塔里木深井旋转地质导向钻井技术
塔里木区块深井与超深井钻井技术
塔里木区块深井与超深井钻井技术塔里木区块深井与超深井钻井技术摘要：按照国际通用概念井深超过4500m的井称为深井井深超过6000m的井为超深井超过9000m的井为特深井。
塔里木地区的井多为深井、超深井其中不乏超深水平井。
我队自20__年底入疆以来先后承钻了8口井有了一定的钻探经验本文重点对塔里木区块深井、超深井以及超深水平井技术难点、分段施工要点进行了阐述。
关键词：技术难点施工要点提速超深水平井 1、深井钻井工程的主要技术难点 1.1、深井钻井要钻穿多套地层所钻遇的地层古老、致密、研磨性强、硬度高、钻井速度慢有些地区还含有盐膏层和砾石层等复杂地层。
1.2、大部分地区上部大井眼、深部小井眼工具和参数受限制机械钻速低钻井周期长；同时复杂的地层和长时间的施工也容易使钻具造成严重损坏和磨损从而引发事故。
1.3、传统的钻井目标是垂直钻井要求直井防止井眼倾斜这在许多地层倾角大的地区特别是山前构造极易发生井斜难以有效控制轨迹。
1.4、许多陆相地层泥页岩含量高、微裂缝发育极易水化造成井壁失稳；许多海相地层裂缝、溶洞发育砾岩胶结较差漏失严重井壁稳定性差井漏、井涌、井塌、缩径、卡钻等井下复杂情况频发。
1.5、由于深井井下温度高、压力大既要求钻井液必须具有良好的抗温、抑制防塌性能又对钻井井下工具和测量仪器提出了更高的要求。
1.6、由于深井中许多地层气窜、漏失环空间隙小高温、高压等问题造成固井施工难度极大。
而塔里木盆地油气钻井地面条件困难工程施工外部环境差；所钻地层复杂裸眼段长同一井段分布不同压力系统特别是山前构造、高陡构造发育地层可钻性差岩性不稳定在钻井过程中机械钻速低、事故与复杂频发深部地层高温高压钻井液处理难度大目的层钻井液密度窗口窄溢漏同层。
随着钻井技术的发展导向钻井、随钻技术、气体钻井、控压钻井等技术得到了广泛的应用。
钻井装备水平也进一步提高我队配备了70DB电动钻机和顶部驱动装置。
电动钻机最大的优点是动力无级调速即绞车、转盘、钻井泵的速度可以连续变化有利于钻井参数的调配司钻台上装有各种监测仪表对钻井参数实时监测及时判断井下情况预防井下各种事故的发生而配备顶驱的钻机在处理井下复杂时也具有一定的优势。
塔里木超深井钻井技术难点分析与对策
塔里木超深井钻井技术难点分析与对策作者：李书君来源：《环球市场》2019年第09期摘要：塔里木油田钻探施工过程中，基于超深井的钻井施工的难点问题，设计最佳的钻井施工设备，选择最佳的钻具组合形式，提高超深井钻井的速度，保质保量地完成超深井钻井施工的任务。
提高超深井钻井施工的质量，满足塔里木油田勘探开发的需要。
关键词：塔里木超深井；钻井技术；难点分析；对策超深井的钻井提速技术措施成为超深井钻井的难点问题，在超深井的钻井施工过程中，极易引发卡钻等事故，影响到钻井施工的顺利进行，有必要采取最有效的技术措施，合理解决影响深井钻井施工的技术难点问题，提高钻井施工的效率。
一、塔里木超深井钻井技术难点分析塔里木油田属于内陆的山间盆地，超深井钻井的难度系数大，机械钻速低，导致钻井施工周期长，井下的管柱系统容易摧毁，深部地层高压高温的状况，常规的钻井工具和设备很难承受高温高压的环境，降低了钻头的切削能力，因此影响到钻井施工的顺利进行，需要采取最佳的技术措施，结合超深井钻井施工的实际状况，优选最佳的钻具组合，甚至设计符合超深井条件的钻井工具和仪器设备，达到超深井钻探施工的技术要求。
针对塔里木油田超深井钻探的每个难点问题，采取最佳的处理措施，合理规划井眼轨迹，选择先进的钻井工程技术措施，提高机械钻速，设计最优化的钻井施工程序，保证超深井钻探施工的顺利进行，避免发生安全事故，达到设计的钻井施工的质量。
二、提高塔里木超深井钻井效率的对策基于塔里木油田超深井钻井事故频发的特点，塔里木超深井的裸眼井段的压力窗口窄，机械钻速低，影响到钻井进尺，井下的管柱系统易损毁，深井的环境条件恶劣，高温高压的情况下，极易导致钻具的疲劳，影响到钻井施工的安全性。
（一）安全钻井技术措施的选择和使用超深井钻井施工的窄压力控制区域，当钻头钻穿岩层后，原始的地层压力遭到破坏，改变了储层的压力结构，给后续的钻探施工带来不可预知的难度。
通过对塔里木油田钻井地质的研究，地质条件复杂性的特点，地层变化大，给钻井施工带来巨大的难度。
旋转导向钻井技术介绍
•1993年，意大利AGIP公司与美国BakerHughes INTEQ公司合作
在早期的垂直钻井系统(VDS)和直井钻井装置(SDD)基础上研制
了旋转闭环系统(RCLS)。
Triple Combo
Non Rotating
•199S7le年ev注e 册为AutoTrak，正式推向市场 。
• 用连续旋转钻井方式钻成理想的井斜和方位，既可以精确地按照
Magnitude
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（1）AutoTrak RCLS系统
整体设计
①非旋转固定套筒上装有能够单独操作的、可调的导向筋，导向筋 可以在钻头上形成侧向力，以便进行造斜或保持现在的井眼轨迹；
②井下计算机和传感器可连续监测和控制相对于下步目标的当前井 眼轨迹，地面与地下的实时双向通信联系。
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Control principle two way communication
静态偏置式：偏置导向机构在钻进过程中不与钻柱一起旋转，从 而在某一固定方向上提供侧向力。
调制式：偏置导向机构在钻进过程中与钻柱一起旋转，依靠控制 系统使其在某一位置定向支出提供导向力。
旋转导向钻井系统的工 作机理都是靠偏置机构 (Bias Units)偏置钻 头或钻柱而产生导向。
两种偏ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ工作方式对比
5
2、旋转导向钻井系统分类
（3）综合考虑导向方式和偏置方式分类
静态偏置推靠式： Baker Hughes Inteq公司AutoTrak RCLS。 动态偏置推靠式（调制式）： Schlumberger Anadrill公司
PowerDrive SRD。 静态偏置指向式：Halliburton Sperry-sun公司Geo-Pilot系统。
旋转导向钻井技术应用研究及其进展
旋转导向钻井技术应用研究及其进展旋转导向钻井技术是一种应用于油气井钻进过程的高效技术，能够实现井眼轨迹的精确控制和井眼的方向调整。
随着油气资源的逐渐枯竭，人们迫切需要开发复杂地质条件下的油气井，传统的钻井技术已经无法满足需求，因此旋转导向钻井技术应运而生。
本文将对旋转导向钻井技术的应用研究及其进展进行探讨。
旋转导向钻井技术是利用旋转导向钻杆和钻头的旋转力来实现井眼轨迹控制的技术。
其主要原理是通过改变钻头的钻入方向，使井眼偏离垂直方向，从而实现井眼方向的调整。
旋转导向钻井技术主要包括方位调正技术、角度调整技术和井眼质量控制技术。
方位调正技术主要利用方位调整力来改变钻头的方位，使井眼的方向符合设计要求；角度调整技术则通过调整钻头的倾斜角度来实现井眼的曲线控制；井眼质量控制技术则主要关注井眼质量的综合评价和改进措施。
旋转导向钻井技术的应用研究主要包括三个方面：工程实践、理论研究和装备创新。
在工程实践方面，旋转导向钻井技术已经在世界范围内得到广泛应用，包括海上油气勘探、复杂地层开发和井间隔井等。
北海油田利用旋转导向钻井技术，成功实现了多井轨迹的控制和方向调整，有效提高了油气采收率。
在理论研究方面，学者们对旋转导向钻井技术的相关理论进行了深入研究，包括钻杆与地层的摩擦力分析、转向力与井眼方向的关系等。
在装备创新方面，各大石油公司和钻井服务公司纷纷研发出新型旋转导向钻井设备，如可调节角度钻井工具和高性能钻头等，不断提高旋转导向钻井技术的效率和可靠性。
旋转导向钻井技术在应用过程中还存在一些问题和挑战。
复杂地质条件下的井眼轨迹控制仍然是一个难题，需要进一步提高钻井工具的性能和精度。
钻井液的选择和性能对井眼轨迹的控制和井眼质量的影响也需要深入研究。
旋转导向钻井技术在高温高压环境下的应用还有待突破。
旋转导向钻井技术是一种非常有前景的油气井钻进技术，经过多年的应用研究和装备创新，已经取得了一系列的进展。
随着油气资源的日益枯竭和复杂地质条件的开发，旋转导向钻井技术仍面临一些问题和挑战。
地质导向钻井技术
地质导向钻井技术
四种信号传输方式 负脉冲
泥浆负脉冲发生器需要组装在专用的 无磁钻铤中使用，开启泥浆负脉冲发生器 的泄流阀，可使钻柱内的泥浆经泄流阀与 无磁钻铤上的泄流孔流到井眼环空，从而 引起钻柱内部的泥浆压力降低，泄流阀的 动作是由探管编码的测量数据通过调制器 控制电路来实现。在地面通过连续地检测 立管压力的变化，并通过译码转换成不同 的测量数据。
优点：数据传输速度较快，适合于普 通泥浆、泡沫泥浆、空气钻井、激光钻 井等钻井施工中传输定向和地质资料参 数。
缺点是：地层介质对信号的影响较大， 低电阻率的地层电磁波不能穿过，电磁 波传输的距离也有限，不适合超深井施 工。
地质导向钻井技术
导向钻井技术施工特点
导向钻井技术在提高钻井速度、缩短建井周期、精确 控制轨迹几何走向方面发挥积极的作用，但不能确保轨 迹一直在产层中穿行，对于油气的运移不能识别，在碰 到意外地质变化的情况下仍需要借助电测仪器来确定真 实的目的层或重新评价其开发价值
导向工具主要是井下动力钻井具导向工具主要是井下动力钻井具其它的配套钻井工具包括钻头定向接头弯接头定向弯接头无磁钻杆井下仪器mwd悬挂短无磁钻杆井下仪器mwd悬挂短铤短钻铤加重钻杆斜坡钻杆井下加力器震击器扶正杆井下加力器震击器扶正器单向阀和其它无磁非无磁配合接头等右图为两种典型的导向具组合地质导向钻井技术地质导向钻井技术地质导向钻井技术地质导向钻井技术导向钻井技术的导向工具主要是马达其它配套钻井工具包括钻头定向接头弯接头或定向弯其它配套钻井工具包括钻头定向接头弯接头或定向弯接头无磁钻杆井下仪器mwd悬挂短节无磁钻铤短无磁钻铤钻铤短钻铤加重钻杆斜坡钻杆井下加力无磁钻铤钻铤短钻铤加重钻杆斜坡钻杆井下加力器震击器扶正器单向阀和其它无磁非无磁配合接头地质导向钻井技术地质导向钻井技术地质导向钻井技术地质导向钻井技术有线随钻工作原理和施工工艺有线随钻工作原理和施工工艺sst地面仪器给井下仪器通过电缆供电sst地面仪器给井下仪器通过电缆供电井下仪器完成对数据的实时采集后按一定数据格式通过电缆传送至地面地面仪器对接受到的信号经解码处理计算后器对接受到的信号经解码处理计算后得到井下实时数据并在司钻阅读器上显需要利用sst进行导向钻进或测量时将井下仪器通过电缆下放到井底进行测量或座键后随钻施工
塔里木深井薄油层旋转地质导向钻井技术应用
１塔 里木油田深井薄油层钻井技术的难点分析 １ ． １ 目的层埋藏深 、厚度薄 在 目的层 的垂深大 于５ 千米 的情 况 下，完钻 井深 约为 ５ ． ５ 千 米至６ 千 米 ，此 时 ，传 统 滑 动钻 进 方 式 会 遇 到 摩 阻扭 矩 的 增 加、对Ｍ Ｗ Ｄ 信号传 输要求提 高等 问题 ，影 响开采效果 ，应该更 推荐双 台阶 水平井 钻井方 式 ，通 过 引入旋转 地质 导 向钻 井技 术 ，能够 提 高岩屑运 移 的速度 ，并保 持井 眼的清洁 ，从而 有 效降低摩阻 ，进一步提高水平井段 的实 际延伸 能力 。 １ ． ２裸眼井段长 、岩性变化大 当 二开 裸 眼井 段为 ５ 千 米长 时 ，茹 卡 与托 压 现象 的 发生 概率会 大大 增加 ，由于垮 塌层 与渗漏 层 同处一个井 眼 内，加 上钻 时不均 匀等 因素 的影 响 ，开采人 员必 须根据 实际钻 井 的 地质 情况 ，选择合 适 的钻 头 型号 ，加 强短 程起下 钻 ，协 助带 砂。 １ ． ３构造边缘的地层对 比困难 ，储集层横 向展布 不均 塔 里 木 深 井 薄 油 层 的 油 藏 ， 受 地 层 倾 角 变 化 很 大 ， 且 构 造边 缘砂体 的发 育还不 够稳 定 ，难 以实现 地层对 比等 因素 的 影响 ，使得 油层追 踪工作 以及 着陆位 置判 断工作 的难度 也大 增 。所 以，在实 际作业 时 ，首 先必须 确保 随钻测 井数据 的准 确性 ，同时还要保 证导向工 具的造斜 调整能力稳定高效 。 １ ． ４轨道控制要求 的精 度很 高 在斜井段作业 时，必须 对井斜角进行实时监测 ，以避免应 泥岩 中 的工 具造 斜率 的不稳 定性影 响判 断的准确 性 。对于 实 钻轨 迹不 能跟上 设计 轨迹 的状况 ，必须及 时处理 ，同时 因为 薄 油层 的靶 窗极 窄 ，因此着 陆角度 必须精 准定位 。同时 ，在 水平 段油层 ，要 保证 能够获 得准确 的地层 交角 、实钻 轨迹信 息 等 ，提 高油 层 的 钻遇 率 ｕ Ｊ 。 ２旋转地 质导 向技 术原理 “ 地质 导向 ”通过把油藏工程技术 、随钻测井 技术 、钻井 技 术 的 三 合 一 ， 能 够 实 现 在 油 藏 储 集 层 中 水 平 井 轨 迹 位 置 的 优 化 ，有 效 降低 钻井 风险 ，并大 大提 高了钻井 效率 ，从而 获 取 更高 的单井 产量 ，提高投 资收 益 。旋转地质 导 向技术开 展 实 际 的地 质 导 向 作 业 时 ，其 主 要 依 赖 的 各 种 旋 转 导 向 工 具 的 辅 助 ，同时 随钻 测井 仪器 能够实 时测量 各种地 质参 数 ，并通 过Ｍ Ｗ Ｄ 仪 器 实 时 上传 到 地 面 的软 件 系 统 ，形 成 最 新 的地 层 构 造 模 型，实现对钻进轨道的控制 。 旋转 导向工具种类很多 ，按导 向方式 可划 分为以下三类， 分别是 推靠 式、指 向式 以及 复合 式 。其 中，指 向式、复合 式 能够获 得更 高的造斜 率 ，且实 际 的工 作性能 基本 不受地 层岩 性 的影 响 ，因此 ，正逐渐 成为将 来世 界旋转 导 向工具 的发展 指引。 在实际 的施工过程 中，应 该先分析井区地层特征 ，并结合 施工 的具体 需要 ，在 钻具组合 中，选择接入合 适的Ｌ Ｗ Ｄ 仪器 ， 实现对 测量 地层 自然伽 马 、钻 压 、方位 、地 层 电阻率 、地层 温度 、岩石 孔 隙度 、扭 矩 、井 斜 、工具斜 角等参 数 的实时测 量 ，并 将这些数量经 由Ｍ Ｗ Ｄ 仪器上传 至地面 的数据 平 台，帮助 现 场地质 导 向工程师 分析构 造倾 角、岩 石性质 等 ，从而调整 井 眼轨 迹 。 ３ 旋转地质导向钻井技术在塔里木油 田深井 薄油层现场应 用 的分析 ３ ． １旋转导向钻进效果 在水平 段 与斜井 段选 用旋 转钻进 方 式 ，能够快速 把钻 压 传 递 到钻头 ， 因此 可 以有效解 决使用 螺杆钻 具滑 动钻进 所产 生 的托压 问题 。而 通过 三维 定 向控 制 ，则能够让 井 眼更加平
旋转导向技术在水平井中的应用
旋转导向技术在水平井中的应用引言水平井是一种特殊的油井，其在储层中以水平方向延伸。
水平井的应用可以在提高油气开采效率的同时减少地面环境破坏，因此在近年来得到了广泛的应用。
而旋转导向技术则是一种主要用于定位井眼的技术，可以精准控制井眼的方向和位置。
本文将介绍旋转导向技术在水平井中的应用，包括其原理、优势以及一些在实际开采中的应用案例。
1. 旋转导向技术的原理旋转导向技术是一种通过旋转钻头来改变井眼方向的技术。
其基本原理是通过钻具的旋转使得井眼在地下钻进过程中呈现一定的方向变化。
具体来说，当钻头在钻进过程中旋转时，由于地下的阻力和摩擦力的作用，井眼会随着钻头的旋转而呈现出一定的曲线方向。
通过精确控制钻头的旋转速度和方向，可以实现对井眼的定向控制，从而在地下形成水平井。
2. 旋转导向技术在水平井中的优势相较于传统的直井钻探技术，旋转导向技术有许多显著的优势。
通过旋转导向技术可以实现对井眼的精准控制，可以在地下形成水平井或者其它特定形状的井眼，这有利于提高油气开采的效率。
由于水平井可以在地下更充分地开采储层资源，相较于传统的直井可以获得更高的产量。
采用旋转导向技术可以减小对地表的环境破坏，有利于保护地表的生态环境。
由于水平井可以更加精准地控制油气开采的方向，可以减少油气开采对地下水和环境的影响，有利于保护地下水资源。
旋转导向技术在水平井中的应用具有显著的优势，有利于提高油气开采的效率和保护地下水资源和环境。
3. 旋转导向技术在水平井中的应用案例在实际的油气开采中，旋转导向技术已经得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。
以下将介绍一些旋转导向技术在水平井中的应用案例。
案例一：某油田采用旋转导向技术在水平井中进行油气采收，通过旋转导向技术在储层中开发出一条水平井，实现了对储层资源的充分开采并取得了显著的经济效益。
案例二：某地区的油气开采公司在水平井的开采中采用了旋转导向技术，通过对井眼的精确控制实现了对储层资源的高效开采并减小了对地表环境的影响，同时保护了地下水资源。
导向钻井技术(讲课版)
导向钻井技术（胜利钻井工程技术公司周跃云）基本概念在定向井、水平井钻井中，为了使井眼轨迹得到合理的控制，世界各国相继开发研究了各种相应的技术，这些技术大致可分为两方面：一是预测技术，一是导向技术。
预测技术是根据力学和数学理论，对影响井眼轨迹的各种因素进行分析研究，从而预测各种钻具组合可能达到的预期效果。
但目前的预测技术水平远远低于所要求的指标。
鉴于此，导向技术应运而生。
导向技术是根据实时测量的结果，井下实时调整井眼轨迹。
井下导向钻井技术是连续控制井眼轨迹的综合性技术，它主要包括先进的钻头（一般为PDC钻头）、井下导向工具、随钻测量技术（MWD、LWD等）以及计算机技术为基础的井眼轨迹控制技术,其主要特点是井眼轨迹的随钻测量、实时调整。
导向钻井技术是随油藏地质的要求和钻井采油地面条件的限制而逐步发展起来的。
在这种技术中，井下导向钻井工具处于核心地位，它决定导向钻井系统的技术水平，导向技术则是导向钻井系统的关键技术。
一、导向钻井的工具和仪器定向井技术的进步与定向井工具和仪器的发展是相辅相成的，是密不可分的。
定向井钻井实践的需要，设计开发了专门用于定向井的工具和仪器，并在钻井实践中得到完善和提高；随着定向井工具和仪器的发展，极大地推动了定向井工艺技术水平的进步；而工艺技术的进步，对定向井工具仪器又提出了更新更高的要求。
胜利油田以及我国定向井发展的历程，充分地说明了这一辩证关系。
1.1 导向工具的主要类型随着定向井、水平井和大位移延伸井的日益增多，各种相应的井下工具相继出现，如弯接头，变壳体马达，各种稳定器等。
对这些工具一般要分为两大类：一为滑动式导向工具，二为旋转式导向工具。
两者的主要区别在于导向作业时，上部钻柱是否转动，若不转动，则为滑动式导向工具，否者为旋转式导向工具。
1.1.1 滑动式导向工具滑动式导向工具在导向作业时，转盘停止转动并被锁住，只有井底马达作业。
调整好工具面，钻进一段时间后，再开动转盘，使整体钻柱旋转，以减少摩阻及改善井眼清洗程度，随后再根据需要进行定向作业。
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【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，对MWD（随钻测量）信号传输的要求也会提高；目的层为两套砂岩，油层薄，厚度仅为1～2 m。
为获得较好的开发效果，需采用双台阶水平井钻井。
旋转地质导向钻井技术的旋转钻进方式有利于岩屑运移和井眼清洁，能降低摩阻，从而提高水平井段延伸能力。
②裸眼井段长、岩性变化大。
二开裸眼井段长达5 000 m 左右，易出现托压和黏卡现象，渗漏层和垮塌层均处于同一井眼内，地层砂泥岩互层多，钻时不均匀，地层研磨性强。
因此，需控制合适的钻井液黏度和切力、根据导向工具的作业特点选择钻头型号，同时在旋转钻进的基础上加强短程起下钻协助带砂。
③构造边缘储集层横向展布不均、地层对比困难。
油藏构造边缘的砂体发育不稳定、地层倾角变化大，地层对比困难，增加了着陆位置判断和油层追踪的难度。
因此，在作业过程中需特别保证随钻测井数据的准确性以及导向工具快速稳定的造斜调整能力。
④轨道控制要求精度高。
在斜井段，泥岩中的工具造斜率不易稳定，需实时监测、准确判断井斜角，当发现实钻轨迹落后于设计轨迹时应提早处理；薄油层靶窗窄，半靶高仅0.5 m，且需要以合适的角度着陆，否则会没有余地调整井眼轨迹[6]；水平段油层钻进过程中则需依靠随钻测井获得实钻轨迹与地层的交角等信息，保证油层钻遇率。
2 旋转地质导向技术原理“地质导向”将钻井技术、随钻测井技术及油藏工程技术三者有机地合为一体。
其目标是优化水平井轨迹在储集层中的位置、降低钻井风险、提高钻井效率、实现单井产量和投资收益的最大化。
旋转地质导向技术利用旋转导向工具辅助完成地质导向作业，即借助先进的旋转导向工具钻井，代替以往的弯壳体马达滑动钻进方式，并在此基础上配以随钻测井仪器测量地质/工程参数，地面软件系统则根据MWD 仪器实时上传的参数及时更新地层构造模型、进行实时解释、控制调整井下工具的钻进轨道。
旋转导向工具根据导向方式可以划分为推靠式（以贝克休斯公司AutoTrack RCLS、斯伦贝谢公司PowerDrive X5/X6 为代表）、指向式（以斯伦贝谢公司PowerDriveXceed为代表）及复合式3 类。
推靠式是根据实测工程参数与设计参数的对比，实时调整井下工具的工作指令，通过控制电路与液压系统控制钻头附近的推靠块伸向井壁，给钻头提供侧向力，改变井斜和方位，使钻头按预定的井眼轨迹前进，其最大造斜率为8°/30 m；指向式类似于弯壳体导向螺杆钻具，由伺服电动机带动内部偏心轴为钻头驱动轴提供1个与钻铤轴线成0.6°的倾角，同时电机与钻铤转速相同但转动方向相反，保持该倾角指向恒定，以使井眼轨迹向目标方向延伸，其最大造斜率为8°/30 m；复合式可视为前两者的结合，即依靠其工具内部的推靠系统伸向钻铤内壁（而非地层），改变钻头驱动轴与上部钻铤的倾角以达到定向效果，其名义造斜率高达17°/30 m。
根据国内外的使用经验及效果，指向式和复合式因工作性能受地层岩性影响小并具有较高的造斜率，可视为未来旋转导向工具的发展方向。
实际施工时，可根据井区地层特征及施工需要，选取适当的LWD 仪器接入钻具组合中，实时测量地层自然伽马、地层电阻率、岩石孔隙度、地层温度、井斜、方位、工具面角、钻压、扭矩等参数。
将实时测量数据通过MWD 仪器按一定的编码格式向上传至地面后，现场地质导向工程师根据数据曲线或成像结果分析岩石性质、岩层界面、构造倾角等，以更好地调整井眼轨迹、指导水平段着陆。
3 现场应用塔里木油田2012 年完钻的双台阶水平井H4 位于某油藏构造边缘，井深5 965 m，在斜井段及水平段应用了旋转地质导向钻井技术，平均机械钻速达2.6 m/h，在目的层两套薄油层厚度均不足1 m 的情况下，钻遇率达到82.2%。
该井施工过程中使用了PowerDrive X6和PowerDriveXceed两种导向工具，钻具组合为：8 ½″（215.9 mm）PDC 钻头+ 6 ¾″（171.4 mm）X6/Xceed旋转导向+ 6 ¾″（171.4 mm）geoVISION LWD + 6 ¾″（171.4 mm）TeleScope MWD+5″（127 mm）无磁承压钻杆+5″（127 mm）钻杆+5″（127 mm）加重钻杆+5″（127 mm）钻杆。
H4 井在井深4 620 m 处定向侧钻成功后，下入PowerDriveXceed工具进行旋转导向增斜钻进，但在作业过程中发现：在井斜小（小于22°）或泥岩段钻速低的情况下，PowerDriveXceed造斜能力略显不足，平均造斜率3.3°/30 m，落后于设计轨迹（4.2°/30 m）。
更换弯壳体导向螺杆钻具增斜至45°后，为保证井眼质量，再次下入PowerDriveXceed钻进。
在着陆阶段，利用geoVISION LWD 提供的自然伽马和电阻率曲线判断油层顶部位置，但由于标志层发育不稳定，与邻井以及本井直导眼测井资料对比较困难，导致在A 点（即靶窗着陆点，井深5 310 m，见图1）着陆后又从油层下部（井深5 312 m）钻出，通过分析随钻测井资料（见图2）发现该现象后及时调整PowerDriveXceed工作指令使其全力增斜，于A1 点（井深5 360 m，见图1）追回。
在后续整个水平井段（井深5 360～5 965m）钻进过程中，由于PowerDriveXceed失效以及地层倾角突然变化，钻头又有两次钻出油层（图1 中A2—A3 段，井深5 436～5 470 m；A4—A5 段，井深5 492～5 560 m），发现后立即调整PowerDriveXceed工作指令，使钻头沿着与原井斜相反的趋势全力追回油层。
旋转地质导向工具较好地保证了井眼轨迹始终处于薄砂层中，图1 中CD 段的油层钻遇率甚至达到了100%。
近几年来，塔里木油田主要以PowerDrive X5/X6/Xceed+LWD+MWD为主要工具进行深井薄油层的旋转地质导向钻井作业。
随着钻井数量的不断增多与钻井参数的不断优化，旋转地质导向钻井技术逐渐与该区块地层相适应，其优势逐步体现。
表1、表2 分别为使用旋转地质导向钻井技术和使用传统弯壳体马达钻井的部分井的作业情况，通过对比可以看出：与传统的滑动/复合钻井方式相比，旋转地质导向钻井在单井进尺大致相同的情况下，平均机械钻速及平均油层钻遇率均有不同程度的提高。
4 现场应用分析通过对旋转地质导向钻井技术在塔里木油田深井薄油层现场应用情况的分析，总结得出如下认识。
4.1 旋转导向钻进效果斜井段和水平段的旋转钻进，有效地将钻压传递到钻头，从而消除了使用螺杆钻具滑动钻进时的托压问题。
三维定向控制使井眼更平滑，降低了扭矩及摩阻，有利于降低作业风险。
全过程旋转加强了钻井液和岩屑的搅动，有利于岩屑运移，缓解岩屑堆积，使井眼更清洁。
4.2 随钻测井的作用随钻测井是旋转导向轨迹控制的关键。
随钻测井作为旋转导向的“眼睛”，在薄油层的着陆段和水平段作用重大，自然伽马和电阻率测量结果与邻井资料的对比，对卡准标志层起到了关键作用。
几何形态和地质形态的双重测量精确制导钻头寻找或进入目的层。
通过识别岩性、探测地层分界和流体界面、判断钻头上行或下行，监控了井眼的延展方向，使其保持在储集层中。
4.3 现场应用出现的问题及措施4.3.1 工具造斜率影响因素多在直井段或井斜较小的井段进行造斜作业时，如果井眼轨道还未形成增斜的趋势，导向工具的性能发挥会受到一定程度的影响，尤其是在地层较硬的小井斜井段。
此外，PowerDriveXceed伺服电动机的转速与钻铤的测量转速相同，但方向相反，以此带动钻头驱动轴使其指向固定不变。
因此，当钻具受到的黏滞力大时，转速的测量存在误差，导致发电机转速不稳，最终表现为钻头指向不确定，造斜效果不佳，而钻头指向不明确也会造成不能有效切削地层岩石，则钻速慢与造斜率低同时发生。
此时，司钻需大幅度上下活动钻具、优化钻进参数（减小钻压、增大转盘转速等），最大程度地消除井下工具憋扭现象。
4.3.2 工具稳定性不足在H4 井的施工过程中，分别因为下钻过程中灌浆间隔过大、工具内外压差大导致内部柔性管爆裂以及供电电压不稳定等原因导致PowerDriveXceed失效3次，MWD 发电机线圈电阻异常导致信号丢失1 次，均被迫起钻更换工具，累计耗时190.25 h。
为了提升工具在深井、长时间工作中的稳定性，生产厂商应尽量使用可靠程度高的配件，现场施工也需规范操作。
4.3.3 深井MWD 信号传输受干扰井深的增加会使MWD 钻井液脉冲信号传输的路径变长，信号衰减增大，信噪比随之减小。
此外，钻井液流动性能、钻井液中气泡、泵噪等因素都会对MWD 信号产生较大影响[14]，在深井中尤为突出。
为了减少信号干扰，现场施工时可采用调整传输信号频带，利用钻井液固控、过滤设备控制钻井液质量和性能，换泵以减小泵噪等措施。
4.4 可供其他油田借鉴的经验旋转导向钻具组合普遍比螺杆钻具组合刚性大，井眼轨迹全角变化率变化大处易发生起下钻困难。
H4井水平段每钻进40～50 m，就需要短起下通井，产生了较多的非进尺时间。
建议采用更平缓的轨迹设计，避免出现局部全角变化率较大的情况，同时增加柔性短节等钻具。
推靠式旋转导向工具依靠其推靠块对井壁的拍击改变井眼轨迹，在硬地层使用时较易磨损。
内部指向式工具本体磨损小，因此建议研磨性强的地层使用内部指向或复合式旋转导向工具。