我国研究团队的“智能柔性旋转导向系统”研究新进展

2021年1月19日 12:14:27 来源: 地质与地球物理研究所
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  旋转导向系统可有效提高钻井速度、钻井安全性和井眼轨迹控制精度,是高效完成定向井和水平井的国之利器,也是提高常规和非常规复杂油气藏勘探开发效率的关键技术。因此,旋转导向系统及相关技术的研发,对石油工业的发展具有重要意义。近期,我国自主研发的“智能柔性旋转导向系统”在胜利油田营88-斜11井现场试验取得进展。

  2017年,中国科学院从国家重大需求出发,部署了“智能导钻技术装备体系与相关理论研究”(简称智能导钻)A类战略性先导科技专项。该专项由中科院地质与地球物理研究所牵头,联合中国石油化工集团有限公司、中国石油天然气集团有限公司、中国海洋石油集团有限公司及相关大学共同攻关,旨在研发出具有我国自主知识产权的新型智能柔性旋转导向系统和随钻测井系统。科研人员经过不懈努力,解决了理论和技术难题,该专项技术创新对研究国之利器、提升我国石油工业高端装备制造能力具有重要意义。

  在攻克旋转导向系统微型液压控制单元、高精度动态测量等关键技术的基础上,旋转导向系统垂直钻井于2019年底获得成功,在胜利油田樊深斜101井完成551米实钻试验,井斜控制在1.5°以内,业界认为其具备了垂直钻井工程应用能力。2020年,科研人员克服困难,解决了直井造斜、高精度井眼轨迹控制技术难题,研制出新一代6.75英寸智能柔性旋转导向系统。2021年1月1日至12日,在中石化胜利油田的支持下,科研人员在胜利油田营88-斜11井,对新一代智能柔性旋转导向系统进行了实钻试验。

  该试验在1834-1864米、2495-2888米两个深度段开展了测试,实际工作进尺是423米,系统连续工作时间为101小时,完成了直井造斜、稳斜和扭方位等任务。在导向钻进过程中,其最大造斜率为6.8°/30米(美国贝克休斯公司G3导向工具造斜率6~8°/30米),并命中预定靶点,实现了对钻井过程中井眼轨迹的高精度控制。该实钻试验验证了自研新型智能柔性旋转导向系统的功能性和可靠性;其具备完成“一趟钻”工程技术服务的能力,为大规模推广应用奠定了基础。

  智能柔性旋转导向系统技术是产学研联合攻关模式的范例。下一步,研究人员将集中优势力量,向国际前沿的更高造斜率(15°/30米)、更小尺寸(4.75英寸)的柔性旋转导向系统迈进。

图1 自研旋转导向系统下井

图2 旋转导向地面决策控制系统操作间

本文来源: 地质与地球物理研究所
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