内容发布更新时间 : 2024/5/18 8:46:30星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

定向钻井技术发展现状及发展新趋势

作者：刘真子

来源：《中国新技术新产品》2016年第08期

摘 要：石油是工业发展的血液，也是现今极为重要的能源之一。我国每年都需要从国外进口大量的原油，做好国内石油资源的勘探与开采对于保障我国的石油供应和战略储备有着极为重要的意义。随着石油资源的日益匮乏以及石油资源所处环境的复杂性，在传统的直井钻井技术的基础上发展起了定向钻井技术。本文在分析国内外定向钻井技术的基础上对定向钻井在未来发展中的趋势进行了分析阐述，通过采用定向钻井的新模式可以使得定向钻井的优势得以进一步发挥，在极大的降低了综采作业成本的基础上为自动化钻井和油藏地质导向打下了坚实的基础，从而使得定向钻井在未来的开采中可以实现远程操控，实现自动化作业。 关键词：定向钻井；发展趋势；新技术 中图分类号：TE132 文献标识码：A

随着科技的进步和发展，定向钻井技术也得到了长足的发展，现今对于水平井水平段要求延伸更长、钻探速度更快以提高对于油气资源的高效开发。定向钻井技术在国外经过多年内的应用与发展，已经形成了一整套的定向钻井体系，同时通过对定向钻井的工具进行优化设计、提高性能和可靠性等的方式使得定向钻井的质量和效率得以大幅提升。同时在定向钻井井下轨迹控制、数据传输等方面取得了较大的发展。我国应当在全面了解与掌握国外定向钻井技术发展现状与进展的基础上把握其发展的脉络，为我国的定向钻井技术的发展与应用提供良好的技术参考，以促进我国定向钻井技术的发展与应用。 1 国外定向钻井发展应用的现状

在定向钻井发展至今，为进一步提高定向钻井效率，通过对定向钻井技术所使用的设备、技术、工艺等的不断研究改进，在降低了定向钻井成本的同时使得大量的新技术得以发展与应用，现今，定向井、水平井、大位移水平井以及多分支井等技术已经应用于油藏的开发利用中。现今，普通定向井经过多年的发展已经成为了一种油气资源开采中的常规开采技术，水平井的应用比例在逐年上升，美国水平井和分段裂压技术的进步所引发的页岩气革命在全世界范围内都产生着深远的影响。同时，大位移井在海洋油气资源的开发中的应用也在逐年扩大，国外在多分支井钻井技术的开发应用上实现了系列化和标准化，用以满足油气资源开发中的各种需求，同时能够极大的降低油气资源勘探开采中的成本，提高开采的效率。依据国际标准可以将分支井技术分为6个等级，其中6级分支井技术以及压力完整性、液力封隔性和可选择性在进入的特点成为了现今钻井前言技术研究的重点。同时通过在油气资源开发中利用丛式水平井钻井技术可以使得多口水平井分布在同一块油田中，极大的增加了油气资源的开采效率。随着表层油藏开采的日益枯竭，油气资源的开采将会越来越深入，其所面临的地质环境也越来越复

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

杂，这种需求将会促进定向钻井技术朝着创新发展的方向进步，从而更好的促进油气资源的开采与利用。

2 定向钻井技术中性能技术的发展与应用 2.1 定向钻井井下数据的测量与传输

在油井开采中，定向钻井通过做好井下数据的测量和传输能够使得井上人员及时了解井下动态，能够根据情况及时采取应对措施。斯伦贝谢公司的Periscope HD多层边界随钻探测技术采用的是电磁测量技术实现对于井下数据的测量与传输，其能够对井下地层和流体边界位置进行准确的测量，并提供相应的详实数据，通过此项技术能够准确识别井眼轨迹上部和下部的地层特性，相较于传统的井下上、下定向控制，此项技术在评价地层倾角数据的基础上还使得左-右导向能力得以加强，可以使得在井下复杂的地层中保持井眼能够在储层中控制住最佳的钻进角度。在井下地质探测中现今所使用的深探测地质导向电阻率仪器径向探测深度约为5m～7m，采用新技术所研发的新型探索仪器能够达到30m外的探测距离。同时斯伦贝谢公司的iPZIG近钻头随钻测井技术采用的是具有近钻头井斜和伽马成像功能的定向工具，能够极大的提高地面的导向能力，此套工具采用的是2个短节所组成的结构，能够使得井斜与伽马射线成像传感器与钻井液马达分开，其中，马达和短节能够分别使用，在降低定向钻井成本的同时提高定向钻井井下测量与传输设备的使用寿命。下短节则将地质信息的测量与传输功能集中在其中，在具有伽马射线成像功能的基础上还具有其他传统的测量功能，其通过将探测到的数据传输到上短节上，依靠上短节与地面的联系来将数据传回地面。随钻成像技术能够将井下的地层成像实时的传输回地面，其包含有井下地层的裂缝网络、连通性和孔隙度，对于避免出现钻井事故，提高定向钻井开采效率与安全性有着十分重要的意义，同时通过使用井下随钻技术还能够对油藏进行评价和完井设计进行优化。此项技术在试验中证明具有较高的精度和工作可靠性，对于提高定向钻井的效率与可靠性有着极大的提升。智能钻杆由于成本等原因，现今主要应用于海洋钻井施工中，通过其使用表面具有良好的使用性，相信随着技术的发展以及成本的下降，智能钻杆将会在陆上钻井中得到应用，智能钻杆技术的未来主要朝着多传感器、加装钻孔控制系统来提高钻井井眼净化等，提高定向钻井的自动化水平。 2.2 井下旋转导向系统

旋转导向系统在钻井技术中的应用促进钻进效率的提升与复杂钻井的应用。Power Driver Archer 旋转导向系统是一种将推式和指向式结合在一起的混合导向系统，其导向依靠的是4个由钻井液所控制的活塞推动万向节连接枢轴将钻头导向到需要控制的方向。同时，万向节上方分布的4个外部套筒扶正器的刀翼在触碰到井壁时将会为钻头提供侧向力，从而使得定向钻井的井下作业系统能够完成导向操作。Power Driver Archer 旋转导向系统的工作原理如图1所示。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

除了Power Driver Archer 旋转导向及系统还有Power Driver Orbit 旋转导向及系统和Autotrak Curve旋转导向系统等多种导向系统，通过应用导向系统能够提升井下钻井的导向性和复杂地质状况条件下的钻井能力。

2.3 定向钻井技术中钻井液马达的发展与应用

钻井液马达通过在对钻柱内的液体压力来调整钻头的角度。 2.4 定向钻井的配套技术的发展与应用

水力震荡其主要通过产生轴向振动来减小钻具与井壁之间的滑动摩擦力，水力振荡器通过与导向马达向配合，可以有效的避免钻井时钻压几种对工具面的影响，从而提高定向钻井时的钻井速度和延长钻头的使用寿命。从而增加定向井的钻探深度。应用水利振荡器不会对井下的钻头和井下的测量设备造成影响，是一种优秀的井下辅助设备。在定向钻井井下钻探的过程中通过使用高效定向PDC钻头能有效的提升旋转导向工具的性能，从而有效的提高定向钻井的钻井速度。

2.5 定向钻井的新趋势与新模式

井工厂是一种在一个井场采用多口井协同作业的技术，通过工厂化的作业模式和利用快速移动式钻机从而对多个井口完成批量化的钻井作业。是一种效率高，投资小的作业新模式。为提高定向钻井的钻井效率，采用远程控制是一种较为优秀的控制方式，远程控制通过对井下采集到的地质数据进行分析、对比，从而控制钻井的旋转导向、完成对于井下钻头的速度的优化，避免井下安全事故的发生。 3 定向钻井技术发展的新趋势

随着全球原有开采量的增大，现今的油气资源的勘探开采正向着低渗透和非常规油气藏的方向发展，通过在钻井中采用水平井、多分支井和大位移井等技术，可以实现对于钻井技术的高质量、高效率的进行。同时钻井技术的进步可以使得定向钻井能够完成更为复杂的井眼轨迹，使得钻井效率和钻井能力不断忒生，反过来促进定向钻井技术的不断进步。 结语

定向钻井技术对于提高钻井效率、降低钻井作业的成本有着极为重要的作用，同时技术的进步以及钻井的需求又促进了一系列定向钻井技术的发展。本文在分析国内外定向钻井技术发展现状的基础上，对定向钻井技术所使用的先进设备等进行介绍。 参考文献

[1]王敏生，等.胜利浅海小井距浅表层大井眼定向钻井技术[J].中国海上油气，2007（02）.