导向钻井技术(讲课版)VIP免费

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。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。可以看出，这种作业方式要把大量的时间花费在定向作业上，尤其是深井作业更是如此。但其优点是成本低，易于实现。目前滑动式导向工具主要有各种弯角的固定式弯接头，弯壳体马达以及可变角的弯接头、弯壳体马达，偏心支撑型马达等。1.1.2旋转式导向工具旋转式导向工具简单地分为两大类，一是井斜控制式旋转导向工具；一是全角控制式旋转导向工具a.井斜控制式旋转导向工具该种工具的核心是可变径稳定器，一般用于大井斜的条件下。在方位变化较小时，主要是通过调整稳定器的外径尺寸来改变BHA的性能，从而达到控制井斜、控制井眼轨迹的目的。Halliburfon、Arco、BP等外国分别进行了大量硏究，胜利油田引进的AGS可变径稳定器在CB21-P1大位移井中应用取得了明显的效果。我国许多单位也硏究了多种可变位扶正器。b.全角控制式旋转导向工具由于通过可弯扶正器可以在一定程度上控制井斜，但很难控制方位，因此即能控制井斜，又能控制方位的全角控制式旋转导向工具也就成为发展方向。目前这种旋转导向工具主要有两种，一种是静止式，当钻柱旋转时，导向支撑块不转动，可沿井眼轴线方向滑动。另一种是调节式，当钻柱旋转时，支撑块随钻柱一起转动，但其整体工作效果具有导向作用。有关旋转导向工具的结构和原理在后面有专门的介绍。1.2测量仪器的主要类型为了满足各种定向井测量的需要，研制出了多种多样的测量仪器，其发展也是经历了从低级到高级的过程。一般地，按方位的测量原理可分为两大类，即磁性和非磁性测量仪器；按测量方式来分，又可分为单多点和随钻类。随钻类还可以分为有线和无线，随钻测量和随钻测井。1.2.1磁性和非磁性测量仪器简单地讲，磁性测量仪器采用的是指南针的工作原理，是通过感受地磁场的参数来测量的，其方位以地磁北极为基准，习惯上叫磁方位，需要进行磁偏角的校正。它必须在无磁干扰的环境下工作。这类仪器包括各种罗盘照像单多点、电子单多点、有线随钻和无线随钻。非磁性测量仪器根据其工作原理也是多种多样的，单其核心的是陀螺测斜仪，它是利用陀螺定轴性...