中石化经纬有限公司胜利定向井 山东东营 257064
摘要：美国的页岩油开发多采用水平井及多段压裂方式，其中旋转导向钻井系统负责井眼轨迹控制，我国现阶段页岩油开发水平仍稍逊色于美国等发达国家。在深层页岩油水平井的井眼轨迹优化与控制中，静态推靠式闭环旋转导向钻井系统有着出色表现，本文研究主要围绕该旋转导向系统展开。
关键词：旋转导向系统;深层页岩油水平井;应用;
引言
当今在油层钻井中，回转方向是一种重要的支撑技术，对整个水平井具有重要意义。分析过程中，应同时分析水平钻井中心的组成和功能，同时掌握水平钻井中心的分类，可以利用和应用不同类别水平钻井的优势。为整个油田的钻井作业提供技术支持，满足油田的钻井作业要求，实现整个油田水平钻井作业的预期目标，解决油田钻井作业的技术支持问题。
1旋转导向系统与研究模型
1.1旋转导向系统
治理技术是一种新的钻井技术，越来越多地被学者认为是通向智能钻井和自动化钻井的重要标志，特别是在恶劣环境中。以钻井中心的旋转转向架和钓鱼点系统为中心的三维钻井控制技术是钻井设计领域最先进的水平之一。指导技术不仅提供了快速钻井加工、事故率低、扩展性高等优点，而且降低了钻井成本。它代表了水平位移和可扩展性较高的钻井技术和钻井过程的发展。清洁井眼和较少的旋转木马可提高井眼的效率，因为不再需要向下钻取模具面。由于外国垄断只提供高成本的技术服务，不从事外国商品和出口，发展具有重大实际需要和潜在价值的旋转导向系统是对中国旋转导向技术博弈空间的补充。产品产业化后，主要依靠进口的中国设备的现状将直接改变，转向是连接国家主要利益的“颈近”技术。从而防止中国企业在国际贸易活动中面临外国技术分离、封锁等重大风险。
1.2研究模型
地层倾角、界面和沿钻进方向钻头的直线距离、钻头到边界垂直距离的实时计算可在随钻方位伽马探测原理支持下实现，相较传统自然伽马，由此开展的井眼轨迹控制精准性更高。基于现场实际需要，在模型建立中需首先做出假设，将次要因素忽略，包括存在0.3m的仪器探测深度，不考虑侵入带、滤饼、井眼扩大率对测量数据造成的影响，存在无限均匀厚的上下围岩，仅考虑探测器上下方向探测情况，由此可得到：
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式中，α、β、γ分别为地层倾角、水平面与仪器夹角、目的层界面与仪器夹角，L1、L2、D、D1、D2、ΔX、INC分别为钻头到上伽马探测器的距离、围岩界面与沿钻进方向钻头的距离、仪器直径、伽马探测器的探测深度、围岩界面与钻头的垂直距离、相对边界产生响应时高低边伽马的距离差、产生响应时高低边伽马井斜角。
2旋转导向系统的特点
旋转方向系统作为旋转导引技术的一种特殊应用，允许在钻孔中心应用过程中改变钻孔的角度和方位，同时钻孔旋转，使整个钻孔方向达到预期目标，并能根据钻孔的要求和钻孔的具体特点有效地实施整个钻孔方向，从而解决整个钻孔的钻孔问题。通过调整钻井角度和方位，整个钻井系统可以满足水平定向井在应用过程中的钻井要求，从而根据钻井方向和具体要求有效控制钻井过程中的整体水平方向，保证整个钻井过程中的实时性。当前的车削方向系统在应用中提供了高效的钻削和优化的钻削导向控制，满足了井眼水平定向的状态要求。因此，了解枢轴技术的特点，并在旋转导引技术的基础上应用影响整个水平定向井钻孔的系统工具是很重要的。
3工作原理
对于旋转导向系统，“旋转导向器”工具主要用于使用偏移结构，在该结构中，偏移钻头或控制柱的旋转会产生偏心效果。这将为钻头指定横向力，以允许轨迹的旁测点。在工作流程中，您可以透过控制偏转角度、变更垂直孔的钻孔轨迹来控制水平孔和对角孔的钻孔方向，以便整个水平孔可以随时变更孔的角度，这对改善钻孔效果和满足钻孔需求至关重要。因此，重要的是要知道钻井系统的车削过程是如何工作的，对整个水平钻井中心的应用具有重要意义。
4水平井旋转导向钻井技术在油田生产中的具体应用
4.1提高了最大造斜率
油田生产中目前应用于钻机旋转方向的水平钻井技术，其优点是可以调整整个油井的边坡，使其符合油井的要求。随着钻孔深度的增加，钻孔角度可以及时修正，使整个钻孔的最大斜率符合钻孔的要求，从而解决钻孔问题。因此，有意义地使用旋转导引技术和控制水平孔的竖井倾斜对整个水平孔具有重要影响，这也是满足水平孔要求的重要工具。
4.2测量井眼过程数据
为确保水平定向能满足钻井加工中的钻井要求，解决钻井问题，水平定向孔中的轴心技术最能满足钻井要求，同时测量钻井过程数据，使水平定向孔能够根据钻井要求和具体特点进行技术应用，并利用整个水平定向钻孔过程的痕迹。因此，在测量过程中，有必要将水平定向孔的测量要求与实际的井眼测量结合起来，以确保水平定向孔的测量达到预期目标，从而避免由于测量不当而导致测量过程中井眼水平方向出现问题。
4.3提高钻孔速度
水平钻孔中心的旋转方向提高了应用过程中的机床速度，以调整钻孔角度，同时满足不断提高的钻孔速度，从而使控制过程中的总机械速度能够根据钻孔的要求合理控制钻孔速度。同时，整个水平井在钻井过程中可以满足钻井要求，解决水平井钻井问题。
5页岩油工程技术发展展望
随着页岩油勘探开发力度的不断加大，持续加强勘探开发关键技术攻关，突出长水平段水平井钻井完井、压裂改造等关键技术攻关，加大现场先导试验攻关力度，尽快突破制约陆相页岩油发展的关键技术，形成具有自主知识产权的页岩油工程技术体系。国外页岩气开发多采用井工厂作业模式，作业效率大幅提高，单井成本显著降低，实现了页岩气的规模效益开发。中国石化页岩油储层具有纵向层系多、优质储层薄的特点，为减少占地面积，提高储量动用率，实现多个层位的有效开发，部署立体井网，“少台多井”的井工厂模式成为页岩油开发的必然选择。为此，需要优化井位部署、井间垂直间距和水平间距等，研制适应长水平段水平井钻井的钻机快速移动系统，开展密集丛式井组防碰打快技术、磁导向井眼轨迹控制技术、防干扰抗污染防塌钻井液技术、立体井网防干扰压裂技术等研究，尽快形成页岩油井工厂多层系立体开发技术，提高页岩油区块整体开发效益。
结束语
结合上述实践可以发现，方位伽马、电阻率、近钻头井斜可实现地层中钻头位置的实时监测，井身结构优化、目的层钻遇率提高、地质导向模型更新也可获得有力支持，同时旋转导向钻井系统的应用还能够提高钻速，相较于使用马达可实现2～3倍的速度提高。
参考文献
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