國內外旋轉導向鉆井對比

1、國內外旋轉導向鉆井系統(tǒng)對比匯報人：時概述 旋轉導向鉆井系統(tǒng)是在鉆柱旋轉鉆進時，隨鉆實時完成導向功能的一種導向式鉆井系統(tǒng)，它是當今世界上鉆井技術發(fā)展的最高階段閉環(huán)自動鉆井的主要內容。旋轉導向鉆井系統(tǒng)可以將幾何導向和地質導向功能集為一體，使定向鉆井既可依據(jù)工程參數(shù)進行幾何導向，又可依據(jù)地質參數(shù)進行地質導向，根據(jù)實時監(jiān)測到的井下情況，引導鉆頭在儲層中的最佳位置鉆進。旋轉導向鉆井系統(tǒng)技術是現(xiàn)代定向鉆井技術的核心技術，是現(xiàn)代導向鉆井技術的發(fā)展方向。研究現(xiàn)狀v 國外研究現(xiàn)狀 為克服滑動導向技術的不足，從20世紀80年代末期，國外就開始了旋轉導向鉆井系統(tǒng)的理論研究。20世紀90年代初期,多家公司形成了商業(yè)化

2、的旋轉導向技術，目前有三種比較成熟的導向系統(tǒng)。AutoTrak旋轉閉環(huán)鉆井系統(tǒng)；PowerDrive旋轉導向鉆井系統(tǒng)；Geo-Pilot旋轉導向自動鉆井系統(tǒng)。v 國內發(fā)展歷程 國內開展這方面的研究工作起步較晚，2O 世紀90年代中期才開始相關的研究工作。近幾年， 研制出了相應的工具系統(tǒng)，并在關鍵技術方面取得了突破。但與國外同類型工具相比，在工作性 能、自動化程度等方面仍存在一定差距。AutoTrak RCLS系統(tǒng)已下井320次，累計工作40000h，總進尺約160000mPower Drive SRD系統(tǒng)下井138次，累計工作11610h，總進尺47780m；Geo-Pilot系統(tǒng)已成功應用5

3、0口井。Baker HughesBaker HughesSchlumberger AnadrillSchlumberger AnadrillSperry-SunSperry-SunCGDS-I，1999年5月正式啟動，進行了20余口井的 現(xiàn) 場 實 驗 ，2005正式生產(chǎn)可控偏心器式旋轉導向鉆井工具系統(tǒng)，2006年1月通過國家863計劃項目驗收。MRSS統(tǒng),2006,勝利油田營12斜225井上成功完成鉆井中國石油天然氣集團公司中國海洋石油集團公司，中國石化集團公司國內外研究單位v AutoTrak旋轉閉環(huán)鉆井系統(tǒng) 1993年,意大利AGIP公司與美國Baker HughesINTEQ公司合作在

4、早期的垂直鉆井系統(tǒng)(VDS)和直井鉆井裝置(SDD)基礎上研制了旋轉閉環(huán)系統(tǒng)(RCLS)。1996年在4口井中試驗獲得成功,1997年注冊AutoTrak,正式推向市場。截至2002年7月累積鉆進超過1.609106m。v PowerDrive旋轉導向鉆井系統(tǒng) 1994年英國Camco公司研制的旋轉導向鉆井(SRD)系統(tǒng)在英格蘭Montrose地區(qū)井中試驗獲得成功。1999年5月,Camco公司與美國Schlumberger公司的Anadrill公司合并,SRD系統(tǒng)注冊為PowerDrive,2000年改進為PowerDrive Xtra。v Geo-Pilot旋轉導向自動鉆井系統(tǒng) 1989年

5、日本國家石油公司(JNOC)開始研究遙控動態(tài)定向系統(tǒng)(RCDOS);1993年美國Sperry-Sun公司研制了適合于轉盤鉆進的自動定向系統(tǒng)(AGS),同年在英格蘭Wytch Farm油田首次進行商業(yè)應用。1999年,2公司合作以Halliburton公司的名義推出了Geo-Pilot旋轉導向自動鉆井系統(tǒng)。v中國石油天然氣集團公司 CGDS-I，是由中國石油集團鉆井工程技術研究院主持研發(fā)，擁有自主知識產(chǎn)權的第一代近鉆頭地質導向鉆井系統(tǒng)。CGDS-I近鉆頭地質導向鉆井系統(tǒng)研制從1999年5月正式啟動，經(jīng)歷6年半時間的努力攻關，先后進行了20余口井的部件和單元現(xiàn)場實驗，系統(tǒng)不斷得到改進和完善，于2

6、005年底由中國石油集團鉆井工程技術研究院北京石油機械廠正式生產(chǎn)并出廠。國內發(fā)展歷程 國內開展這方面的研究工作起步較晚，2O 世紀90年代中期才開始相關的研究工作。近幾年， 研制出了相應的工具系統(tǒng)，并在關鍵技術方面取得了突破。但與國外同類型工具相比，在工作性 能、自動化程度等方面仍存在一定差距。v中國海洋石油集團公司-可控偏心器式旋轉導向鉆井工具系統(tǒng) 1997年，中海石油研究中心牽頭國家863項目“海底大位移井鉆井技術“，與渤海石油公司、西安石油學院三家合作，共同研究開發(fā)了用于二維井眼軌跡控制的“井下閉環(huán)可變徑穩(wěn)定器”樣機，取得初步成果，于2000年11月通過國家科技部組織的驗收，獲得中國海洋

7、石油總公司科技進步一等獎。 2000年，新星石油公司鉆井研究所也已立項，對國外旋轉自動導向鉆井技術及工具、儀器進行調查研究，并專門派團赴國外考察。 2001年中石化勝利油田鉆井院與西安石油大學合作承擔了國家863前沿課題：“旋轉導向鉆井系統(tǒng)整體方案設計及關鍵技術研究”。 2001年，中海石油研究中心牽頭的國家863課題：“可控（閉環(huán)）三維軌跡鉆井技術”研究中，西安石油學院承擔了“旋轉導向工具技術研究”，該項目在2005年11月18日完成了海上下井試驗，2006年1月5日可控偏心器式旋轉導向鉆井系統(tǒng)通過國家863計劃項目驗收。v 中國石化集團公司-MRSS系統(tǒng) 2001年，由勝利石油管理局鉆井院

8、與西安石油大學導向鉆井研究所合作，實現(xiàn)了技術上的優(yōu)勢互補。聯(lián)合承擔被列為國家“863”前瞻性研究項目及中國石化集團公司科技攻關項目“調制式旋轉導向鉆井系統(tǒng)整體方案設計及關鍵技術研究”(2001AA602013)旋轉導向鉆井技術研究”(JPOl005)，開始研制具有自主知識產(chǎn)權的旋轉導向系統(tǒng)。 中國石化集團公司勝利石油管理局鉆井院和西安石油大學導向鉆井研究所合作自主研發(fā)調制式旋轉導向鉆井系統(tǒng)MRSS在2006年7月成功實現(xiàn)了地面功能，并于同年8月底在勝利油田營12斜225井上成功進行了包括旋轉導向鉆井井下工具系統(tǒng)、MWD隨鉆測量系統(tǒng)、信息上傳系統(tǒng)和地面監(jiān)控系統(tǒng)在內的整個旋轉導向鉆井系統(tǒng)的聯(lián)合現(xiàn)場

9、試驗。 目前，樣機已通過“863”項目驗收，專家組認為其水平居國內領先，部分達國際先迸水平。MRSS-(ModulateRotarySteeringSystem)AutoTrak VS MRSS AutoTrak旋轉閉環(huán)鉆井系統(tǒng)由地面與井下的雙向通訊系統(tǒng)(地面監(jiān)控計算機、解碼系統(tǒng)及鉆井液脈沖信號發(fā)生裝置)、導向系統(tǒng)(AutoTrak工具)和LWD(隨鉆測井)組成 MRSS旋轉導向鉆井系統(tǒng)主要由5部分組成:井下調制式全旋轉導向工具、隨鉆參數(shù)測量系統(tǒng)、雙向通訊系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)。 AutoTrak旋轉閉環(huán)鉆井系統(tǒng) MRSS旋轉導向鉆井系統(tǒng)lAutoTrack RCLS：位移工作方式、靜止

10、外套、小型化能力差、結構復雜等。lMRSS：旋轉導向工具的外筒及導向塊等全部、隨同鉆柱一起旋轉，結構相對簡單，導向基于推靠鉆頭原理和井下調制式的全旋轉導向工具,具有一定的優(yōu)越性。 Power Drive屬調制式全旋轉導向鉆井系統(tǒng)的典型代表產(chǎn)品，它也是利用推靠鉆頭的偏置原理來導向。該系統(tǒng)由井下旋轉導向工具、MWD隨鉆測量系統(tǒng)、地面井下雙向信息通訊系統(tǒng)和地面計算機監(jiān)控系統(tǒng)組成。 CGDS-I近鉆頭地質導向鉆井系統(tǒng)井下部分由測傳馬達CAIMS、無線接收系統(tǒng)WLRS和正脈沖無線隨鉆測量系統(tǒng) C G M W I（井下儀器）組成，儀器總長18.11m。Power Drive VS CGDS-1 Power

11、Drive調制式全旋轉導向鉆井系統(tǒng)CGDS-I近鉆頭地質導向鉆井系統(tǒng)l Power Drive SRD：整個鉆具組合對井眼沒有靜止點；內部故障診斷和工具維護指示減小了井下故障發(fā)生的幾率；鉆頭和鉆頭軸承的磨損較嚴重,工作壽命有待進一步提高。l CGDS-1：測量系統(tǒng)靠近鉆頭，具有明顯的近鉆頭測量優(yōu)勢，對提高油氣鉆遇率、準確著陸；工作性能以及穩(wěn)定性相比較有差距。應用概況u AutoTrak旋轉閉環(huán)鉆井系統(tǒng)1996年在4口井中試驗獲得功,1997正式推向市場。截至2002年7月累積鉆進超過1.609106m。u Power Drive SRD系統(tǒng)下井138次，累計工作11610h，總進尺47780m

12、；u Geo-Pilot系統(tǒng)已功應用50口井u CGDS-1近鉆頭地質導向鉆井系2006年12月，在遼河油田齊604-蓮H2Z井中應用。2007年1月底在冀東油田成功完成柳北-平8井(LB-P8井)等3口水平井，累計進尺2994.5m，累計工作時間860.5h。2008年11月，遼河油田歡127-蓮H205井應用。2010年2月，江漢浩平2井應用。u 可控偏心器式旋轉導向鉆井工具系統(tǒng)應用于長慶油田西28-022井、寧37-32井和渤海油田LD5-2-A1井。u MRSS系統(tǒng)2006年7月成功應用，同一年8月底成功應用于在勝利油田營12斜225井。國內外對比分析從旋轉導向技術的發(fā)展現(xiàn)狀來看，國外技術已經(jīng)相當成熟，并且定向服務逐漸向旋轉導向轉移，其經(jīng)濟效益與社會效益顯而易見。我國關于旋轉導向鉆技術發(fā)展比較晚，經(jīng)過多年努力，我國成功研制并成功運用該技術，標志著我國成為全球第四擁有這項技術的國家。同時我國也成為全球第二個同時擁有這兩項技術的國家，現(xiàn)已獲得很大的經(jīng)濟效益，打破了國外對該項技術的壟斷。與國外同類型工具相比，在工作性 能、自動化程度等方面仍存在一定差距，但在某些關鍵