國(guó)內(nèi)外旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井對(duì)比

1、國(guó)內(nèi)外旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)對(duì)比匯報(bào)人：時(shí)概述 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是在鉆柱旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，隨鉆實(shí)時(shí)完成導(dǎo)向功能的一種導(dǎo)向式鉆井系統(tǒng)，它是當(dāng)今世界上鉆井技術(shù)發(fā)展的最高階段閉環(huán)自動(dòng)鉆井的主要內(nèi)容。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)可以將幾何導(dǎo)向和地質(zhì)導(dǎo)向功能集為一體，使定向鉆井既可依據(jù)工程參數(shù)進(jìn)行幾何導(dǎo)向，又可依據(jù)地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的井下情況，引導(dǎo)鉆頭在儲(chǔ)層中的最佳位置鉆進(jìn)。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)技術(shù)是現(xiàn)代定向鉆井技術(shù)的核心技術(shù)，是現(xiàn)代導(dǎo)向鉆井技術(shù)的發(fā)展方向。研究現(xiàn)狀v 國(guó)外研究現(xiàn)狀 為克服滑動(dòng)導(dǎo)向技術(shù)的不足，從20世紀(jì)80年代末期，國(guó)外就開始了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的理論研究。20世紀(jì)90年代初期,多家公司形成了商業(yè)化

2、的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)，目前有三種比較成熟的導(dǎo)向系統(tǒng)。AutoTrak旋轉(zhuǎn)閉環(huán)鉆井系統(tǒng)；PowerDrive旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)；Geo-Pilot旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向自動(dòng)鉆井系統(tǒng)。v 國(guó)內(nèi)發(fā)展歷程 國(guó)內(nèi)開展這方面的研究工作起步較晚，2O 世紀(jì)90年代中期才開始相關(guān)的研究工作。近幾年， 研制出了相應(yīng)的工具系統(tǒng)，并在關(guān)鍵技術(shù)方面取得了突破。但與國(guó)外同類型工具相比，在工作性 能、自動(dòng)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(jì)工作40000h，總進(jìn)尺約160000mPower Drive SRD系統(tǒng)下井138次，累計(jì)工作11610h，總進(jìn)尺47780m；Geo-Pilot系統(tǒng)已成功應(yīng)用5

3、0口井。Baker HughesBaker HughesSchlumberger AnadrillSchlumberger AnadrillSperry-SunSperry-SunCGDS-I，1999年5月正式啟動(dòng)，進(jìn)行了20余口井的 現(xiàn) 場(chǎng) 實(shí) 驗(yàn) ，2005正式生產(chǎn)可控偏心器式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具系統(tǒng)，2006年1月通過國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目驗(yàn)收。MRSS統(tǒng),2006,勝利油田營(yíng)12斜225井上成功完成鉆井中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司中國(guó)海洋石油集團(tuán)公司，中國(guó)石化集團(tuán)公司國(guó)內(nèi)外研究單位v AutoTrak旋轉(zhuǎn)閉環(huán)鉆井系統(tǒng) 1993年,意大利AGIP公司與美國(guó)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(chǔ)上研制了旋轉(zhuǎn)閉環(huán)系統(tǒng)(RCLS)。1996年在4口井中試驗(yàn)獲得成功,1997年注冊(cè)AutoTrak,正式推向市場(chǎng)。截至2002年7月累積鉆進(jìn)超過1.609106m。v PowerDrive旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng) 1994年英國(guó)Camco公司研制的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井(SRD)系統(tǒng)在英格蘭Montrose地區(qū)井中試驗(yàn)獲得成功。1999年5月,Camco公司與美國(guó)Schlumberger公司的Anadrill公司合并,SRD系統(tǒng)注冊(cè)為PowerDrive,2000年改進(jìn)為PowerDrive Xtra。v Geo-Pilot旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向自動(dòng)鉆井系統(tǒng) 1989年

5、日本國(guó)家石油公司(JNOC)開始研究遙控動(dòng)態(tài)定向系統(tǒng)(RCDOS);1993年美國(guó)Sperry-Sun公司研制了適合于轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)的自動(dòng)定向系統(tǒng)(AGS),同年在英格蘭Wytch Farm油田首次進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用。1999年,2公司合作以Halliburton公司的名義推出了Geo-Pilot旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向自動(dòng)鉆井系統(tǒng)。v中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司 CGDS-I，是由中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院主持研發(fā)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第一代近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)。CGDS-I近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)研制從1999年5月正式啟動(dòng)，經(jīng)歷6年半時(shí)間的努力攻關(guān)，先后進(jìn)行了20余口井的部件和單元現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)不斷得到改進(jìn)和完善，于2

6、005年底由中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院北京石油機(jī)械廠正式生產(chǎn)并出廠。國(guó)內(nèi)發(fā)展歷程 國(guó)內(nèi)開展這方面的研究工作起步較晚，2O 世紀(jì)90年代中期才開始相關(guān)的研究工作。近幾年， 研制出了相應(yīng)的工具系統(tǒng)，并在關(guān)鍵技術(shù)方面取得了突破。但與國(guó)外同類型工具相比，在工作性 能、自動(dòng)化程度等方面仍存在一定差距。v中國(guó)海洋石油集團(tuán)公司-可控偏心器式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具系統(tǒng) 1997年，中海石油研究中心牽頭國(guó)家863項(xiàng)目“海底大位移井鉆井技術(shù)“，與渤海石油公司、西安石油學(xué)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(jī)，取得初步成果，于2000年11月通過國(guó)家科技部組織的驗(yàn)收，獲得中國(guó)海洋

7、石油總公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。 2000年，新星石油公司鉆井研究所也已立項(xiàng)，對(duì)國(guó)外旋轉(zhuǎn)自動(dòng)導(dǎo)向鉆井技術(shù)及工具、儀器進(jìn)行調(diào)查研究，并專門派團(tuán)赴國(guó)外考察。 2001年中石化勝利油田鉆井院與西安石油大學(xué)合作承擔(dān)了國(guó)家863前沿課題：“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究”。 2001年，中海石油研究中心牽頭的國(guó)家863課題：“可控（閉環(huán)）三維軌跡鉆井技術(shù)”研究中，西安石油學(xué)院承擔(dān)了“旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具技術(shù)研究”，該項(xiàng)目在2005年11月18日完成了海上下井試驗(yàn)，2006年1月5日可控偏心器式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)通過國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目驗(yàn)收。v 中國(guó)石化集團(tuán)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(xué)導(dǎo)向鉆井研究所合作，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。聯(lián)合承擔(dān)被列為國(guó)家“863”前瞻性研究項(xiàng)目及中國(guó)石化集團(tuán)公司科技攻關(guān)項(xiàng)目“調(diào)制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究”(2001AA602013)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)研究”(JPOl005)，開始研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)。 中國(guó)石化集團(tuán)公司勝利石油管理局鉆井院和西安石油大學(xué)導(dǎo)向鉆井研究所合作自主研發(fā)調(diào)制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)MRSS在2006年7月成功實(shí)現(xiàn)了地面功能，并于同年8月底在勝利油田營(yíng)12斜225井上成功進(jìn)行了包括旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井井下工具系統(tǒng)、MWD隨鉆測(cè)量系統(tǒng)、信息上傳系統(tǒng)和地面監(jiān)控系統(tǒng)在內(nèi)的整個(gè)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的聯(lián)合現(xiàn)場(chǎng)

9、試驗(yàn)。 目前，樣機(jī)已通過“863”項(xiàng)目驗(yàn)收，專家組認(rèn)為其水平居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，部分達(dá)國(guó)際先迸水平。MRSS-(ModulateRotarySteeringSystem)AutoTrak VS MRSS AutoTrak旋轉(zhuǎn)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(jì)算機(jī)、解碼系統(tǒng)及鉆井液脈沖信號(hào)發(fā)生裝置)、導(dǎo)向系統(tǒng)(AutoTrak工具)和LWD(隨鉆測(cè)井)組成 MRSS旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)主要由5部分組成:井下調(diào)制式全旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具、隨鉆參數(shù)測(cè)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(zhuǎn)閉環(huán)鉆井系統(tǒng) MRSS旋轉(zhuǎn)導(dǎo)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(jié)構(gòu)復(fù)雜等。lMRSS：旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的外筒及導(dǎo)向塊等全部、隨同鉆柱一起旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，導(dǎo)向基于推靠鉆頭原理和井下調(diào)制式的全旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具,具有一定的優(yōu)越性。 Power Drive屬調(diào)制式全旋轉(zhuǎn)導(dǎo)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(dǎo)向。該系統(tǒng)由井下旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具、MWD隨鉆測(cè)量系統(tǒng)、地面井下雙向信息通訊系統(tǒng)和地面計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成。 CGDS-I近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)井下部分由測(cè)傳馬達(dá)CAIMS、無線接收系統(tǒng)WLRS和正脈沖無線隨鉆測(cè)量系統(tǒng) C G M W I（井下儀器）組成，儀器總長(zhǎng)18.11m。Power Drive VS CGDS-1 Power

11、Drive調(diào)制式全旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)CGDS-I近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)l Power Drive SRD：整個(gè)鉆具組合對(duì)井眼沒有靜止點(diǎn)；內(nèi)部故障診斷和工具維護(hù)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(yán)重,工作壽命有待進(jìn)一步提高。l CGDS-1：測(cè)量系統(tǒng)靠近鉆頭，具有明顯的近鉆頭測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)，對(duì)提高油氣鉆遇率、準(zhǔn)確著陸；工作性能以及穩(wěn)定性相比較有差距。應(yīng)用概況u AutoTrak旋轉(zhuǎn)閉環(huán)鉆井系統(tǒng)1996年在4口井中試驗(yàn)獲得功,1997正式推向市場(chǎng)。截至2002年7月累積鉆進(jìn)超過1.609106m。u Power Drive SRD系統(tǒng)下井138次，累計(jì)工作11610h，總進(jìn)尺47780m

12、；u Geo-Pilot系統(tǒng)已功應(yīng)用50口井u CGDS-1近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系2006年12月，在遼河油田齊604-蓮H2Z井中應(yīng)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(jì)進(jìn)尺2994.5m，累計(jì)工作時(shí)間860.5h。2008年11月，遼河油田歡127-蓮H205井應(yīng)用。2010年2月，江漢浩平2井應(yīng)用。u 可控偏心器式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具系統(tǒng)應(yīng)用于長(zhǎng)慶油田西28-022井、寧37-32井和渤海油田L(fēng)D5-2-A1井。u MRSS系統(tǒng)2006年7月成功應(yīng)用，同一年8月底成功應(yīng)用于在勝利油田營(yíng)12斜225井。國(guó)內(nèi)外對(duì)比分析從旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，國(guó)外技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，并且定向服務(wù)逐漸向旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向轉(zhuǎn)移，其經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益顯而易見。我國(guó)關(guān)于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆技術(shù)發(fā)展比較晚，經(jīng)過多年努力，我國(guó)成功研制并成功運(yùn)用該技術(shù)，標(biāo)志著我國(guó)成為全球第四擁有這項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家。同時(shí)我國(guó)也成為全球第二個(gè)同時(shí)擁有這兩項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家，現(xiàn)已獲得很大的經(jīng)濟(jì)效益，打破了國(guó)外對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的壟斷。與國(guó)外同類型工具相比，在工作性 能、自動(dòng)化程度等方面仍存在一定差距，但在某些關(guān)鍵