现代导向钻井技术的新进展及发展方向

陈元鹏 李欣舒 王金光

摘要：从我国的油气勘探现状可知，现代导向钻井技术水平已经取得了突破性进展，随着科学技术的发展，现代导向钻井技术也要与时俱进、不断创新，迎合钻井技术发展的趋势和潮流。本文结合现代导向钻井技术的发展进程以及发展趋势进行分析，旨在促进我国油藏勘探工作的高效开展。

关键词：现代导向钻井技术;进展;方向

前言：钻井勘探需要钻井设备才能够实现，为了提高油气藏开发的效率，并对地质环境作出准确的评价。20世纪90年代以来，现代导向钻井技术开始出现并处于不断发展和完善的状态。现代导向技术的优势在于钻头高效、钻具动力强，钻井技术成为了行业内发展的主流与趋势，加强对现代钻井技术的重视与思考，则能够为钻井勘探工作提供新思路与新方法。

1.现代导向钻井技术

导向钻井技术具有效能比较高的钻头以及导向动力钻具，配备了相应的及计算机软件，可以共同形成导向钻井系统，导向钻井技术在石油钻井领域中获得了广泛的应用，通过适时变更定向与开转盘两种工况，则能够提高导向钻井作业的定向造斜、增斜、稳斜、降斜等操作，继而避免钻具的频繁组合，因此钻井作业的效率高。

2.现代导向钻井技术的发展

从现代导向钻井技术的发展上来看，包含了转盘经验钻井技术、井底动力经验钻探技术、滑动导向钻井技术以及旋转导向钻井技术，下面进行详细的分析与阐述。

2.1转盘经验钻井技术

转盘经验钻井技术出现得比较早，最先出现在1929年左右，技术人员在钻井操作时结合自身的经验以及钻压参数、下端钻具结构等来估测钻头的倾斜状况。该技术的实施主要是凭借着技术工人对以往操作经验的积累和判断而获取的，该技术在实际的应用过程中存在一定的问题，比如钻井的精度较低，钻井到了最后阶段时，钻压、钻具、转速等组合会受到外界因素影响而产生不同程度的变化，因此钻探的效率相对较低。

2.2井底动力经验钻探技术

井底动力经验钻探技术，该技术借助涡轮钻具来钻出定向斜井，随后有限陀螺仪、测性多点倾斜仪器的快速发展，使该技术在实际发展的过程中获得了稳定的井底动力经验钻井技术，因此与转盘经验钻井技术相比，井底动力经验钻探技术则能够借助井体自身的移動轨迹来为技术人员传递钻探的信息，继而提高钻井勘探的效率，提高石油勘探的精准性。钻井的过程中，整体钻柱在向下滑动时如果井壁的摩擦力过大，容易导致钻头的压力降低，从而使导向码头的旋转钻头功率值也相应减弱，容易出现钻速降低、钻井成本增加等相关的问题。如果钻井的深度超过了4千米，那么继续滑动的难度就会增加，可以借助水力助推器来增加钻井滑动的能力，从而提升钻井的效果。

2.3滑动导向钻井技术

滑动导向技术的优势在于可以在钻井的过程中对方位角、井斜角井体本身的几何轨迹参数进行设置，通过自主调控钻头的方位来完成钻井。滑动导向钻井技术存在的问题是钻井的速度增加的情况下，钻井马达容易出现磨损、脱离等意外的情况，该技术的缺陷也容易导致钻井的功能受到了影响和限制。通常在开展滑动钻井导向作业时，钻井的柱体本身不会出现旋转，但是少量的钻柱则会贴合于钻井井壁作业，继而容易使钻井工作出现停滞、卡顿等问题，甚至会导致钻井的速度降低、成本增加，并且在钻井的过程中由于方位的左右旋转则会导致原本的运行轨迹偏离了预定的方向，因此在钻井操作时还需要借助转盘或马达来导向。

2.4旋转导向钻井技术

旋转导向钻井技术是在1990年左右开始引进到我国的，该技术主要应用在水平井、大位移井、多分支井等结构中，与比较复杂的油井开采相比，旋转导向的钻井在勘探作业的过程中，井体本身的滑动轨迹是相对平滑的，由此而获得的钻探效率也相对较高，并且所面临的钻井成本也比较低，所以在钻井勘探工作中，旋转导向的钻井技术应用频率较高。

3.现代导向钻井技术发展的趋势

3.1研发新型的钻井工具

科技的发展使得钻井工具的技术研发逐渐走向了深入，现代导向钻井技术融入了新型的钻井技术，如在钻头原理基础上开发的PowerDrive大象工具，该工具可以借助造斜率和伸缩巴掌来动态的接触井壁。AutoTrak工具有利于静态接触井壁，从而创造3620米的钻井记录。随着国家对石油勘探工作重视度的提升，在科研技术的推动下，我国预计会加大钻井工具技术的研发投入，不断改进钻井工具的应用效率，更新钻井工具的研发成果，增强石油开发行业的技术水平。

3.2大力发展闭环钻井技术

当前我国部分企业在闭环钻井技术的研发上主要采用了垄断的策略，闭环钻井技术进入到了飞速发展的关键时期，面临着激烈的市场竞争环境，世界钻井工程的进步，加速了钻井技术的革新与发展。通过增加钻井技术的研发力度，有利于实现钻井产业的快速升级发展，当前我国钻井技术处于研究起步的阶段，钻井技术在应用上与国家公司存在较大的距离，还有较大的提升空间。为此大力发展闭环钻井技术，要求我国加大对钻井科技的研发力度，使旋转导向工具能够实现自主钻井，加快推动地面、井下大闭环钻井工具的研发力度，加快对井下闭环间的系统进行研究。随着钻机设备的大力应用和推广，减少了人工参与钻井的工作，实现了钻井的全自动化应用，对增强钻井工作的质量和效率带来了有利的条件。

3.3大力改进旋转导向钻井控制理论

旋转导向钻井技术的控制理论发展，要求在旋转导向矢量理论的基础上来控制钻井体系的偏差值，井下钻探作业容易受到多方面因素的干扰，为了提高钻井的效率，可以通过旋转导向智能控制理论来对井下钻探工作进行调整和有效处理。旋转导向钻井控制理论还要结合钻柱力学理论、求解方式、模型等进行探究，通过地面井下发送控制指令的方式来对控制指令进行设计，继而使钻井操作更加精准、高效。

结语

现代钻井技术的研发在科学技术的推动下，获得了长效的发展，随着新时期社会科技与经济的转型发展，现代钻井技术面临的国内外竞争越来越激烈，大力研发钻井技术，增加钻井技术的投入力度，有利于推动钻井技术的改革与创新发展。为此要增强高端钻井导向工具的自主研发与知识产权研发力度，使我国的钻井技术获得长效健康可持续的发展。

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