图5-12 带可变径稳定器的旋转导向钻具组合
图5-13 是常用的AutoTrak RCLS旋转导向系统钻具组合。
图5-13常用的AutoTrak RCLS旋转导向系统钻具组合
图5-14 是常用的GEO-PILOT 旋转导向钻具组合。 图5-14 常用的GEO-PILOT 旋转导向钻具组合
5、旋转导向钻井仪器
旋转导向仪器包括LWD/MWD。采用MWD实现轨迹的集合导向，采用LWD实现轨迹 的地质导向。
6、 旋转导向钻井工具
旋转导向钻井工具主要包括旋转导向工具和其它配套工具。 旋转导向工具包括动态可调式和静态可调式两种。
配套工具包括高性能钻头、定向接头、无磁钻杆、井下仪器MWD悬挂短节、无磁钻铤、短无磁钻铤、钻铤、短钻铤、柔性钻铤、加重钻杆、斜坡钻杆、井下加力器、震击器、扶正器、单向阀和其它无磁/非无磁配合接头等。具体的介绍见第三章“导向钻井工具”
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部分。
7、 旋转导向钻井技术特点
采用旋转导向钻井技术施工，由于取消了井下马达操作，井下钻具一直处于旋转状态，因此对钻具组合性能的选择尤为重要。施工时，应根据地层对轨迹的影响力、轨迹走向合理选择下井钻具组合，以充分利用地层的自然增、降斜能力，避免长时间使用旋转导向工具施工。
施工过程中，当需要对轨迹进行调整时，只需要在地面通过向钻具加压、往复开泵或加压、开泵组合使用来调整旋转导向工具的状态，使钻具在转动状态下能达到所需要的对轨迹控制的效果。
施工特点
和常规的带井下动力钻具进行轨迹控制的导向钻井技术相比，旋转导向钻井技术无论是 在技术上还是在经济上都存在明显的优势。
1、 由于定向井、水平井的设计、施工越来越复杂，普通的定向井、水平井钻井技术难 以满足这些复杂工艺井的施工需要。
2、PDC钻头性能的改善、使用寿命的延长以及快速钻井技术的发展，使普通井下动力钻具难以适应井下长时间工作和轨迹控制的需要。
3、旋转导向钻井技术由于取消了井下马达，其对轨迹的控制主要是通过调节旋转导向 工具的状态、从而使钻具在连续转动时产生不同效果的侧向力来完成的，因此避免了由于钻柱弹性变形而造成的工具面控制问题和井下钻具所受摩阻大的问题，井眼扭曲程度得到控制，使钻井施工对井深的限制得到解决。
4、 由于井下钻具采用稳定器结构，且钻具连续转动，井下钻具和井壁间的接触面积减 少，井眼清洗效果得到改善，避免了钻井施工过程中常发生的粘附卡钻、砂桥卡钻等钻井事故，有效避免了钻井施工的风险。
5、 钻具转动，使得钻压控制更容易；摩阻减少，轨迹平滑，使得轨迹能最大限度的向 前延伸，并可使完井作业和测井作业变得更加容易。
6、采用旋转地质导向钻井技术，在提高轨迹穿越油层效率的同时，超长水平段能使单井施工的效益得到大幅度提高，并可有效减少油藏开发所须的油井数量、降低油藏整体开发费用。
旋转导向钻井技术现在已经进入了现场实验阶段并取得了良好的效果，它能克服滑动导向工具施工中存在的诸多缺陷，能提高钻井速度、降低钻进时的摩阻和扭矩、高精度的控制井身轨迹，是大幅度提高钻井工作能力的有效技术，必将成为未来地质导向钻井技术的主流。
（二）、大位移延伸井钻井技术
大位移延伸井目前并没有确切的定义。最初认为水平位移超过3000米或水平位移与垂深之比大于1的井即为大位移井，随着钻井及相关技术的发展，目前比较通用的概念是位移与垂深之比大于或等于2的井称为大位移井，而将大于或等于3的井称为超大位移井。
大位移延伸井由于其诸多优势，目前受到了人们的极度重视。
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图5-15 大位移延伸井
1、大位移延伸井钻井技术现状
大位移井始于20年代，随着科学技术和水平井钻井技术的不断发展，80年代大位移井才得到快速发展，九十年代以来，大位移井已经在油气勘探和开发中显示出其巨大的潜力。美国加州南部、挪威北海、澳大利亚、英格兰沿海等油田先后钻成了一批有代表性的大位移井，位移与垂深之比大多都大于2，有的大于5，取得了非常可观的经济效益。
Unocal公司在美国加利福尼压近海Dos Cuadras油田C平台上成功地钻了9口非常浅的水平位移很长的油井。其中C-29井和C-30井创造了当时的最高纪录。C-29日产量113吨/天，储层内长度942米，总垂深层93米，水平位移1156米，位移、垂深比为9.35。C-30井储层内长度1348米，垂深与位移之比达到了5.05。
英国BP石油公司和斯伦贝谢公司在英国南部的Wytch Farm油田成功地钻了数口大位移水平井，开创了利用大位移井技术开发整装油田的范例。其中1992年完成的F19井水平位移5001米，总井深5757米，水平位移、垂深比创当时欧洲纪录。1998年１月在英国南部的Wytch Farm油田完成的M11井，水平位移达10100米，日产量高达20000b/d。1999年在同一油田钻探成功的M—16井，水平位移达10728m，测量井深为11287m，创下了目前的大位移延伸井世界记录。
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悬链线 垂深/水平位移≥2 造斜点 垂 深 水平位 度，钻井周期123天水平位移与垂深之比达6.55:1,稳斜角82.5
图5-16 M—16井 实钻轨迹示意图 18 5/8in,260m 9 5/8in,7450m 7in,尾管,10210m 完钻井深11278m 13 3/8in,1008m 水平位移,10728m
我国大位移定向井钻井技术起步较。1991年大港油田利用国内技术独立完成了国内第一口大位移定向井张17-1井，该井测量井深3919.82米，垂深3000米，水平位移2279.83米。1996年完成的QK18-1井，井深4408米，位移2666米，是当时国内独立完成的水平位移最大的井。1997年6月，中国海洋石油总公司与美国菲理普石油公司合作在南海东部完成了一口当时世界上水平位移最长的水平井西江24-3-A14井，完钻井深9238米，垂深2985米水平位移8062.7米。1997年胜利油田完成的郭斜-11井，测量井深2342米，垂深1400.6米，水平位移达到1626.22米，水平位移与垂深之比达到1.161，创当时我国水平位移垂深比最高纪录。2000年3月胜利油田完成的埕北21-平1大位移井，完钻井深4837.40 m，水平位移3167.34m，垂深2637.36m ，位移垂深比 1：1.20，是现在国内独立完成的水平位移最大的井。
表5-1 是当前世界上水平位移排列在前20位的有关大位移延伸井的情况。
表5-1当前世界上水平位移排列在前20位的有关大位移延伸井的情况 序号 水平 位移 完钻 井深 垂深 油公司 井号 M-16Z CN-1 国家或地区 UK Land 工具和仪器 DD/MWD/LWD /Powerdrive DD/MWD/LWD/ VISION/AIM DD/MWD/LWD/ GST/Powerdrive 1 10727.22 11277.40 1637.00 BP Amoco 2 10601.04 11183.50 1656.81 Total 3 10113.08 10657.40 1605.00 BP Amoco 4 8937.52 9617.49 1797.93 BP Amoco 5 8180.43 8686.68 1497.71 6 8061.57 9235.29 2984.76 Total Phillips Argentina, RA UK ,Wtych M-11Y Farm UK,Wtych M-14 DD/MWD/LWD Farm Argentina, CS-1 DD/MWD/LWD/GST Kaus S. China 24-3A-14 MWD/LWD Sea,Xijiang 179
7 8027.43 8741.42 1604.69 BP Amoco 8 7973.18 8529.72 9 7966.47 8891.50 10 7852.48 9326.42 11 7679.06 8192.62 12 7561.63 8302.35 UK,Wtych Farm Argentina, 1633.04 Total AS-3 Ara UK,Wtych 1633.04 BP Amoco M-15 Farm North Sea, 2769.89 Norsk Hydro 30/6 C-26 Oseberg Argentina, 1503.20 Total CS-2 Kaus UK,Wtych 1655.90 BP Amoco M-09 Farm M-05 Maersk Phillips MFF-19C 24-3 A-17 Denmark DD/MWD/LWD/GST DD/MWD/LWD/GST DD/MWD/LWD/ GST/Powerdrive DD/MWD/LWD/GST DD/MWD/LWD/GST DD/MWD/LWD/ GST/Powerdrive DD/MWD/LWD/ VISION 13 7644.32 9031.09 2156.05 14 7565.68 8685.46 2846.69 15 16 17 18 19 20 China, MWD/LWD Xijiang, Germany, 7494.67 8283.45 2507.91 REW-DEA Dieksand 3 DD/MWD/LWD Dieksand North 7376.71 8560.50 2864.98 Statoil A2-T-2 DD/MWD/LWD Sea,Sleipner Australia,Go7371.53 8425.78 2865.89 Woodside GWA-13 DD/MWD/LWD odwyn North Sea, 7289.55 8760.44 2787.87 Statoil 33/9 C-2 DD/MWD/LWD Statfjord Germany, 6937.52 7726.61 2019.20 REW-DEA Dieksand 2 DD/MWD/LWD/GST Dieksand North Sea, 6832.67 8416.64 4122.83 BP 2/1-A21 T3 DD/MWD/LWD Gyda
2、大位移延伸井的特点及应用 大位移延伸井具有如下两个特点： A、 水平位移大，能较大范围地控制含油面积，开发相同面积的油田可以大量减少陆地 及海上钻井的平台数量。
如图5-15所示，如果采用海上平台开发海底油藏，当位移达到1000米时，该平台可控 制的采油面积仅为3.14平方公里；当位移达到5000米时，平台可控制的采油面积为78.5平方公里。如果位移达到10000米，则可控制的采油面积达到314平方公里，相当于100多个平台钻普通定向井、水平井的可控制采油面积。
图5-15 利用大位移延伸井提高平台开采面积
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