29、中海石油研究中心]旋转导向钻井技术研究进展.doc

旋转导向钻井技术研究进展
蒋世全姜伟付鑫生盛利民
(中海石油研究中心,西安石油大学,中石油钻井所,中海油田服务公司)
1 国内外研制应用状况
旋转导向钻井系统的概念和原理机的研究起源于80年代。90年代前期进入了实质性的工业性试验阶段。表1是旋转导向钻井系统初期应用研究情况。
表1 旋转导向钻井系统初期应用研究情况
项目名称
开发单位
立项时间
样机下井时间
自动垂直钻井系统VDS
德国KTB工程
1988年
自动定向钻井系统ADD
美国能源部
1991年9月
旋转导向钻井系统SRD
英国Camco/法国Schlumberger
1992年
1994年6月
旋转闭环钻井系统RCLS
意大利Agip/美国Baker Hughes
1993年
1995年
自动导向钻井系统AGS
英国Cambridge
1993年6月报道
泥浆动力可控旋转
导向钻井系统
中海石油研究中心、西安石油大学、中石油钻井所等
2001年
2005年12月
旋转导向钻井系统工具的核心部件,就是液压驱动可径向伸出的叶片(翼肋)。这种叶片在井壁上产生一种由井下电子仪器系统控制其大小和方向的径向接触力。而由三个翼肋接触力的综合作用来实现按需要的井眼方向钻进。
这种旋转导向钻井系统目前主要有三个特征:
(1)在钻柱旋转时,能够控制井斜和方位;
(2)能够通过上传信号让地面跟踪实钻井眼轨道;
(3)能够直接下传指令调整井眼轨道(地面干预)。
进入商业应用的旋转导向工具首先是Camco/Schlumberger 的SRD系统。,Agip/Baker Hughes的RCLS系统也开始商业中应用,RCLS系统1995年11月第一次样机下井实验,首先挪威北海,意大利Adriatric海上应用。到目前在国外有20多家公司投资研究旋转导向钻井工具,三家大公司已大规模投入商业应用,在几千口井中得到应用,产值超过几十亿美圆,在我国海上油田应用也近150多口井,总产值近亿美圆。
综合考虑旋转导向工具导向方式和偏置方式,目前形成的旋转导向钻井系统按工作模式可分为三种:静态偏置推靠式、调制式(动态偏置推靠式)、静态偏置指向式,从应用情况来看,指向式是旋转导向钻井系统的发展趋势。
我国在旋转导向工具研究方面,1993年开始研究,近期取得了一些实质性进展。
2 国内研制回顾
1989~1991年,石油勘探开发研究院钻井所,苏义脑等进行了“井眼轨道制导”技术的可行性研究,完成了自动井斜角控制器设计,并申报了专利。
1993年西安石油学院傅鑫生的科研组开始研究“井下闭环旋转导向智能钻井”技术,1994年春拟订了总体方案,并进行了系统总体设计;1995~1997年与张绍槐获国家自然科学基金资助,进行
“井眼轨迹制导智能钻井的实验与理论研究”;1996年起承担了中国石油天然气集团公司“九五”攻关项目:“可控偏心器”原理样机的研制工作。
1997年,中海石油研究中心牵头国家863项目“海底大位移井钻井技术”,与渤海石油公司、西安石油学院三家合作,共同研究开发了用于二维井眼轨迹控制的“井下闭环可变径稳定器”样机,取得初步成果,于2000年11月通过国家科技部组织的验收,获得中国海洋