有关旋转导向钻井技术探讨

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自美国1821年完钻世界上第一口页岩气井以来，页岩气钻井先后经历了直井、单支水平井、多分支水平井、丛式井、丛式水平井的发展历程。2002年以前，直井是美国页岩气开发的主要钻井方式；随着2002年戴文能源公司7口伯内特页岩气实验水平井取得巨大成功，水平井已成为页岩气开发的主要钻井方式；丛式水平井可以降低成本、节约时间，是比较新的页岩气钻井技术。
    水平井是页岩气藏成功开发的关键，根据美国页岩气开发的经验，水平井的日均产气量及最终产气量是直井的3～5倍，产气速率则提高10倍，而水平井的成本仅为直井的25%～50%。
    国外在页岩气水平井钻完井中主要采用的相关技术有：旋转导向技术，用于地层引导和地层评价，确保在目标区内钻井；随钻测井(LWD) 和随钻测量(MWD)技术，用于水平井精确定位和地层评价，引导中靶地质目标；控压或欠平衡钻井技术，用于防漏、提高钻速和储层保护，采用空气作循环介质；泡沫固井技术，用于解决低压易漏长封固水平段固井质量；套管开窗侧钻水平井技术，降低增产措施的技术难度；有机和无机盐复合防膨技术，确保井壁稳定性。
名称：旋转导向钻井技术
优点：旋转导向系统(RSS)是在钻柱旋转钻进时，随钻实时完成导向功能的一种导向式钻井系统，是20世纪90年代以来定向钻井技术的重大变革。RSS钻进时具有摩阻与扭阻小、钻速高、成本低、建井周期短、井眼轨迹平滑、易调控并可延长水平段长度等特点，被认为是现代导向钻井技术的发展方向。

分类：旋转导向系统按其导向方式可分为推靠钻头式(Push the Bit)和指向钻头式(Point the Bit)两种系统。下面将通过对市场上最新型RSS系统的介绍，展示旋转导向钻井技术的进展。
1. AutoTrak X-treme系统（贝克休斯）
    AutoTrak X-treme系统是由井下钻井马达驱动的旋转导向系统。其最大的优势是将普通转盘式RSS最高250rpm的转速提高到400rpm。该系统由旋转闭环导向系统Auto Trac和高效钻井马达X-treme组合而成。其特殊设计的模块化结构可以允许BHA持续高速旋转，而X-treme马达的设计也解决了导向数据通过马达传输的问题，真正实现了精确、实时的近钻头导向。



2. Revolution RSS（威德福、哈里伯顿）
    Revolution旋转导向系统是一种“指向”式的旋转导向系统，导向的主要组件为不可旋转的套筒稳定器、近钻头旋转稳定器和旋转传动轴(drive shaft)。地面导航设施接收到泥浆脉冲传输的LWD信号后确定偏移方向和偏移角度，使传动轴产生偏移。传动轴在套筒稳定器中运转，将扭矩和载荷传递至钻头，“指引”钻头向既定方向前进。近钻头旋转稳定器起到支点的作用。


3. PowerDrive系统（斯伦贝谢）
    PowerDrive旋转导向系统是通过高速旋转同时导向来进行钻进的，然而高速旋转下的定位比较困难。斯伦贝谢公司的PowerDrive采用了在RSS内部安装不旋转组件的方法解决该问题，因其外部钻杆始终处于旋转状态而大大提高了钻速。“让每个接触井壁的部分都在转动”的思想是斯伦贝谢旋转导向系统的核心，也是优于其它RSS系统的根本。

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