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        旋轉(zhuǎn)導向鉆井技術(shù)是 20世 紀 90 年 逐 步 發(fā) 展起來的新一代智能鉆井系統(tǒng)，通過整個鉆具管柱的全旋轉(zhuǎn)模式，高效控制井眼軌跡，避免傳統(tǒng)井下動力鉆具滑動定向帶來的粘卡、效率低等問題，有效提高了鉆井效率和井眼軌跡質(zhì)量。隨鉆測井工具的配套加入，進一步實現(xiàn)鉆進過程中的儲層認識，通過實時測井資料與油藏決策人員的互動，將鉆井的界面從傳統(tǒng)的單一厚層水平井，逐漸擴展到薄儲層、超薄儲層的開發(fā)，有效實現(xiàn)底水油藏、邊水油藏的開發(fā)。開發(fā)井型也從簡單二維井發(fā)展到超深井、高難度定向井、水平井、大位移井、水平分支井。旋轉(zhuǎn)導向和隨鉆測井工具的使用讓鉆井行業(yè)實現(xiàn)了時代的跨越，井下事故與鉆井成本隨之降低。
 
國外旋轉(zhuǎn)導向帶來的效益
 
        20 世紀 90 年代中期，在跟蹤調(diào)研國外先進技術(shù)的基礎上，國內(nèi)少數(shù)研究機構(gòu)開始進行這一方面的研究工作，但與國外水平相比存在相當大的差距，更沒有形成應用于現(xiàn)場的能力，根本無法滿足越來越嚴峻的油藏開發(fā)形勢和越來越苛刻的油藏開發(fā)地質(zhì)條件的要求。2000 年， 斯 倫 貝 謝 的PowerDrive SRD 系統(tǒng)引入中國，在設計井深 8,800m、水平位移超過7500m 的南海西江油田 XJ24—3—A18 井 6,871~8,610m 井 段 中 成功應用，大大提高了井身質(zhì)量，避免了 6,871m 以上井段用滑動鉆井方式多次出現(xiàn)的斷馬達事故，提高了鉆井效率和效益。盡管該工具的日租金高達數(shù)萬美元，但總體上仍節(jié)約了500萬美元的鉆井作業(yè)費用，而油田開發(fā)和后續(xù)完井、采油作業(yè)帶來的間接經(jīng)濟效益更遠遠超過了直接經(jīng)濟效益。為打破國外技術(shù)壟斷，降低鉆井作業(yè)費用，國內(nèi)學者也對該技術(shù)進行了攻關(guān)研究。在“十五”期間，中海石油研究中心聯(lián)合西安石油學院、中油集團勘探開發(fā)研究院、西南石油學院、中海油田服務有限公司、中海油天津分公司等單位，承擔了國家 “863 計劃” 研究項目和 “可控三維軌跡（閉環(huán)）鉆井技術(shù)”的課題，研發(fā)了國內(nèi)第一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)，并進行了陸地和海上現(xiàn)場試驗，取得初步效果。2014 年 11 月 18 日，中海油服公司自主研發(fā)的旋轉(zhuǎn)導向鉆井和隨鉆測井系統(tǒng)首次聯(lián)合完成海上作業(yè)。
 
國產(chǎn)旋轉(zhuǎn)導向與隨鉆測井系統(tǒng)
 
        2015 年國際原油價格一路走低，為應對這種形勢，渤海油田提出“降本、增效”主題思路。國產(chǎn)旋轉(zhuǎn)導向及隨鉆測井系統(tǒng)在調(diào)整井的應用技術(shù)便是在鉆完井的主要降本措施。渤海所用國產(chǎn)旋轉(zhuǎn)導向和隨鉆測井系統(tǒng)是中海油服公司自主研 發(fā) Welleader 和 Drilog 系 統(tǒng)。Welleader 是以渦輪發(fā)電機供電，采用推靠式工作原理，可實現(xiàn)精度近鉆頭井斜連續(xù)測量，通過地面程控分流指令下傳，狗腿度控制能力為 6°/30m。Drilog 隨鉆測井儀器是具備定向測量，可測量電阻率 /自然伽馬的隨鉆測井系統(tǒng)。Drilog 和 Welleader 系統(tǒng)構(gòu)架由嵌入式地面系統(tǒng)、 地面系統(tǒng)軟件、地面儀器工作間、MWD 子系統(tǒng)、井下儀器控制器短節(jié)、電阻率伽瑪測井儀、渦輪發(fā)電機、有線柔性短節(jié)、導向力控制單元等部件組成。Welleader 為推靠式導向系統(tǒng)，有三個獨立推靠翼肋，產(chǎn)生合成導向力矢量。 通過井下渦輪發(fā)電機供電，非接觸滑環(huán)傳輸，并由電機 - 液壓泵 - 缸壓閉環(huán)驅(qū)動控制。Drilog 內(nèi)部的 MWD 系統(tǒng)有液壓推動式脈沖器和控制器。脈沖器通過蘑菇頭和限流環(huán)配合，產(chǎn)生泥漿脈沖，實現(xiàn)LWD 數(shù)據(jù)接收、編碼和脈沖器驅(qū)動等功能；其定向測量的定向探管通過 3 軸磁通門 +3 軸加速度計測量，解算獲得井斜、方位、工具面；隨鉆測伽馬及電阻率是一體化的雙參數(shù)隨鉆測井儀，可進行電磁波電阻率和自然伽馬測量。
 
“國貨”的實地應用與改進
 
        2015 年 8~9 月 Welleader 在渤 海 油 田 1 口 領 眼 井、3 口 水 平井、2 口水平井水平段中應用，總進 尺 3,837m。Welleader 實 地 表現(xiàn)如下：工具平均使用的導向力為30%，達到了設計造斜率 3°/30m的要求。Welleader 造斜過程中造斜率表現(xiàn)穩(wěn)定，砂巖、泥巖中造斜率表現(xiàn)差異較小。近鉆頭測量數(shù)據(jù)與 MWD 靜止測量數(shù)據(jù)一致性高，能準確的反應實時造斜率的情況。該系統(tǒng)采用旁通機構(gòu)的指令發(fā)送方式， 工作期間受外界環(huán)境干擾較小，易于操作。現(xiàn)場作業(yè)過程中，指令下傳達到 100% 成功。隨 鉆 測 井 工 具 Drilog 表 現(xiàn) 如下：單次測斜持續(xù) 3.5 分鐘，期間測斜靜止等待期間為 1.5 分鐘。受傳輸速率影響，單次測斜停留時間為 4.5 分鐘，期間測斜結(jié)果成功率較高，MWD 測斜數(shù)據(jù)與 SLB 測斜數(shù)據(jù)對接無差別。內(nèi)存上交數(shù)據(jù)質(zhì)量好， 曲線對不同巖性的響應準確，與斯倫貝謝測井曲線對比一致性高。實時數(shù)據(jù)同樣受傳輸速率影響，數(shù)據(jù)點相對較少，在實鉆過程中需控制機械鉆速小于 70m/h。在實際應用 Drilog 和 Welleader系統(tǒng)過程中發(fā)一些問題，有待改良完善。井下工具的指令接收問題，實 際 作 業(yè) 中 Welleader 指 令 發(fā) 送成功率高，但是在目前傳輸速率下每次發(fā)送指令到數(shù)據(jù)回傳確認時間間隔過長，達到 5.0 分鐘以上，期間 MWD 停止工作，實時數(shù)據(jù)傳輸中斷。此外，進行低泵沖試驗后，回傳數(shù)據(jù)顯示工具指令為工具關(guān)閉狀態(tài)，需要重新發(fā)送作業(yè)指令；內(nèi)置電池時長問題，目前該系統(tǒng)測井方 面 數(shù) 據(jù) 存 儲 仍 是 鋰 電 池 供 電，Drilog 工具耗電量過大，全新的DBC 電 池 組（52A-H) 在 井 下 大約可工作 150.0 小時；地面下載測井數(shù)據(jù)時間較長，斯倫貝謝測井工具井下 24.0 小時左右的測井內(nèi)存數(shù)據(jù)，在工具起出井口后需要下載0.75 小時 ~1.0 小時左右，而國產(chǎn)Drilog 相當內(nèi)存量數(shù)據(jù)下載用時約3.5 小時。國產(chǎn)旋轉(zhuǎn)導向和隨鉆測井系統(tǒng)在渤海深層側(cè)鉆調(diào)整井的應用，提出了低油價行情下的降本新舉措，在實現(xiàn)全旋轉(zhuǎn)鉆進的同時，降低定向井工具費用，具有較大的應用前景。目前國產(chǎn)旋轉(zhuǎn)導向和隨鉆測井系統(tǒng)仍處于初步應用階段，雖然總體完成作業(yè)任務，但尚有通訊以及配套設備等需要改進，持續(xù)改進所產(chǎn)生的提效空間仍然充足。