旋轉導向系統可有效提高鑽井速度、鑽井安全性和井眼軌跡控制精度，是高效完成定向井和水平井的國之利器，也是提高常規和非常規復雜油氣藏勘探開發效率的關鍵技術。因此，旋轉導向系統及相關技術的研發，對石油工業的發展具有重要意義。近期，我國自主研發的“智能柔性旋轉導向系統”在勝利油田營88-斜11井現場試驗取得進展。
2017年，中國科學院從國家重大需求出發，部署了“智能導鑽技術裝備體系與相關理論研究”（簡稱智能導鑽）A類戰略性先導科技專項。該專項由中科院地質與地球物理研究所牽頭，聯合中國石油化工集團有限公司、中國石油天然氣集團有限公司、中國海洋石油集團有限公司及相關大學共同攻關，旨在研發出具有我國自主知識產權的“智能柔性旋轉導向系統”和隨鑽測井系統。科研人員經過不懈努力，解決了理論和技術難題，該專項技術創新對研發國之利器、提升我國石油工業高端裝備製造能力具有重要意義。
在攻克旋轉導向系統微型液壓控制單元、高精度動態測量等關鍵技術的基礎上，旋轉導向系統垂直鑽井於2019年底獲得成功，在勝利油田樊深斜101井完成551米實鑽試驗，井斜控制在1.5°以內，業界認為其具備了垂直鑽井工程應用能力。2020年，科研人員克服困難，解決了直井造斜、高精度井眼軌跡控制技術難題，研製出新一代6.75英寸“智能柔性旋轉導向系統”。2021年1月1日至12日，在中石化勝利油田的支持下，科研人員在勝利油田營88-斜11井，對該系統進行了實鑽試驗。
該試驗在1834-1864米、2495-2888米兩個深度段開展了測試，實際工作進尺是423米，系統連續工作時間為101小時，完成了直井造斜、穩斜和扭方位等任務。在導向鑽進過程中，其最大造斜率為6.8°/30米（美國貝克休斯公司G3導向工具造斜率6~8°/30米），並命中預定靶點，實現了對鑽井過程中井眼軌跡的高精度控制。該實鑽試驗驗證了自研“智能柔性旋轉導向系統”的功能性和可靠性；其具備完成“一趟鑽”工程技術服務的能力，為大規模推廣應用奠定了基礎。
智能柔性旋轉導向系統技術是產學研聯合攻關模式的範例。下一步，研究人員將集中優勢力量，向國際前沿的更高造斜率（15°/30米）、更小尺寸（4.75英寸）的“柔性旋轉導向系統”邁進。
圖1 自研旋轉導向系統下井
圖2 旋轉導向地面決策控制系統操作間
來源：中國科學院地質與地球物理研究所
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