钻井

地质导向是在拥有几何导向的能力的同时，又能根据随钻测井（LWD）得出的地质参数（地层岩性、地层层面、油层特点等），实时控制井眼轨迹，使钻头沿着地层