前言

在页岩气生产过程中采用旋转导向钻井技术，该种技术能够有效提高页岩气的生产效率。其形成以上优势的主要原因是该种技术对钻头和旋转的控制，使井眼更加光滑，较少钻头钻进过程中危险事故的发生率，以此来保证生产效率。

1.我国页岩气开发面临的问题

在我国的页岩气开采过程中，主要采用螺杆钻具，该种钻具使用的还是滑动式钻井技术。采用该种技术对页岩气开采，会遇到以下方面的问题：

（1）使用滑动式钻井技术过程中，滑动钻进调整井眼轨迹时候，该种情况下的钻柱不旋转，造成的后果是对井眼的清洁效果不佳，而且会形成螺旋井眼，螺旋井眼的形成后，井壁与钻柱的接触作用下造成井壁对底部钻具组合的摩擦力完全作用在钻柱轴向，会导致钻柱的变形，钻柱出现变形问题，会影响钻头的施压力不足，钻头施压力不足不能够有效破碎岩石，降低了页岩气的开采效率^[1]。

（2）采用的滑动式钻井技术过程中，由于开采的页岩气有许多不确定因素存在，为解决页岩气开采中的不确定因素影响，需对井眼轨迹优化和调整造斜率，这两个方面工作的开展，需重新更换底部钻具，更换底部钻具又需要将钻提起，采用以上操作会大大减少钻探的效率，使钻探经济效益不高。

从以上两个问题的分析中可以看出，在页岩气的钻探过程中，采用滑动式钻井技术无法满足钻探的要求。为了改变以上出现的问题，需要改变滑动式钻井技术，采用旋转导向钻井技术，该种技术能够有效解决以上问题，使页岩气的钻探效率更高。

2.旋转导向钻井技术的实际运用

2.1钻井介绍

本次研究中采用实际应用介绍旋转导向钻井技术，需对案例分析，采用的案例在我国的西南区域，某页岩气钻井深度在4300m，水平段的长度为1500m，旋转导向钻进的尺度为2000m，采用的平均转速为8.67m/h。本次的页岩开采中使用的是旋转导向钻井技术，该种技术可以根据实际情况随时改变导向方向，而且还可以根据目标方向实现自动定向，保持井斜在目标井斜0.2度范围内进行浮动。同时采用该种技术进行页岩气开采时，在钻探过程中，还可以使用MWD/LWD向地面发出信号，方便在地面操作的工作人员随时了解地层情况，而且还可以根据反馈的地层情况做出实时的调整，以此来提高钻探的效率。

2.2底部钻具的优化

在该井的施工过程中，当钻探到三开造斜段时，可以使用旋转导向钻具。使用旋转导向钻具时，需对底部钻具进行优化组合，采用的优化组合时需对以下参数计算，一个是地质条件模拟计算；二是水力参数模拟计算；三是钻具扭曲模拟计算。根据这些方面的计算，获得优化的底部钻具组合，其具体组合是：φ137mm钻杆+φ137mm加重钻x40+0127mm杆x140+9127mm无磁加重钻杆+φ172mm浮阀接头+中213mm扶正器+9172mm扶正器+Autotrack旋转导向+中215.9mmPDC钻头^[2]。

2.3实测井眼轨迹

从图1中分析获得，页岩气钻探过程中采用旋转导向造斜能力比较强，而且在斜井中井斜的变化也是非常的稳定，全程的控制方位角度为225度左右，斜井段中的狗腿度保持在2.2⁰/30m到6.10/3⁰m，同时在水平段上控制的狗腿度是2⁰/30以内。采用以上的控制，可以实现井眼轨道的连续光滑，有效减少摩擦力，以及扭矩力，使钻压能够顺利到达钻头，加快钻头的钻探能力，提高页岩气的开采效果。

图1井斜、方位角及狗腿严重度变化图

2.4摩阻扭矩分析

在页岩气的开采过程中采用旋转导向，该种技术和滑动钻井技术相对比，其最大的优势是旋转导向钻井时井眼的光滑程度更高，正是有这个方面的优点，有效解决了滑动钻井中扭矩大和摩擦力大的问题。一般情况下，在三开中使用旋转导向，其摩擦阻力可以有效控制在140kN以下，扭矩力可以有效控制在12kN以下，该种参数的有效控制，可以实现钻具顺利下钻，防止了钻具发生扭曲的风险，提高了钻井的速度。

3.旋转导向钻井的优缺点分析

（1）采用滑动钻井技术对页岩气开采时，该种开采效率低，井眼的形状为螺旋不规则，这种井眼形态，容易发生井下危险。为了解决传统钻具中存在的问题，需要采用新型钻具方法，提高页岩气的生产效率和钻探速度。

（2）旋转导向的优势：页岩气生产过程中，采用旋转导向钻井方法，凭借旋转钻井和对钻头的有效控制优势，可以使钻探的速度更快，井眼更加光滑，减少钻探工程中形成的摩擦力和扭矩力，这些方面的优势获得，可有效使钻压传输到钻探，提高钻进的速度，为钻探生产企业提高经济价值。

（3）旋转导向钻具使用过程中，主要依靠进口，采用进口的方式影响生产成本，不利于对企业利润的控制。因此，为了有效控制旋转导向钻井的生产成本，我国应该加大对旋转导向钻具的研究，尽快实现国产化，以此来减少页岩气生产成本。

结束语

综上所述，在页岩气生产过程中，采用旋转导向钻井技术，可以有效提高生产效率，使生产企业获得更多利益。但是采用该种先进技术也存在一定弊端，主要是我国研究缓慢，导致生产过程中需要引进技术，提高了生产成本。因此，在未来的页岩气生产研究中，需多向该方面增加研究，以此来保证我国页岩气生产能够顺利开展。

参考文献

[1]余海峰.Power Drive Archer旋转导向系统在页岩气水平井的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(16):103-104.

[2]李士斌,王业强,张立刚.旋转导向在页岩气井的应用[J].中国煤炭地质,2015,27(06):74-76+81.