國(guó)內(nèi)外七大公司旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)盤點(diǎn)

1、貪吃蛇技術(shù)哪家強(qiáng)？國(guó)內(nèi)外七大公司旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)盤點(diǎn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)已經(jīng)逐漸成為定向井、水平井鉆井的主要工具，但主流技術(shù)依然以國(guó)外油月服產(chǎn)品為主。在多年持續(xù)攻關(guān)下，國(guó)產(chǎn)自主創(chuàng)新技術(shù)現(xiàn)已取得多項(xiàng)重大突破，國(guó)內(nèi)外技術(shù)差距正在逐步縮小。當(dāng)前，油氣勘探開發(fā)過程正面臨的挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻。在資源品質(zhì)劣質(zhì)化、勘探目標(biāo)多元化、開發(fā)對(duì)象復(fù)雜化等愈發(fā)惡劣的勘探開發(fā)大環(huán)境下，我國(guó)油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域正在由常規(guī)油氣資源向三低、深層及超深層、深水及超深水等非常規(guī)資源拓展。而作為油氣資源勘探開發(fā)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，現(xiàn)有的鉆井技術(shù)在應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)時(shí)卻略顯勉強(qiáng)。中石油經(jīng)研院石油科技研究所總結(jié)出了未來10年極具發(fā)展?jié)摿Φ?0項(xiàng)油氣勘探開發(fā)新技

2、術(shù)（點(diǎn)擊查看：顛覆傳統(tǒng)！未來十年這些油氣勘探開發(fā)新技術(shù)最具潛力），其中，智能鉆井技術(shù)位列其中。未來的智能鉆井主要由智能鉆機(jī)、智能導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)智能控制平臺(tái)、遠(yuǎn)程智能控制中心組成。智能導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)主要利用隨鉆數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取、傳輸與處理，通過井下控制元件對(duì)鉆進(jìn)方向進(jìn)行智能調(diào)控，從而提高鉆井效率和儲(chǔ)層鉆遇率。作為頁巖氣開發(fā)的芯片式技術(shù)，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井尚且年輕，但實(shí)際上從上世紀(jì)90年代起，國(guó)際各大油服公司便相繼實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。經(jīng)過20余年的技術(shù)發(fā)展，油服巨頭均取得了階段性進(jìn)展，并形成了各自的核心技術(shù)體系（點(diǎn)擊查看：五大油服的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)大比拼）。目前的主流旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)主要來自幾大國(guó)際油

3、服巨頭，并基本形成了兩大發(fā)展方向：一是以貝克休斯AutoTrak系統(tǒng)為代表的不旋轉(zhuǎn)外筒式閉環(huán)自動(dòng)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，這類系統(tǒng)以精確的軌跡控制和完善的地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)為特點(diǎn)，適用于開發(fā)難度高的特殊油藏導(dǎo)向鉆井作業(yè)；二是以斯倫貝謝PowerDrive系統(tǒng)為代表的全旋轉(zhuǎn)自動(dòng)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，這類系統(tǒng)以同樣精確的軌跡控制和特有的位移延伸鉆井能力為特點(diǎn)，適用于超深、邊緣油藏的開發(fā)方案中的深井、大位移井的導(dǎo)向鉆井作業(yè)。01.各大油服核心技術(shù)對(duì)比大宗商品價(jià)格暴跌給服務(wù)公司的定價(jià)和付款時(shí)間表帶來了下行壓力。無論何種程度的自動(dòng)化規(guī)模提高，都可以改善前端的現(xiàn)金流。而在后端，實(shí)時(shí)和廣泛的數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)告功能則可以快速顯示利潤(rùn)最高的領(lǐng)域

4、。這些信息使公司可以專注于自己最擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，并調(diào)整或取消表現(xiàn)最差的業(yè)務(wù)板塊。與維持或取消某個(gè)業(yè)務(wù)或是讓更多人失業(yè)不同，所有這些措施的最終價(jià)值都可以改善企業(yè)的賬本底線。1斯倫貝謝斯倫貝謝是目前旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向?qū)＠麛?shù)量最多的油服公司，其PowerDrive旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)包括推靠式(PowerDriveOrbit)、指向式(PowerDriveXceed)和混合式(PowerDriveArcher)三種。斯倫貝謝推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)由最開初的PowerDriveXtra，升級(jí)到PowerDriveX5、PowerDriveX6，目前升級(jí)已經(jīng)至UPowerDriveOrbit。PowerDriveOrbitPow

5、erDriveOrbit在斯倫貝謝的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系列產(chǎn)品中，造斜能力是相對(duì)較弱的(點(diǎn)擊查看：PowerDriveOrbit旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng))。其工具耐高溫150C,狗腿度通常在(03)/30m范圍內(nèi)，少部分地層可以達(dá)到(45)/30m的造斜能力，但是由于側(cè)向切削和井下鉆具的不均勻轉(zhuǎn)動(dòng)引起的振動(dòng)對(duì)PowerDriveOrbit的造斜能力影響很大，因此需要選擇造斜能力強(qiáng)的鉆頭和簡(jiǎn)單的鉆具組合才能實(shí)現(xiàn)上述指標(biāo)。PowerDriveOrbit系統(tǒng)應(yīng)用過程中全部部件全程旋轉(zhuǎn)，能提供近鉆頭實(shí)時(shí)井斜和方位，提供近鉆頭伽馬、方位伽馬、近鉆頭伽馬成像等參數(shù)及曲線，便于精確控制井眼軌跡，判斷巖性及地層走向，實(shí)現(xiàn)在薄油層導(dǎo)

6、向鉆進(jìn)。加長(zhǎng)短節(jié)i電子控制短節(jié)CCU-推力槻(Pad_短節(jié)(BU)-圖1PowerDriveOrbit結(jié)構(gòu)示意圖PowerDriveXceedPowerDriveXceed由發(fā)電總成（CRSPA）、電子元器件總成（CRSEM）、導(dǎo)向控制總成（CRSSA）組成，結(jié)構(gòu)見下圖。傳感器總成和控制累統(tǒng)馬達(dá)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)伺張馬達(dá)渦輪發(fā)電泵統(tǒng)鉆貝哌時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)所鉆井跟比鉆頭尺寸大3.2mm圖2PowerDriveXceed結(jié)構(gòu)示意圖PowerDriveXceed系統(tǒng)在鉆進(jìn)過程中所有部件均為旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)在鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的全方位導(dǎo)向鉆進(jìn)，也可以放置于PowerPak螺桿鉆具之下，共同組成附加動(dòng)力旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)（Vorte

7、XXceed）。Xceed旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)具有近鉆頭的井斜方位測(cè)量，其獨(dú)特的指向式定向方式和固定的鉆頭軸向夾角使指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)在保留了推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)所具有的優(yōu)勢(shì)之外，還提供了更高的造斜能力,造斜能力可以達(dá)到（58）/30m，在一些高狗腿的三維定向井、水平井中能較好地發(fā)揮旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。工具耐高溫150C，最大允許轉(zhuǎn)速350r/min，最大允許堵漏液濃度為142.6kg/m3,該工具目前只能通過改變泥漿泵的排量來發(fā)送指令，但可以通過MWD接收指令并轉(zhuǎn)發(fā)給Xceed。PowerDriveArcherPowerDriveArcher主要優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)高造斜率要求，通過推靠式”和指向式的優(yōu)點(diǎn)結(jié)

8、合，PowerDriveArcher系統(tǒng)可以達(dá)到高達(dá)（1517）/30m的造斜率，工具耐高溫150C。此外，基于Power-DriveX6系統(tǒng)精確控制單元的使用，可在鉆井過程中有更大的排量選擇范圍。該系統(tǒng)保持了斯倫貝謝工具一貫的全旋轉(zhuǎn)特性，同時(shí)，具有用改變排量和頂驅(qū)轉(zhuǎn)速兩種方法發(fā)送指令的功能。圖3PowerDriveArcher工具原理示意圖PowerDriveVorteX附加動(dòng)力導(dǎo)向系統(tǒng)PowerDriveVorteX是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)與大功率螺桿鉆具和通訊短節(jié)CLINK組合在一起的的復(fù)合體。即在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)和MWD之間，增加一根大功率螺桿鉆具和一根通訊短節(jié)CLINK，鉆頭就獲得了來自頂驅(qū)轉(zhuǎn)速和

9、螺桿鉆具轉(zhuǎn)速疊加的高轉(zhuǎn)速，通訊短節(jié)把旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)測(cè)得的參數(shù)和曲線傳遞給MWD，MWD把獲得的數(shù)據(jù)傳遞到地面計(jì)算機(jī)。這樣不但可以獲得因鉆頭轉(zhuǎn)速增高帶來機(jī)械鉆速提高，還解決了實(shí)時(shí)獲得旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)近鉆頭數(shù)據(jù)的通訊問題。PowerDriveVorteX系統(tǒng)主要原理均為通過附加大功率螺桿鉆具使鉆頭獲得高轉(zhuǎn)速，減少頂驅(qū)負(fù)荷;在研磨性地層，減少鉆具與地層、BHA與地層之間的磨損。由于鉆頭轉(zhuǎn)速大幅提高，從而提高機(jī)械鉆速，減少鉆具、BHA和套管磨損，提咼綜合經(jīng)濟(jì)效益。2貝克休斯貝克休斯的AutoTrak不旋轉(zhuǎn)閉環(huán)鉆井系統(tǒng)（RCLS）是一種靜態(tài)推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(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

10、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組成。AutoTrak系統(tǒng)的井下偏置導(dǎo)向工具由不旋轉(zhuǎn)外套和旋轉(zhuǎn)心軸兩大部分通過上下軸承連接形成一個(gè)可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)心軸上接鉆柱，下接鉆頭，起傳遞鉆壓、扭矩和輸送鉆井液的作用。不旋轉(zhuǎn)外套上設(shè)置有井下CPU、控制部分和支撐翼肋。定向傳感器震擊器電阻率傳感器伽馬射線傳感器圖4AtutoTrak工具結(jié)構(gòu)示意圖AutoTrak系統(tǒng)工作中非旋轉(zhuǎn)可調(diào)節(jié)扶正器滑套的不轉(zhuǎn)是相對(duì)于鉆頭驅(qū)動(dòng)軸而言，在旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)過程中，該扶正器滑套處于一種相對(duì)靜止的狀態(tài)，從而確保鉆頭可以沿著特定的方向鉆進(jìn)。通過液壓可推動(dòng)活塞分別對(duì)3個(gè)穩(wěn)定塊施加不同的壓力，其合

11、力使鉆具沿某一特定方向偏移，從而在鉆進(jìn)過程中使鉆頭產(chǎn)生1個(gè)側(cè)向力，保證鉆頭沿這一方向定向鉆進(jìn)。圖7頭3rillBte計(jì)貝機(jī)站桿電用耳和仙馬丸吊笨碼苦站-AutorrakIH定向橫映JUS朗測(cè)It檢塊扶正裔圖5AutoTrak系統(tǒng)主要組成部分示意圖AutoTrakG3AutoTrakG3的理論造斜能力為20/100m，它的近鉆頭井斜零長(zhǎng)1.2m，伽馬零長(zhǎng)5.54m，井斜與方位零長(zhǎng)8.54m，該類型的工具除了提供另外兩種工具的功能和作用外，它也能夠進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量工作。這種第三代系統(tǒng)開拓了定向井鉆井的新領(lǐng)域，包括地質(zhì)導(dǎo)向和大位移井。該工具可以在旋轉(zhuǎn)鉆井過程中實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向，改變井眼軌跡，并與地面實(shí)現(xiàn)雙向通

12、訊。AutoTrakX-tremeAutoTrakX-treme是由井下鉆井馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合了高動(dòng)力馬達(dá)和高速旋轉(zhuǎn)閉環(huán)系統(tǒng)，并與導(dǎo)向裝置實(shí)現(xiàn)雙向通訊連接。在馬達(dá)下的下部鉆具組合更短。X-treme技術(shù)定子提供高扭矩，BHA可持續(xù)保持高鉆速，額定最高轉(zhuǎn)速可達(dá)到約400RPM。AutoTrakX-treme標(biāo)準(zhǔn)BHA組成中.陽率ftlDl/Q力IWD怖感誥醫(yī)城J,X-trcm苕技術(shù)的動(dòng)力部分及原理皆通3達(dá)動(dòng)力定子特盒:-內(nèi)還蛔冋揃國(guó)拄形期吏-啖匪定子部拾不等厚i-treme馬達(dá)底子特點(diǎn)：一次性盛壟的談扶外於翎喪薄呂等停的她膠定子部守圖7AutoTrakXtreme纟且成及原理示意

13、圖AutoTrakeXpressAutoTrakeXpress便攜式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的理論造斜能力為24。/100m它的近鉆頭井斜零長(zhǎng)為1.2m,伽馬零長(zhǎng)為9.6m，井斜與方位零長(zhǎng)為10.8m。eXpress的應(yīng)用和發(fā)展是目前AutoTrak旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)中最為成熟AutoTrak的一類型。AutoTrakCurveAutoTrackCurve具有較強(qiáng)的造斜能力，專為陸地鉆井設(shè)計(jì)。它的理論造斜能力為45/100m，它的近鉆頭井斜零長(zhǎng)為2m，伽馬零長(zhǎng)為3.74m，井斜與方位角零長(zhǎng)為6.81m。該系統(tǒng)在傳統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)導(dǎo)向力學(xué)、水力學(xué)和導(dǎo)向板進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，導(dǎo)向板能適應(yīng)從軟到硬以及研磨性等各種地層

14、，BHA具有更強(qiáng)的柔性。AutoTrackCurve能夠?qū)崿F(xiàn)用一套鉆具、一趟鉆鉆穿造斜段、穩(wěn)斜段、著陸段和水平段。平癥轉(zhuǎn)盤叵罔療暉為春動(dòng)測(cè)誡電迪遏輪電亂近鉆頭椎寵巴家頑壓泵扶正畫短揮逼信庫(kù)議去不施轉(zhuǎn)外蓋推盍翼肋體旋轉(zhuǎn)生皓不施轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)巴耀1驅(qū)動(dòng)軸圖8AutoTrakCurve旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖可伸縮肋板扶正器鉆頭不旋轉(zhuǎn)井下工旦旋轉(zhuǎn)軸慣轉(zhuǎn)角度E2井壁圖9AutoTrakCurve旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向原理結(jié)構(gòu)示意圖3哈里伯頓Geo-PilotGeoPilot旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)也是一種不旋轉(zhuǎn)外筒式導(dǎo)向工具，但與AutoTrak和PowerDrive不同的是，GeoPilot旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)不是靠偏置鉆

15、頭進(jìn)行導(dǎo)向，而是靠不旋轉(zhuǎn)外筒與旋轉(zhuǎn)心軸之間的一套偏置機(jī)構(gòu)使旋轉(zhuǎn)心軸偏置，從而為鉆頭提供一個(gè)與井眼軸線不一致的傾角，產(chǎn)生導(dǎo)向作用。其偏置機(jī)構(gòu)是一套由幾個(gè)可控制的偏心圓環(huán)組合形成的偏心機(jī)構(gòu)，當(dāng)井下自動(dòng)控制完成組合之后，該機(jī)構(gòu)將相對(duì)于不旋轉(zhuǎn)外套固定，從而始終將旋轉(zhuǎn)心軸向固定方向偏置，為鉆頭提供一個(gè)方向固定的傾角。該系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)軸、外殼、驅(qū)動(dòng)軸密封裝置、非旋轉(zhuǎn)設(shè)備、上下軸承、偏心裝置、近鉆頭井斜傳感器、近鉆頭穩(wěn)定器、控制電路和傳感器等部件構(gòu)成。牠承居中鈾承密封裝瞥x5Lr近站頭密封裝置非旋轉(zhuǎn)設(shè)備軸承壓力補(bǔ)償器近站頭井斜傳感器圖10Geo-Pilot旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖11Geo-Pilot旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)

16、工作原理示意圖GeoPilot旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的最小造斜角為5，設(shè)計(jì)造斜率為45/100m，擴(kuò)眼最大狗腿度30/100m,最高轉(zhuǎn)速250RPM,最高工作壓力206MPa,最高工作溫度175C,非工作狀態(tài)下耐溫200C。該系統(tǒng)適用于大摩阻、大轉(zhuǎn)矩的大位移井和復(fù)雜程度較高的三維定向/水平井。iCruise2018年，合里伯頓發(fā)布了全球首款智能旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)iCruise（點(diǎn)擊查看:iCruise旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)）。該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，集成了先進(jìn)的傳感器、電子設(shè)備、復(fù)雜算法以及高速處理器，具備400RPM和18/30m的造斜能力。iCruise智能旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)集成了自我診斷與分析和自動(dòng)化鉆井輔助決策功能

17、，實(shí)現(xiàn)設(shè)備健康監(jiān)控、優(yōu)化井眼軌跡、管理井下振動(dòng)等實(shí)時(shí)功能。導(dǎo)向頤間地漬導(dǎo)冋啟令鉆機(jī)控制泵統(tǒng)更諫渥訓(xùn)忌統(tǒng)4鉆頭投童*年向性録：戌聲導(dǎo)可和些險(xiǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo):旬等匚裂古粘壓iifta控制執(zhí)行自主學(xué)習(xí)物理導(dǎo)同模翌圖12導(dǎo)向顧問及控制過程示意圖4威德福RevolutionRevolution是一種指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)和偏置穩(wěn)定器短節(jié)2大部分組成，偏置穩(wěn)定器短節(jié)由驅(qū)動(dòng)芯軸、不旋轉(zhuǎn)外筒和偏置機(jī)構(gòu)等組成，驅(qū)動(dòng)芯軸用于連接鉆柱和鉆頭，傳遞鉆壓、扭矩和輸送泥漿。偏置穩(wěn)定器短節(jié)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)是軸向均布的一組（12個(gè)）軸向方向的柱塞泵，依靠驅(qū)動(dòng)芯軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)起運(yùn)動(dòng)。Revolution旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的最大造斜率為10/3

18、0m最高工作溫度165C,最高工作壓力172MPa,適用于5-7/8至17-1/2井眼。不舟轉(zhuǎn)外筒圖13Revolution系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及導(dǎo)向原理示意圖Magnus推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)Magnus的關(guān)鍵功能包括完全獨(dú)立的襯墊控制、具有最低井底鉆具組合（BHA）穩(wěn)定性的全旋轉(zhuǎn)偏置單元、實(shí)時(shí)BHA診斷和自動(dòng)駕駛功能（點(diǎn)擊查看：Magnus旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)）。該系統(tǒng)具有高造斜率，可以10/30m的狗腿角連續(xù)造斜，最高轉(zhuǎn)速300RPM最高工作壓力206.8MPa,最高工作溫度150C,最大垂向分辨能力480mm。Magnus旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，利用三個(gè)獨(dú)立式推力塊控制方位，可獲得近鉆頭6ft處的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

19、，具有實(shí)時(shí)診斷、自動(dòng)穩(wěn)斜和雙向通信等功02.國(guó)內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀相比于國(guó)外已經(jīng)發(fā)展了20余年，目前已經(jīng)逐漸趨于成熟的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)，國(guó)內(nèi)在這方面的研究工作起步則相對(duì)較晚。近年來，面對(duì)油氣勘探開發(fā)過程中的卡脖子問題，國(guó)內(nèi)三桶油不斷研究摸索，逐個(gè)攻關(guān)核心關(guān)鍵技術(shù)，目前已經(jīng)獲得了重大突破，且部分技術(shù)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，并取得了初步成效。1中國(guó)石油2019年，中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探自主研發(fā)的指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)在遼河油田雙229-36-72井完成水平井全井段現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，各項(xiàng)工程指標(biāo)符合現(xiàn)場(chǎng)鉆井條件要求，標(biāo)志著我國(guó)自主研發(fā)的指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)取得重大突破。2014年，長(zhǎng)城鉆探承擔(dān)了中國(guó)石油集團(tuán)重大科技專項(xiàng)指向式旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)

20、研制，歷時(shí)5年，攻克了伺服電機(jī)偏置導(dǎo)向控制、大功率井下發(fā)電、井下無線短傳、控制指令下傳、地面監(jiān)控軟件等關(guān)鍵技術(shù)，研制了國(guó)內(nèi)首套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，完成了地面水泥靶模擬鉆井試驗(yàn)和4井次現(xiàn)場(chǎng)功能試驗(yàn)，最大造斜率大于11/30m。2010年以來，中國(guó)石油川慶鉆探、航天科工、中國(guó)石油大學(xué)（華東）聯(lián)合開展了CG-STEER旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)研發(fā)，并取得了新一代CG-STEER旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)在造斜率預(yù)測(cè)與調(diào)控領(lǐng)域的重大創(chuàng)新，造斜率由之前不足6.0/30m提高至10/30m以上。自2019年至今，新一代CG-STEER旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)已完成4口高難度頁巖氣水平井的造斜段和水平段鉆井作業(yè)，累計(jì)進(jìn)

21、尺7758m，創(chuàng)下了國(guó)產(chǎn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)最大造斜率11.2/30m，單趟鉆最長(zhǎng)壽命297h、進(jìn)尺1090m等多項(xiàng)紀(jì)錄。2中國(guó)石化2019年，中國(guó)石化勝利石油工程公司隨鉆測(cè)控技術(shù)中心自主研發(fā)的SINOMACSATSI型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向儀器在勝利油區(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成功。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，試驗(yàn)井段2070-2417m，使用60%導(dǎo)向力鉆進(jìn)，造斜率達(dá)到4.2/30m，實(shí)現(xiàn)了對(duì)軌跡的高精度控制；采用快速脈沖數(shù)據(jù)編碼，平均物理傳輸速率1.8bps，下傳成功率95%；一串旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具總進(jìn)尺347m，累計(jì)工作時(shí)間52小時(shí)，地面監(jiān)控、雙向通訊、隨鉆測(cè)量和井下導(dǎo)向控制四大模塊均達(dá)到理想效果。在國(guó)內(nèi)技術(shù)尚未成熟、國(guó)外技術(shù)服務(wù)價(jià)格昂貴的窘

22、況下，中國(guó)石化勝利石油工程公司鉆井院鉆井信息中心成功研發(fā)了成本更低、功能比肩傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的滑動(dòng)鉆進(jìn)鉆柱雙向扭轉(zhuǎn)自動(dòng)控制技術(shù)，即TORSIONDRILLING-鉆柱雙向扭轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)（點(diǎn)擊查看：TORSIONDRILLING鉆柱雙向扭轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)），其核心功能包括降低摩阻、減輕托壓、自動(dòng)控制工具面、快速擺放工具面等。自2019年以來，該系統(tǒng)已在黃河鉆井、渤海鉆井、勝利西南分公司等單位累計(jì)推廣應(yīng)用12口井。3中國(guó)海油中海油服自主研發(fā)的Welleader旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)可以在鉆柱旋轉(zhuǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)井眼軌跡的自動(dòng)控制。系統(tǒng)通過精準(zhǔn)的導(dǎo)向力矢量控制實(shí)現(xiàn)鉆頭姿態(tài)的快速響應(yīng)，具有高精度近鉆頭井斜角及工具面角測(cè)量能力

23、，能夠?qū)崿F(xiàn)井斜自動(dòng)閉環(huán)控制，可適應(yīng)復(fù)雜地層條件及鉆井條件。Welleader近鉆頭測(cè)量模塊位于鉆頭后1.3m以內(nèi)，實(shí)鉆造斜率約6.5/30m。Welleader可與Drilog無縫銜接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)決策。03.結(jié)束語近年來，勘探開發(fā)環(huán)境惡劣、國(guó)際油價(jià)持續(xù)低迷以及外來技術(shù)強(qiáng)力沖擊的多重壓力，推動(dòng)了油氣行業(yè)針對(duì)類似旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井等智能化技術(shù)的快速更新和廣泛應(yīng)用。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)在鉆探作業(yè)中的比重逐漸加大，發(fā)展和完善國(guó)產(chǎn)化旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)已經(jīng)成為行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重中之重。雖然國(guó)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)近幾年取得了重大進(jìn)展，但暫時(shí)還未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、多元化、高效化的應(yīng)用，與國(guó)外成熟技術(shù)仍存在一定差距。未來應(yīng)加大研究力度，密切關(guān)注

24、先進(jìn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)發(fā)展，持續(xù)研發(fā)、優(yōu)化和維護(hù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新技術(shù)，針對(duì)現(xiàn)存的核心技術(shù)問題進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，大力推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)在油田現(xiàn)場(chǎng)的大規(guī)模應(yīng)用。顛覆傳統(tǒng)！未來十年這些油氣勘探開發(fā)新技術(shù)最具潛力低油價(jià)時(shí)代，技術(shù)創(chuàng)新是油氣行業(yè)的生命。未來十年，極具發(fā)展?jié)摿Φ挠蜌饪碧介_發(fā)新技術(shù)有哪些？跟蹤分析世界石油科技最新進(jìn)展，日前,中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院石油科技研究所篩選出20項(xiàng)。這些在未來閃耀光彩的勘探開發(fā)新技術(shù)包括：智慧地質(zhì)、勘探開發(fā)一體化智能化協(xié)同平臺(tái)、智能油田、納米智能驅(qū)油技術(shù)、井下油水分離技術(shù)、地下原位改質(zhì)技術(shù)、高精準(zhǔn)智能壓裂、智能化海底工廠、浮式LNG裝置、海域天然氣水合物安全高效低

25、成本開發(fā)技術(shù)、壓縮感知地震勘探技術(shù)、人工智能地震解釋技術(shù)、彈性波成像技術(shù)、隨鉆前探與隨鉆遠(yuǎn)探技術(shù)、光纖測(cè)井技術(shù)、一趟測(cè)測(cè)井技術(shù)、耐超高溫井下儀器及工具、智能鉆井、連續(xù)運(yùn)動(dòng)智能鉆機(jī)、雙壁管反循環(huán)鉆井。今天主要介紹國(guó)內(nèi)先進(jìn)的光纖測(cè)井技術(shù)。FOS光纖測(cè)井（分布式光纖監(jiān)測(cè)）技術(shù)光纖材料具有抗電磁干擾、抗環(huán)境噪聲、電氣絕緣性及自身安全性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于井下惡劣環(huán)境中的儲(chǔ)層參數(shù)測(cè)量。用于油氣井監(jiān)測(cè)的光纖傳感技術(shù)主要有分布式溫度傳感器、分布式應(yīng)力傳感器和分布式聲波傳感器。未來的油氣井檢測(cè)將會(huì)因光纖技術(shù)進(jìn)步發(fā)生重大改變：衽油氣井的全生產(chǎn)周期內(nèi)沿井筒進(jìn)行連續(xù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)永久性監(jiān)測(cè)；即使在惡劣環(huán)境下,也可以提供全

26、面的井下生產(chǎn)數(shù)據(jù)；在不影響油氣生產(chǎn)的前提下，探測(cè)氣、水突破，識(shí)別套后竄流，探測(cè)泄漏，檢測(cè)各種管柱及完井設(shè)備的完整性。光纖技術(shù)的應(yīng)用有利于促進(jìn)智能完井、數(shù)字油田的發(fā)展。DA2頻牽測(cè)妊范圉:0-20KHZ最近安東石油推出了FOS光纖測(cè)井（又稱分布式光纖監(jiān)測(cè)）技術(shù)，這種技術(shù)以光纖本身作為傳感器，無需儀器，通過測(cè)量背向散射光（類似于雷達(dá)回波技術(shù)），探測(cè)出井下每個(gè)小層的溫度、聲波和應(yīng)變等數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣井生產(chǎn)、改造過程、輸送管道的監(jiān)測(cè)。光纖測(cè)井技術(shù)可以在不干擾油田生產(chǎn)情況下，提供完整、實(shí)時(shí)的油藏生產(chǎn)和注入動(dòng)態(tài)，作業(yè)過程中無需生產(chǎn)測(cè)井儀器類儀器，一根光纖就可以對(duì)井生產(chǎn)情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，大大降低了井下作業(yè)的

27、風(fēng)險(xiǎn)，為油氣田節(jié)省作業(yè)成本。光纖可以通過多種方式安裝或送入井中，油氣井全生命周期監(jiān)測(cè)可以將光纜固定在油管或者套管外下入井中，臨時(shí)監(jiān)測(cè)可以通過連續(xù)油管、牽引器、鋼絲等輔助設(shè)備將光纜送入到目的層進(jìn)行監(jiān)測(cè)。安東測(cè)井事業(yè)部介紹，F(xiàn)OS光纖測(cè)井技術(shù)是近幾十年來，測(cè)井行業(yè)最先進(jìn)的技術(shù)之一，顛覆了傳統(tǒng)的測(cè)井技術(shù)。尤其對(duì)解決油氣田產(chǎn)氣產(chǎn)液注氣注液剖面，壓裂改造過程，液體及支撐劑的走向和進(jìn)入量，井筒完性等問題效果明顯。1解決油氣田產(chǎn)氣、產(chǎn)液、注氣、注液剖面的問題目前油氣田生產(chǎn)開發(fā)過程中，水平井越來越多，那么對(duì)于油氣水平井的生產(chǎn)剖面的監(jiān)測(cè)就顯得越來越重要了，而傳統(tǒng)的生產(chǎn)測(cè)井由于作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)太高，好多井是無法完成測(cè)井任

28、務(wù)的。光纖測(cè)井技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下每個(gè)射孔簇的產(chǎn)量、供獻(xiàn)率，提供真實(shí)的井下生產(chǎn)情況，為油氣田了解生產(chǎn)規(guī)律提供準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)，為開發(fā)方案提供決策依據(jù)。2無死角監(jiān)測(cè)井筒完整性精確識(shí)別泄漏、竄槽、出水、出砂位置當(dāng)前各大油氣田都會(huì)有一些老井或疑難井，對(duì)于井筒完整性不太清楚，特別是套管泄漏竄槽，地層出水出砂的問題不好解決。光纖測(cè)井技術(shù)恰恰是解決這一問題的最佳手段，只需要將一根光纖下入井里就能解決這一等系列的難題。3壓裂改造過程監(jiān)測(cè)識(shí)別液體和支撐劑的走向及注入量對(duì)于目前我們石油天燃?xì)庑袠I(yè)，我們談?wù)撟疃嗟脑掝}是頁巖油氣致密油氣，那么開發(fā)這種油氣我們最常用的手段是水力壓裂。而之前，沒有任何一種技術(shù)可以直接監(jiān)測(cè)改造過

29、程，我們不知道打到井下的液體到哪去了，支撐劑又進(jìn)到哪兒了，哪個(gè)深度進(jìn)了多少就更不知道了？光纖能監(jiān)測(cè)至I壓裂液支撐劑的走向和進(jìn)入量，根據(jù)監(jiān)測(cè)的結(jié)果及時(shí)調(diào)整壓裂方案，使壓裂更具針對(duì)性，可以真正達(dá)到甜點(diǎn)壓裂的效果。4油氣輸送管道監(jiān)測(cè)及時(shí)報(bào)告破損位置，將損失降至最低對(duì)油氣輸送管道來說，我們常規(guī)的監(jiān)測(cè)手段是人為巡視，這種辦法浪費(fèi)人力不說，效率太低，往往是管道破了很長(zhǎng)時(shí)間才知道，既浪費(fèi)成本又污染環(huán)境。現(xiàn)在有了光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)，我們就可以通過光纖及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道的破損點(diǎn)，并發(fā)出警報(bào)，然后及時(shí)處理，將成本和污染降到最低。5技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)光纖本身就是傳感器，無需儀器，安全性高；靜止式測(cè)量法，數(shù)據(jù)更真實(shí)、可信，為您提供最

30、可靠的決策依據(jù)；配套光纖測(cè)井精度最高的硬件設(shè)備；經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)解釋，后期精細(xì)處理解釋；獨(dú)有的光纖定位儀，確保井下永久式光纖不受損傷。6應(yīng)用案例目前在國(guó)內(nèi)光纖測(cè)井服務(wù)油氣田有：中石油西南油氣田、塔里木油田、浙江油田、重慶頁巖氣等區(qū)塊，我們最早實(shí)現(xiàn)了連油光纖測(cè)井技術(shù)在國(guó)內(nèi)油氣田的應(yīng)用。在應(yīng)用過程中，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)區(qū)分油、氣、水多相流，監(jiān)測(cè)每個(gè)射孔簇的產(chǎn)量有明顯優(yōu)勢(shì)，詳見以下案例：氣、水兩相流測(cè)井案例五大油服的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)大比拼本文結(jié)合NaborsDrillingSolutions、NOV、Halliburton、Schlumberger和BakerHughes公司專家們的解答，給大家

31、介紹旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)的最近進(jìn)展情況。如今的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)發(fā)展目標(biāo)主要有一個(gè)：以低成本鉆出高質(zhì)量井眼。一些服務(wù)公司通過開發(fā)更加耐用的鉆井工具，延長(zhǎng)在惡劣環(huán)境下的鉆進(jìn)時(shí)間，從而降低成本，而有些公司則通過去除一些次要功能來降低成本。同時(shí)，還有些公司期望利用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析來提高機(jī)械鉆速，且不會(huì)產(chǎn)生破壞性振動(dòng)。很多油服公司也在研究旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，期待能將他們自己的鉆井裝置、相關(guān)軟件和控制裝置整合到一起。無論采取什么樣的辦法來降低鉆井成本，所有的公司都試圖提高機(jī)械鉆速，減少停鉆時(shí)間，這樣他們才能在成本壓力下獲得更大的投資回報(bào)。不過，這對(duì)于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)提供商來說具有一定壓力，這也是各服務(wù)商自行業(yè)低迷時(shí)期

32、來所努力的方向，即提供最優(yōu)價(jià)值的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)。本文結(jié)合NaborsDrillingSolutions、NOV、Halliburton、Schlumberger和BakerHughes公司專家們的解答，給大家介紹旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)的最近進(jìn)展情況。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)亮點(diǎn)（1）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)和鉆井平臺(tái)及軟件的集成化處理使得鉆井工作流發(fā)生新變化，同時(shí)降低鉆進(jìn)成本。（2）單獨(dú)機(jī)械改造不能緩解鉆進(jìn)振動(dòng)問題，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)配合實(shí)時(shí)模擬和測(cè)量系統(tǒng)可以識(shí)別鉆進(jìn)中的偏差。（3）通過提高鉆井工具的耐磨性和消除非必要的傳感器進(jìn)一步降低鉆井成本。Nabors通過集成化改進(jìn)鉆井工作流旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)和鉆井平臺(tái)及軟件的集成化處理更新了鉆井工作

33、流，實(shí)現(xiàn)了低成本鉆井。通過井筒內(nèi)放置工具，Nabor公司將很快推出新的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于第三方鉆井平臺(tái)或者直接配合公司內(nèi)Directional-Ready鉆井平臺(tái)使用，它包括了集成化的設(shè)備和儀表，使得測(cè)量更逼真，鉆井時(shí)精準(zhǔn)達(dá)到長(zhǎng)水平段的目的層。Nabors公司的RigWatchNavigator軟件可實(shí)現(xiàn)井眼的設(shè)計(jì)和實(shí)鉆3D可視化。鉆工可看到鉆井目的層和鉆頭距目的層的位置。Nabors公司在挪威利用新的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)試鉆了一些井，目前正在OklaCatoosa地區(qū)利用自己的平臺(tái)試驗(yàn)該技術(shù)。自從2014年開始，公司一直研制新的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)，使其造斜速率達(dá)到15。/100英尺，該體系旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向

34、方式并非推靠式和指向式，而是采用持續(xù)定向控制技術(shù)，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)包括近鉆頭傾斜裝置、定向傳感器和井下閉環(huán)控制模塊。近鉆頭傳感器直接向地面反饋鉆進(jìn)數(shù)據(jù)，在很高的機(jī)械鉆速下，自動(dòng)調(diào)整確保定向裝置在合適的位置。為了降低磨損和減少工具維修，Nabors設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)沒有外部滑動(dòng)塊，它通過渦輪提供動(dòng)力，而非電池，防止更換電池時(shí)不得不取出工具。將旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)提前運(yùn)送至井場(chǎng)，提前和公司的專利儀器、設(shè)備監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集軟件連接到一起，便于鉆工下入井內(nèi)。Nabors公司開發(fā)出軟件應(yīng)用系統(tǒng)用于優(yōu)化旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向性能，其中的REVit軟件可用于任何旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，降低鉆井過程中的粘滑振動(dòng)問題，緩解損壞鉆柱諧振，而鉆柱諧振會(huì)

35、降低機(jī)械鉆速，還會(huì)因MWD和鉆頭損壞影響鉆進(jìn)軌跡?；陧旘?qū)加速器上鉆柱的異常諧振感應(yīng)，我們的控制軟件會(huì)通過控制空心軸移動(dòng)來消除或破壞鉆柱振動(dòng)，從而減弱一定轉(zhuǎn)速下施加在鉆柱上的高扭矩和鉆頭上的重量，消除粘滑振動(dòng)可以延長(zhǎng)鉆頭壽命，降低非生產(chǎn)時(shí)間。借助于Nabors公司的RigWatch系統(tǒng)，承包商可以從休斯敦的RigLine全天候遠(yuǎn)程操作中心監(jiān)測(cè)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)作業(yè)過程，并且只需一個(gè)定向井鉆工，就能監(jiān)督四到五個(gè)鉆臺(tái)作業(yè)，并為井場(chǎng)的鉆工提供專業(yè)指導(dǎo)。這樣讓具有豐富經(jīng)驗(yàn)的鉆工同時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控多口井鉆井作業(yè)有助于承包商擴(kuò)大作業(yè)規(guī)模，讓有能力的人同時(shí)管理多個(gè)鉆臺(tái)，也將會(huì)緩解因升級(jí)改造而帶來的人力資源問題。NOV的

36、VectorEDGE雖然旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)上的傳感器能夠提供控制導(dǎo)向操作所需的數(shù)據(jù)，但這也意味著成本的增加，當(dāng)在陸上易于鉆進(jìn)的水平段進(jìn)行作業(yè)時(shí)，承包商們可能并不需要這樣的設(shè)備。意識(shí)到這一點(diǎn)后，NOV有針對(duì)性的開發(fā)用于非常規(guī)井鉆進(jìn)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，即VectorEDGE系統(tǒng)，它消除了近鉆頭傳感器和內(nèi)置MWD裝置，使旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)成本縮減了一半。VectorEDGE通過鉆桿旋轉(zhuǎn)代替水力泥漿接收下行指令。系統(tǒng)下行指令已被測(cè)試至27000英尺。定向井鉆工向軟件輸入工具面和攻擊性參數(shù)，然后通知鉆工如何調(diào)整鉆桿轉(zhuǎn)速，進(jìn)而發(fā)送一個(gè)新的導(dǎo)向指令。NOV推出的這款旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)與鉆臺(tái)間的交互內(nèi)容很少，該工具具有閉環(huán)軌跡特征

37、，它能根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整其攻擊性，以配合定向作業(yè)。即它是自動(dòng)完成指令的，無需連續(xù)發(fā)送導(dǎo)向指令，及下行指令給井下鉆進(jìn)工具，不過在調(diào)整鉆井設(shè)計(jì)或地層特征發(fā)生變化時(shí)，則需要發(fā)送下行指令。發(fā)送下行指令是通過旋轉(zhuǎn)鉆桿完成，它比水力泥漿更可靠，VectorEDGE旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)下行指令已被測(cè)試至27000英尺。定向井鉆工向軟件輸入工具面和攻擊性參數(shù)，然后通知鉆工如何調(diào)整鉆桿轉(zhuǎn)速，進(jìn)而發(fā)送一個(gè)新的導(dǎo)向指令。雖然該工具沒有內(nèi)置MWD系統(tǒng)，但NOV公司將它設(shè)計(jì)成與任何泥漿脈沖或電磁遙測(cè)MWD系統(tǒng)都兼容，以防將來作業(yè)者或定向鉆井公司會(huì)用到它。同時(shí)也能將工具與馬達(dá)連接，以防作業(yè)者想要通過增加轉(zhuǎn)速來提高機(jī)械鉆速。N

38、OV公司于2012年開始設(shè)計(jì)VectorEDGE旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，設(shè)備的主要測(cè)試，包括在德克薩斯州Navasota的NOV試驗(yàn)鉆井平臺(tái)實(shí)施的一些測(cè)試項(xiàng)目，都是在2014年和2015年完成的，在西德克薩斯州和美國(guó)東北地區(qū)油田的試驗(yàn)自2016年以來一直在進(jìn)行當(dāng)中，早期測(cè)試結(jié)果表明，與NOV公司的鉆頭和馬達(dá)配合使用，該導(dǎo)向系統(tǒng)可以與市場(chǎng)上的其他旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)相媲美甚至更有優(yōu)勢(shì)。該公司計(jì)劃到2017年年底，實(shí)現(xiàn)VectorEDGE旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的商業(yè)化應(yīng)用。哈里伯頓的GeoPilotDuro2016年哈里伯頓公司推岀的GeoPilotDuro旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)用于容易發(fā)生振動(dòng)的地層環(huán)境。通過哈里伯頓ADTOptim

39、ization服務(wù)，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)能夠自動(dòng)運(yùn)行作業(yè)前工程項(xiàng)目和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。油服公司正努力尋找方法改善旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的抗振性，特別是像巴西鹽下和多山地區(qū)，比如Rockies和Andes，在這些地方，振動(dòng)是一個(gè)棘手的問題。最近，哈里伯頓的GeoPilot指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向平臺(tái)上增加了新應(yīng)用，即GeoPilotDuro,該系統(tǒng)于2016年推岀，用于容易發(fā)生振動(dòng)的地層環(huán)境。該套工具的軸承和電子器件都進(jìn)行了加固，增加了抗振性，因此能夠挑戰(zhàn)工具的應(yīng)用極限，進(jìn)一步提高機(jī)械鉆速，同時(shí)不偏離軌跡。另外，重新設(shè)計(jì)的深層穩(wěn)定器，增加73%的流動(dòng)面積，減少巖屑在工具周圍的堆積，使井眼更清潔。然而，僅有這樣的機(jī)械設(shè)計(jì)還不能完

40、全抵抗振動(dòng)影響，我們應(yīng)該清楚最佳鉆井參數(shù)是什么，不同環(huán)境下鉆進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，包括極易發(fā)生鉆柱振動(dòng)的地層、不易導(dǎo)向的地層和不穩(wěn)定地層。為此，通過哈里伯頓ADTOptimization服務(wù)，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行作業(yè)前工程項(xiàng)目和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。借助于加固的工具系統(tǒng)、預(yù)設(shè)計(jì)工程和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該公司能夠進(jìn)一步擴(kuò)大服務(wù)體系的工作窗口。據(jù)哈里伯頓公司介紹，目前鉆井轉(zhuǎn)速提高至300轉(zhuǎn)/分鐘，而對(duì)于高振地層，轉(zhuǎn)速范圍增加了33%-100%。新的技術(shù)極限提高了鉆井速度，大大降低非生產(chǎn)時(shí)間。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)會(huì)監(jiān)測(cè)鉆柱振動(dòng)，特別是粘滑振動(dòng)以及井眼清潔和摩阻扭矩。在模擬階段，將鉆井設(shè)計(jì)和鉆井參數(shù)輸入到系統(tǒng)中，識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)和

41、解決方法。同時(shí)借此知道最佳的性能參數(shù)是什么，即最佳機(jī)械鉆速、最佳井眼清潔參數(shù)和最有效的軌跡結(jié)構(gòu)，以便于花最少時(shí)間直接鉆遇目的層。鉆井開始時(shí)，模型實(shí)時(shí)更新鉆井?dāng)?shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)匹配模型，以便知道目前正以最佳性能鉆進(jìn)。如果發(fā)現(xiàn)參數(shù)有偏移，井下一定發(fā)生了異常情況需要處理。工人們需要判斷出異常情況的原因并加以修正，讓鉆進(jìn)保持最佳狀態(tài)。GeoPilot中的傳感器，包括加速計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)，能夠探測(cè)到鉆柱振動(dòng)和嚴(yán)重程度，將這些數(shù)據(jù)與地面數(shù)據(jù)結(jié)合，用于分析發(fā)生振動(dòng)的機(jī)理和原因，然后采取相應(yīng)措施。弄明白何時(shí)如何發(fā)生振動(dòng)后，就能通過參數(shù)設(shè)置以最高機(jī)械鉆速鉆進(jìn)而不產(chǎn)生鉆柱振動(dòng)。據(jù)哈里伯頓介紹，拉丁美洲的一家公司想一次

42、完成鹽層水平段的鉆進(jìn)，這家公司計(jì)劃10天內(nèi)完鉆，但借助GeoPilotDuro旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)配合其他設(shè)施僅用7天就完成了，節(jié)省三天鉆井時(shí)間。斯倫貝謝的PowerDrivevorteXMax提高機(jī)械鉆速和降低鉆井時(shí)間是斯倫貝謝公司旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)研發(fā)的主要目標(biāo)。2017年第一季度，該公司將其新的PowerDriveRSS系統(tǒng)組合，即PowerDrivevorteXMax進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用。通過IDEAS綜合動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和分析平臺(tái)，斯倫貝謝高性能旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)結(jié)合了高扭矩高轉(zhuǎn)速能力以及先進(jìn)的模型。通過模型，它解除高轉(zhuǎn)速模式，同時(shí)優(yōu)化動(dòng)力部分，給出了一個(gè)非常強(qiáng)勁的導(dǎo)向系統(tǒng)。工具的動(dòng)力部分將泥漿液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，

43、增加的轉(zhuǎn)速和鉆壓轉(zhuǎn)化為井底高的機(jī)械鉆速。根據(jù)先進(jìn)模型、樣品實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，公司稱相比于標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，我們的導(dǎo)向系統(tǒng)能夠增加轉(zhuǎn)速接近60%。PowerDriveOrbit為金屬密封方式，它能用于橡膠密封不能用的油基泥漿和復(fù)雜流體中。工具的動(dòng)力部分將泥漿液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，增加的轉(zhuǎn)速和鉆壓轉(zhuǎn)化為井底高的機(jī)械鉆速。作為一個(gè)附加功能，利用IDEAS軟件進(jìn)行作業(yè)前模擬，優(yōu)化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能，評(píng)估影響導(dǎo)向系統(tǒng)的鉆井和井眼條件。該軟件于2011年發(fā)行，為了預(yù)測(cè)和優(yōu)化井下鉆具組合性能和壽命，它采用基于時(shí)間的四維模擬技術(shù)，能夠捕捉到整個(gè)鉆柱和井筒的幾何形態(tài)。該軟件能模擬出不同地層和巖石條件下各種鉆頭

44、和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的性能，讓作業(yè)者有信心高效完成鉆進(jìn)作業(yè)。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)具有自動(dòng)導(dǎo)向功能，它無需鉆工輸入?yún)?shù)，就可以得到預(yù)想的傾角和方位角。一般情況下，鉆工會(huì)跟蹤傾角和方位角變化情況，如果必要他們會(huì)發(fā)出下行指令改變?cè)O(shè)置，例如在遇到交互層時(shí)。這種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)能夠自動(dòng)跟蹤軌跡變化并進(jìn)行修正，鉆工們的任務(wù)不再是執(zhí)行，而是監(jiān)督，確保工具正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保持工具的高性能和穩(wěn)定性，無需鉆工進(jìn)行命令、指令和解釋。依靠方位和傾角的軟件程序，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整軌跡，它是由早期傾角閉環(huán)控制得來的相關(guān)控制步驟。在過去一年里，ParsleyEnergy公司在Midland和Delaware盆地應(yīng)用PowerDrivevor

45、teXMax旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)80井次，應(yīng)用結(jié)果表明，作業(yè)者可以降低鉆井天數(shù)17%，并且鉆井成本降低30%。來自PowerDrive平臺(tái)的另外一個(gè)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)Orbit于2014年商業(yè)應(yīng)用，它可用于陸上和海上大位移井的鉆井作業(yè)，其特點(diǎn)之一就是采用了金屬對(duì)金屬密封形式，增加了彈性。金屬密封能用于橡膠密封不能用的油基泥漿和復(fù)雜流體中。它耐高溫，而橡膠會(huì)與鉆井流體發(fā)生反應(yīng)，會(huì)受到油基泥漿的影響，或者在高溫下、高固相含量時(shí)也會(huì)有影響，如果將薄弱環(huán)節(jié)去掉，就可以提高相應(yīng)的性能參數(shù)，比如轉(zhuǎn)速。2016年，LaredoPetroleum公司利用PowerDriveOrbitRSS系統(tǒng)在二疊紀(jì)的上部Wolfcamp

46、巖層中鉆岀8%英寸井眼。作業(yè)者曾經(jīng)用常規(guī)鉆具組合鉆進(jìn)，但在長(zhǎng)水平段鉆進(jìn)中由于摩阻問題遇到了困難，當(dāng)利用斯倫貝謝公司的PowerDriveOrbit旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)鉆進(jìn)時(shí)，一次下井就完成了13602英尺長(zhǎng)的水平段鉆井作業(yè)，機(jī)械鉆速達(dá)125英尺/小時(shí)，累計(jì)鉆井時(shí)間為108小時(shí)。2016年年末，EclipseResources公司在Utica應(yīng)用PowerDriveOrbit旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)鉆井，利用SmithBitsPDC鉆頭和斯倫貝謝TelePacer模塊化的MWD平臺(tái)鉆岀8%英寸井眼，在本次作業(yè)中，一次完成18752英尺長(zhǎng)的水平段鉆井作業(yè)，鉆井深度為27048英尺，平均機(jī)械鉆速118英尺/小時(shí)，累計(jì)鉆

47、井時(shí)間為157小時(shí)。與PowerDrivevortexMax一樣，該系統(tǒng)具有自動(dòng)導(dǎo)向功能，鉆進(jìn)過程的大部分時(shí)間，該工具自動(dòng)導(dǎo)向，不需要鉆工干預(yù)，因?yàn)楣ぞ咭恢蹦軌虮３诸A(yù)定的傾角和方位角鉆進(jìn)。另外在整個(gè)鉆井過程中，鉆具組合始終保持在地質(zhì)窗口中。貝克休斯的AutoTrakCurveRSS美國(guó)頁巖氣的興起推動(dòng)著旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的發(fā)展，它能完成高狗腿度和長(zhǎng)水平段的鉆井作業(yè)，例如貝克休斯的AutoTrakCurveRSS,該系統(tǒng)自2013年推岀以來，連續(xù)鉆進(jìn)作業(yè)增多，經(jīng)常一次下井便完成垂直段、造斜段和水平段的鉆井作業(yè)。2017年年初，在WyomingDJ盆地的Niobrara地層，利用AutoTrakCurv

48、eRSS系統(tǒng)一次完成81/2英寸單井眼的垂直段、造斜段和水平段的鉆進(jìn)作業(yè)。在6%英寸井眼鉆進(jìn)作業(yè)中，結(jié)合了貝克休斯的Navi-DrillUltraXL45馬達(dá)和8%TalonForce高速鉆頭，作業(yè)者在1.95天內(nèi)鉆進(jìn)15261英尺，創(chuàng)造了該盆地記錄，同時(shí)也創(chuàng)造出日進(jìn)尺8267英尺的記錄。酋*工占帶口近期在DJ盆地，AutoTrakCurveRSS系統(tǒng)在1.95天內(nèi)鉆進(jìn)15261英尺，創(chuàng)造了該盆地記錄，同時(shí)也創(chuàng)造岀日進(jìn)尺8267英尺的記錄。在應(yīng)用AutoTrakRSS前，作業(yè)者利用傳統(tǒng)的導(dǎo)向馬達(dá)，平均日進(jìn)尺僅為3194英尺，從地表到完鉆總深度的平均鉆井天數(shù)為5.2天。貝克休斯應(yīng)用的鉆井組合包括

49、AutoTrakRSS、馬達(dá)和鉆頭，在造斜點(diǎn)以后水基泥漿改為油基泥漿，單次入井作業(yè)鉆進(jìn)總深度為17857英尺，機(jī)械鉆速平均為443英尺/小時(shí)，作業(yè)者達(dá)到了預(yù)期的10/100英尺造斜率。本次作業(yè)從一開到完鉆耗時(shí)3.5天，創(chuàng)造了盆地鉆井記錄，與臨井相比，鉆井時(shí)間降低了33%。該系統(tǒng)能夠保持連續(xù)鉆進(jìn)的關(guān)鍵因素在于其近鉆頭傳感器設(shè)置，該傳感器可以在MWD測(cè)量之前預(yù)測(cè)岀造斜率，精準(zhǔn)控制水平段垂深，改善井眼質(zhì)量，減少?gòu)澢?，降低水平段摩阻扭矩，并且利用近鉆頭振動(dòng)傳感器，還能快速識(shí)別鉆頭附近的功能障礙，進(jìn)而盡快采取措施緩解問題，大大提高鉆井效率。連續(xù)均衡導(dǎo)向機(jī)理是AutoTrakportfolio旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)

50、的根本，他控制著鉆井沿預(yù)定軌跡鉆進(jìn)，使得井眼光滑、彎曲度小，導(dǎo)向系統(tǒng)上均勻分布著三個(gè)推力塊，這三個(gè)推力塊不像推靠式或指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)時(shí)斷時(shí)續(xù)，他們會(huì)一直保持工作狀態(tài)，持續(xù)鉆進(jìn)直達(dá)目標(biāo)層。PowerDriveOrbit旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)斯倫貝謝推出的PowerDriveOrbit旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用了一套獨(dú)特的定向鉆井技術(shù)，能夠克月服嚴(yán)苛的作業(yè)環(huán)境，提供準(zhǔn)確的井眼軌跡，提速增效，已在北海等地區(qū)取得了成功應(yīng)用。來自|SchlumbergerPowerDriveOrbit旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)(RSS)是一種相當(dāng)可靠的推動(dòng)鉆頭型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，這種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)通過使用新研發(fā)的觸發(fā)板導(dǎo)向設(shè)計(jì)，有效提升鉆井的效率的同時(shí)，也提升

51、了系統(tǒng)對(duì)井眼軌跡的控制。技術(shù)概況1對(duì)定向鉆井進(jìn)行優(yōu)化斯倫貝謝PowerDrive系列旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)采用了一整套專為井下管柱完全旋轉(zhuǎn)而設(shè)計(jì)的定向鉆井技術(shù)，包括在各種工況下均適用的減小管柱阻力技術(shù)、提升機(jī)械鉆速（ROP）技術(shù)、降低管柱粘滑性技術(shù)以及井眼清潔技術(shù)。此套井下管柱完全旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，通過消除管串中固定部件產(chǎn)生的磨阻和低效率運(yùn)動(dòng)，有效提升了機(jī)械鉆速。2在高難度鉆井條件下拓寬鉆井作業(yè)窗口隨著油井的日趨復(fù)雜化，油公司需要的解決方案將會(huì)超出常規(guī)鉆井技術(shù)的服務(wù)能力。而PowerDriveOrbit旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)拓展了常規(guī)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的作業(yè)信封曲線，能為用戶提供更持久、更可靠、更高效的定向井鉆井服務(wù)。Po

52、werDriveOrbit系統(tǒng)內(nèi)置一套新開發(fā)的觸發(fā)板，使用金屬對(duì)金屬密封，使系統(tǒng)可以承受最具腐蝕性的鉆井液沖蝕，并可應(yīng)對(duì)最苛刻的鉆井液壓設(shè)計(jì)。觸發(fā)板通過推動(dòng)井壁來導(dǎo)向鉆井，由此為復(fù)雜3D井眼軌跡提供精確的導(dǎo)向控制。3提供準(zhǔn)確的井眼軌跡PowerDriveOrbit旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)內(nèi)置了一套新型復(fù)雜6軸連續(xù)傾角和方位角測(cè)量系統(tǒng)，可以在鉆進(jìn)時(shí)自動(dòng)鎖定傾角和方位角；擁有的自導(dǎo)向能力可在閉路系統(tǒng)內(nèi)維持特定的傾角和方位角；在使用更好的井眼軌跡控制系統(tǒng)后，PowerDriveOrbit有效提升了井眼質(zhì)量，使造斜變得更平順，同時(shí)也使井眼的迂曲度維持在最小的數(shù)值。系統(tǒng)的延伸Gamma射線測(cè)量功能為鉆井作業(yè)提供了更

53、為超前的目標(biāo)層位探測(cè)，為地面工程人員做出實(shí)時(shí)決定提供了寶貴的井眼數(shù)據(jù)。4提升鉆井效率PowerDriveOrbit旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)可與現(xiàn)有的所有鉆井井下工具總成和其它PowerDrive配套工具配套使用。PowerDriveOrbitvorteX*井下馬達(dá)雙動(dòng)力旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)可以以350轉(zhuǎn)/分鐘的鉆速鉆進(jìn)，同時(shí)保持系統(tǒng)定向控制能力和連續(xù)導(dǎo)向能力。系統(tǒng)可在鉆井時(shí)提供多重功能。其中，時(shí)間節(jié)省系統(tǒng)模塊可以優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使其可以從套管鞋到設(shè)計(jì)井深一次打完。5使用雙重井底通訊的擴(kuò)展應(yīng)用PowerDriveOrbit旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)可為作業(yè)者提供雙重井底鏈接的功能：一是使用傳統(tǒng)的流動(dòng)變化來為井下工具傳遞命令；二是一

54、種新型的基于鉆鋌鉆速的命令傳遞系統(tǒng)。管柱的粘滑性和高扭矩對(duì)通過流速來傳遞指令的方式的影響很小；鉆井時(shí)，泥漿泵對(duì)新型的鉆鋌鉆速命令傳遞方式影響又很小。這種雙重井底鏈接特性，使得PowerDriveOrbit系統(tǒng)可以用于任何井場(chǎng)。采用中心化設(shè)計(jì)賦予了PowerDriveOrbit旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)高速鉆進(jìn)的能力，同時(shí)也使其具備了更長(zhǎng)期的有效性，提升了系統(tǒng)在常規(guī)和復(fù)雜環(huán)境下鉆井的速率。吋亙1屯OCT13.0M節(jié)吉8$天時(shí)間計(jì)劃118M:PowerDriveOrbit旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)大約用了3天的時(shí)間，在Misoa地層中鉆了一口14200ft深的8in井眼，時(shí)間比作業(yè)計(jì)劃的8.8天縮短過半。PoweDriveO

55、rbit系統(tǒng)目前已在中東、美國(guó)、墨西哥灣、哥倫比亞、委內(nèi)瑞拉、中國(guó)和北海等全球常規(guī)和復(fù)雜環(huán)境中均實(shí)現(xiàn)了成功應(yīng)用系統(tǒng)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)這套觸發(fā)板使用了金屬對(duì)金屬密封，系統(tǒng)可以承受最具腐蝕性的鉆井液沖蝕，能夠應(yīng)對(duì)最嚴(yán)苛的井下環(huán)境；系統(tǒng)擴(kuò)展后，系統(tǒng)可以350轉(zhuǎn)/分鐘進(jìn)行鉆進(jìn)，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的220轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速極限，可提高機(jī)械鉆速和粘滑性控制；這套系統(tǒng)內(nèi)置的新型復(fù)雜6軸連續(xù)傾角和方位角測(cè)量系統(tǒng)，可以獲得更準(zhǔn)確的垂深和軌跡的測(cè)量；雙井下命令系統(tǒng)，可以使用任何地面井場(chǎng)設(shè)備對(duì)井下工具發(fā)出指令。應(yīng)用案例11作業(yè)地點(diǎn)北海2作業(yè)背景殼牌需要一種可以承受165C高溫高壓環(huán)境、并在鉆井時(shí)能夠保持油井垂直的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具。3作業(yè)結(jié)

56、果作業(yè)者使用了PowerDriveOrbit的觸發(fā)板設(shè)計(jì)和自動(dòng)導(dǎo)向設(shè)計(jì)，將單位進(jìn)尺從4085m提升至4704m;同時(shí)，該系統(tǒng)將這口井的垂直度控制在0.5以內(nèi)。應(yīng)用案例21作業(yè)地點(diǎn)中東2作業(yè)背景作業(yè)方需要使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向設(shè)備來保證作業(yè)井深層的定向轉(zhuǎn)進(jìn)。鉆井區(qū)域有高度的粘滑性，同時(shí)還會(huì)鉆遇嚴(yán)重的震動(dòng)地層。3作業(yè)結(jié)果在鉆井的過程中，高粘性峰值達(dá)到了350rpm。PowerDriveOrbit旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)幫助作業(yè)者克服了嚴(yán)重的扭矩問題，一次下鉆提前21天鉆完了12690ft的進(jìn)尺。iCruise智能RSS:自動(dòng)化定向鉆井又邁新階近年來，得益于電子技術(shù)、傳感技術(shù)、復(fù)雜算法以及高速遙傳等技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)化鉆井

57、由此取得了長(zhǎng)足發(fā)展。來自|Worldoil預(yù)測(cè)分析、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能對(duì)我們而言已不僅僅是遙不可及的潮詞。作為數(shù)字化和自動(dòng)化技術(shù)的集中代表，它們正在快速地改變著油氣行業(yè)。各技術(shù)要素緊密的結(jié)合，數(shù)據(jù)共享和傳輸方式的極大改善，以及最重要的，數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀?zhí)行模塊速度的提升，已經(jīng)深刻地改變了油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域。該項(xiàng)數(shù)字傳輸技術(shù)已經(jīng)改變了我們的商業(yè)模式，為我們實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層、操作平臺(tái)及設(shè)備（地面及井下）的連接提供了全新的、更加有力的武器，保證了各要素之間更加緊密的聯(lián)系。通過在井身施工生命周期內(nèi)采用智能決策系統(tǒng)和與之適應(yīng)的結(jié)構(gòu)，哈里伯頓正在加速推進(jìn)該數(shù)字化轉(zhuǎn)型。作為我們技術(shù)核心，我們將系統(tǒng)、實(shí)際應(yīng)用、大數(shù)據(jù)分析、高級(jí)

58、建模以及各種實(shí)際工作流相整合。在現(xiàn)場(chǎng)，我們依據(jù)具體井場(chǎng)施工計(jì)劃及預(yù)先設(shè)定的鉆井參數(shù)來進(jìn)行鉆井作業(yè)。感應(yīng)技術(shù)、井下大規(guī)模復(fù)雜運(yùn)算處理器以及高速數(shù)據(jù)遙傳技術(shù)的發(fā)展，為井下和地面系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸和分析提供了保障，在這點(diǎn)上，其速度和精度都是遠(yuǎn)非人為操作可以比擬的。機(jī)器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)分析，配合復(fù)雜算法，可以幫助現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)時(shí)操作控制中心（ROC）專家對(duì)于鉆井狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，從而依據(jù)具體情況調(diào)整和優(yōu)化鉆井計(jì)劃，并且在井場(chǎng)作出更合理的決策。通過采用自動(dòng)鉆井系統(tǒng)，我們可以幫助降低非生產(chǎn)時(shí)間（NPT），減少井場(chǎng)操作人員，降低每桶原油成本，同時(shí)提供預(yù)測(cè)準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠、連續(xù)不斷的產(chǎn)出，從而實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)最大化。智能設(shè)計(jì)滿足鉆

59、井自動(dòng)化需求最優(yōu)化的井場(chǎng)計(jì)劃應(yīng)當(dāng)包含一整套的井上井下高級(jí)智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要能夠獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并且能夠發(fā)出連續(xù)指令來調(diào)整當(dāng)前的鉆井情況。該自動(dòng)定向鉆井系統(tǒng)中心安裝有iCruise智能旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)（RSS），該導(dǎo)向系統(tǒng)可有效提高鉆井精度，減少井期，提高穩(wěn)定性，進(jìn)而取得預(yù)期結(jié)果（點(diǎn)擊查看原在地質(zhì)導(dǎo)向應(yīng)用方面，Earthstar公司提供超深隨鉆測(cè)井服務(wù)以及地質(zhì)導(dǎo)向軟件服務(wù)，可現(xiàn)實(shí)井下與自動(dòng)鉆井控制軟件的數(shù)據(jù)雙向交流。地質(zhì)導(dǎo)向目標(biāo)直接發(fā)送至自動(dòng)鉆井控制軟件，進(jìn)而自動(dòng)控制旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向控制系統(tǒng)開展井下作業(yè)，朝著既定方向作業(yè)，并且同時(shí)向操作人員提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。鉆井液的管理和監(jiān)控同樣被納入到鉆井一體化作業(yè)當(dāng)中。在鉆

60、井現(xiàn)場(chǎng)，無需泥漿工程師每隔一兩天對(duì)泥漿參數(shù)進(jìn)行人工測(cè)量。如今，BaraLogix系統(tǒng)可以每天向我們自動(dòng)測(cè)算和發(fā)送100次泥漿數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括密度和流變性，將會(huì)被發(fā)送到泥漿實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中心。在這里，工程師們可以觀察并且提前預(yù)測(cè)井壁穩(wěn)定性問題，由此節(jié)約鉆井時(shí)間，降低鉆井成本。在鉆井施工過程中，除了關(guān)注井眼位移問題外，其他的問題同樣重要。采用控壓鉆井系統(tǒng)（MPD），可通過水力學(xué)模型控制井口壓力，從而起到快速控制調(diào)節(jié)井內(nèi)壓力的效果。以上模型經(jīng)過測(cè)壓鉆井（PWD）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和控壓鉆井系統(tǒng)高級(jí)算法比對(duì)校準(zhǔn)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。該控壓鉆井系統(tǒng)接收旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)（RSS）指令，并且據(jù)此調(diào)整井底壓力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)井底與地面控制