[发明专利]一种高钻速旋转导向系统实现高造斜率的方法

说明书

本发明提供了一种高钻速旋转导向系统实现高造斜率的方法，所采用的钻具组合包括依次串接在一起的钻头、旋转导向钻具、下部稳定器、弯壳井下动力钻具、MWD和上部稳定器；该方法包括以下步骤：步骤一、按上述顺序组接好钻具串，落到井底；步骤二、循环钻井泥浆，由地面转盘带动整个钻具组合旋转，旋转导向钻具按常规进行旋转导向定向钻井；步骤三、当实际造斜率达不到设计要求时，地面转盘停止转动，因而弯壳井下动力钻具之上的部分不旋转，上部的弯壳井下动力钻具采用滑动导向模式，同时下部的旋转导向钻具采用旋转导向模式，钻进。本发明的方法可达到更高的造斜率（18°/30m）和更高的钻头转速（400rpm），进而有更高的机械钻速。

技术领域

本发明专利涉及油气资源领域的定向钻井技术，特别涉及一种高钻速旋转导向系统实现高造斜率的方法。

背景技术

定向钻井是以可控方式钻出井筒，以达到所需的井道轨迹的过程。定向井的钻进常采用马达或旋转导向系统来控制井眼轨迹。有很多原因需要使油井定向，其中包括避免与另一口井发生碰撞、穿透预定的地质目标、与另一口井相交以进行救援作业或遵循地质导向所需的轨迹以及许多其它可能的原因。

现有技术中较为先进的钻具组合包括依次串接在一起的钻头、旋转导向钻具、下部稳定器、弯壳井下动力钻具、MWD和上部稳定器。所说的井下动力钻具是指外壳带弯角的螺杆钻具或涡轮钻具，井下动力钻具的定向钻井方式被称为滑动导向。所说的旋转导向钻具的工作原理包括“点”钻头或者“推”钻头或两者的混合。“点”钻头原理的系统通过内部机械和/或液压装置产生所需的弯角，使钻头朝所需方向倾斜。而“推”钻头原理通过推动钻头向所需方向的钻进方式进行导向。旋转导向钻具的定向钻井方式被称为旋转导向。

现有钻具组合的工作方法是：整个钻具由井口转盘带着旋转，旋转导向钻具、井下动力钻具都在旋转，钻头的转速是转盘转速和马达转速的叠加，最高可以达到400rpm，这种方法的优点是有较高的机械钻速，但由于旋转导向钻具的自重压在翼肋上，为了增斜，首先旋转导向钻具中的翼肋要克服自重，多余的力才会加载到钻头上，形成导向力，水平状态下导向能力就明显不足，目前钻头转速为200rpm时，造斜率在斜井段最大可达到14°/30m，但在水平段由于受自重的影响，造斜率只能达到8°/30m，因此现有技术技术存在的问题是：在定向钻井时往往会发生造斜率达不到工程设计要求的情况，导致钻出的井眼超出最佳施工层。

发明内容

本发明要提供一种高钻速旋转导向系统实现高造斜率的方法，以克服现有技术存在的在水平段达不到高钻速和高造斜率要求的问题。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种高钻速旋转导向系统实现高造斜率的方法，所采用的钻具组合包括依次串接在一起的钻头、旋转导向钻具、下部稳定器、弯壳井下动力钻具、MWD和上部稳定器；

所述方法，包括以下步骤：

步骤一、按上述顺序组接好钻具串，落到井底；

步骤二、循环钻井泥浆，由地面转盘带动整个钻具组合旋转，旋转导向钻具按常规进行旋转导向定向钻井；

步骤三、当实际造斜率达不到设计要求时，地面转盘停止转动，因而弯壳井下动力钻具之上的部分不旋转，上部的弯壳井下动力钻具采用滑动导向模式，同时下部的旋转导向钻具采用旋转导向模式，钻进。

上述步骤三，具体包括以下步骤：

步骤（1）：根据MWD上传的弯壳井下动力钻具工具面角，井口由司钻转动转盘把弯壳井下动力钻具的工具面角摆到目标钻进的方向；

步骤（2）：循环泥浆，转盘保持不转动，旋转导向钻具起旋转模式下井眼轨迹导向的作用，工作在旋转导向模式；而弯壳井下动力钻具以及上部的钻具全部不旋转，在井中滑动，工作在滑动导向模式；

步骤（3）：当造斜率达到要求时，退出混合导向模式，整个系统工作在旋转导向状态下。