Welleader旋转导向钻井系统

旋转导向钻井系统中关键技术的发展现状和前景研究摘要：为了达到提高油层裸露面积来提高采收率、高效开发复杂油藏、以最小的开发投资获取最佳的目的，各种复杂的特殊工艺井应运而生。

在钻井过程中，旋转导向技术为钻井系统提供方法，井下涡轮发电机为钻井系统提供电能，泥浆脉冲发生器为钻井系统提供数据传输。

故此，本文对旋转导向技术、井下涡轮发电机和泥浆脉冲发生器展开分析，分析具体发展前景，旨在为相关工作人员提供参考。

关键词：旋转导向技术,井下涡轮发电机,泥浆脉冲发生器引言随着国内外大部分的油田相继进入开发后期，而大部分新探油气田的地层状况越来越复杂，钻探难度变高、成本增大。

通过引导或控制井眼按预定的井眼轨迹（几何导向）或预定的目标地层（地质导向）钻进的旋转导向钻井系统成功钻出超深井、高难度定向井、丛式井、水平井、大位移井、多底井及三维多目标井等高难度的复杂结构井，从而提高油气的采收率、降低勘探开发成本[1]。

旋转导向钻井相比于传统的钻井方法有许多优点，在利润、效益及技术创新等各方面因素的驱使下，世界许多石油工程服务公司都加大了对旋转导向钻井系统的研发投入。

基于此，本文围绕旋转导向技术、井下涡轮发电机和泥浆脉冲发生器的研究现状进行讨论，总结今后技术的发展前景[2-5]。

1、旋转导向技术旋转导向技术是在钻柱旋转钻进时，使定向钻井既可依据工程参数进行几何导向，又可依据地质参数进行地质导向，根据实时监测到的井下信息，引导钻头在储层中的最佳位置钻进。

目前，旋转导向技术按其工作原理可划分为推靠式、指向式和复合式导向工具，根据工具外壳能否旋转可分为动态式（全旋转式）和静态式[6]。

由于指向式旋转导向系统具有摩阻和扭矩较小、水平极限位移大、钻出的井眼质量高、能适应各种复杂地层和工况等优势，指向式系统占有越来越大的比例。

在钻井现场应用时，要求旋转导向技术具有独特的性能，使其能够在恶劣环境中更灵活、可靠地钻进复杂的井眼轨迹，具体要求是:（1）高造斜率。

WE MUST DO BETTER
㈠、AutoTrak旋Trak是旋转 系统组成: 导向钻井系统的代表产品，它 是基于推靠钻头的偏置原理来 导向的，其可变径稳定器的伸 缩块装在不旋转套筒上， AutoTrak旋转闭环钻井系统由 地面与井下的双向通讯系统( 地面监控计算机、解码系统及 钻井液脉冲信号发生装置)、 导向系统(AutoTrak工具)和 LWD(随钻测井)组成（图l）。
2、工作原理:AutoTrak RClS 工作原理:AutoTrak 系统的井下偏置导向工具由不 旋转外套和旋转心轴两大部分 通过上下轴承连接形成一可相 对转动的结构。 对转动的结构。旋转心轴上接 钻柱，下接钻头， 钻柱，下接钻头，起传递钻压 扭矩和输送钻井液的作用。 、扭矩和输送钻井液的作用。 不旋转外套上设置有井下CPU 不旋转外套上设置有井下CPU 控制部分和支撑翼肋（ 、控制部分和支撑翼肋（右图 ）。
图2
AutoTrak RCLS结构示意图
WE MUST DO BETTER
导向工具的执行机构有一不旋转导向套，中轴 从导向套中间穿过与钻头连接，带动钻头随钻 柱一起旋转，导向套与中轴通过轴承连接。当 周向均布的三个支撑冀肋分别以不同液压力支 撑于井壁时，将使不旋转外套不随钻柱旋转， 同时，井壁的反作用力将对井下偏置导向工具 产生一个偏置合力。通过控制三个支撑翼肋的 支出液压力的大小，可控制偏置力的大小和方 向，以控制导向钻井。液压力的大小由井下CPU 控制井下控制系统来调整。井下CPU在下井前， 预置了井眼轨迹数据。井下工作时，可将MWD测 量的井眼轨迹信息或LWD测量的地层信息与设计 数据进行对比，自动控制液压力，也可根据接 收到的地面指令调整设计参数，控制液压力， 以实现导向钻进。导向套内还有各种传感器， 可测量井斜角、方位角及工具的工作状态。(右 图是:井下偏置导向工具的导向原理示意图 )

接 MWD 及电 子器件界面
RSS 机 械部分
不旋转 RSS 外筒
近钻头 扶正器
钻头
威德福公司钻井服务系统
1Leabharlann 3.4 m 2.7 m 1.9 m
1.0 m 0.8 m 0.3 m
RSS-4 ¾”
规格参数
4 ¾” 旋转导向系统
公称工具外径 最大外径1 长度（RSS机械部分） 重量（RSS机械部分） 顶部扣形
最大增斜率 最小开始造斜角度- 垂直造斜 最高工作温度 极限作业温度 最高工作压力 最大工作流量 最大含砂量 与钻头距离
10º/ 30m 0° 302°F (150°C) 329°F (165°C) 20,000 psi (138 MPa) 350 gal/min (1325 L/min) 2% 11 ft (3.4 m)
1 取决于钻头尺寸
威德福公司钻井服务系统
2
应用
• 大位移井 6 1/8” 井眼钻井。
特性及优点
• 指向式设计，钻出更平滑井眼，同时 延长钻头寿命。
• 简单的功能性保障更高的可靠性。 • 增斜率最高可达 10º/ 30m，具体取决
于地层类型。 • 结构紧凑。 • 与威德福 LWD 系统完全相容，可结
合使用。
近钻头伽马 测量点
近钻头井斜 测量点
4 ¾” (121 mm) 6 3/32” (155 mm) 2.8 ft (0.9 m) 200 lb (91 kg) 3 ½” API内平扣（母扣）
底部扣形
3 ½” API 正规扣（母扣）
上扣扭矩 最大扭矩
最大张力
9,900- 10,900 ft-lb (13,423- 14,778N-m)
10,000 ft-lb (13,558 N-m) 250,000 lb (113,398 kg) 为极限 100,000 lb (45,359 kg) 可再利用

Welleader(R)及Drilog(R)系统在渤海油田的应用
菅志军;尚捷;彭劲勇;秦桂林
【期刊名称】《石油矿场机械》
【年(卷),期】2017(046)006
【摘要】Welleader(R)及Drilog(R)系统是中海油田服务股份有限公司研制的旋转导向钻井系统及随钻测井系统,功能包括泥浆脉冲数据遥传、井眼轨迹测量、自然伽玛测井、电磁波电阻率测井、涡轮发电机供电及旋转导向等.已经形成675系列(适应φ215.9 mm井眼)和950系列(适应φ311 mm井眼)产品,并在海上油田进行应用,取得了良好的效果,主要技术指标接近当前国际水平.介绍了该系统的基本组成、功能特征及在渤海油田的应用效果.
【总页数】6页(P57-62)
【作者】菅志军;尚捷;彭劲勇;秦桂林
【作者单位】中海油田服务股份有限公司,北京101149;中海油田服务股份有限公司,北京101149;中海油田服务股份有限公司,北京101149;甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司,兰州730070
【正文语种】中文
【中图分类】TE951
【相关文献】
1.Drilog随钻测井系统在渤海油田的应用 [J], 岳明亮
2.钢丝投捞电泵系统在渤海油田应用探索 [J], 赵杰; 陈秋月; 杨洪涛; 马长亮
3.罐装电潜泵系统在渤海某稠油油田的研究与应用 [J], 杨彬;王传军;郑旭;陈来勇;李彪
4.罐装电潜泵系统在渤海某稠油油田的研究与应用 [J], 杨彬;王传军;郑旭;陈来勇;李彪
5.远程监控系统在渤海某油田的应用 [J], 任宏伟;徐鸿;苟青清
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旋转导向工具发展概述本文对我国在井眼轨迹控制技术方面取得的进展进行了总结，重点在导向结构、实现功能和应用推广方面做了分析；在总结国外旋转导向工具技术并结合机械工程的新材料新技术发展基础上，提出井眼轨迹控制工具将向复合式工具技术的方向发展，其中工具的心轴、轴承的材料和结构以及工具的智能化研究将是未来的发展方向，而恶劣环境下的井下钻井机器人将是研究的最终目标。

一、国内旋转导向工具发展现状近年来，国内也在积极进行井眼轨迹控制工具即旋转导向技术的研究工作，并在理论研究和原理样机方面取得了较多的研究成果，但距离工业规模化应用还有一定距离。

二、推靠式旋转导向工具目前，国内的动态推靠式旋转导向工具主要以调制式旋转导向工具为主，西安石油大学与中石化胜利钻井工艺研究院合作，研发了调制式旋转导向钻井工具MRST。

整个工具配备了以钻井液为液压介质的液压系统，工具内有上、下涡轮发电机驱动的稳定平台。

该平台在下部电机的电气参数调控作用下，可以在高速旋转工具外壳内独立旋转，调节液压盘阀钻井液分流系统的上盘阀位置，对钻井液分流，在工具内外压差作用下推动翼肋伸缩产生偏置。

工具原理结构如图1所示。

1—上轴承保护器;2—测控稳定平台;3—下轴承保护器;4—液压盘阀分流系统;5—偏置单元;6—钻井液过滤装置;7—下涡轮发电机;8—上涡轮发电机。

图1动态推靠式工具原理结构图国内典型的静态推靠式旋转导向工具主要由驱动轴、不旋转外套、导向机构和密封系统等构成，其中导向机构由可独立伸出或缩回的翼肋和液压缸组成，翼肋在液压缸的作用下产生推靠力。

国内企业或研究单位在该类工具的研发中投入较多，如：中海油研发出了自主的静态推靠式旋转导向钻井系统Welleader，能够实现井斜自动闭环控制，导向力可以实现32级强度和240级方向控制，最大转速180r/min，工具耐温达150℃。

该工具已在渤海湾完成了试验工作，具备了海上作业的能力，实钻造斜率约每30m井段造斜6.5°，但是仍处于初步应用阶段。

中海油服自主研发的随钻测井、旋转导向钻井系统圆满完成埕北4井作业近期，中海油田服务股份有限公司（下简称“中海油服”或“公司”）自主研发的随钻测井系统（Drilog®）、旋转导向钻井系统（“Welleader®”）圆满完成埕北油田4井作业，标志着中海油服两系统首次商业作业获得成功。

此次系列作业中，中海油服自主研发的两套系统联袂出战，紧密配合，累计进尺超过1700米，工作时间超过160小时。

整个作业过程中，旋转导向钻井系统指令发送成功率高，仪器造斜率、轨迹调整能力表现出色；随钻测井系统采集的伽马和电阻率测井数据得到甲方人员一致认可，运行稳定无故障。

在本次作业中，两套系统填补了多项国内旋转导向钻井、随钻测井作业的空白，实现了多个“首次”突破：首次完成单趟钻进尺最长（988米）作业；首次完成三维水平井作业；首次完成海上水平生产井作业；首次完成水平井批钻着陆作业；首次实现定向井防碰绕障作业。

随着两套系统在作业中稳定性的进一步提高，将为公司在随钻测井、定向钻井技术服务领域增添新的竞争力。

在油气田开发过程中，为了提高产量与采收率广泛采用定向井、水平井技术。

旋转导向钻井系统则以优良的轨迹控制、低摩阻、开发效率高等特性广泛应用于定向井、大位移井及水平井开发中。

为了加快我国海上油气藏开发的步伐，降低勘探开发成本，公司于2008年开展了随钻测井、旋转导向钻井系统的研究工作。

目前，两系统已经历十多次实钻作业，累计进尺超过13000m，累计循环时间超过1400h，可以提供7000种作业组合指令，造斜率可以达到6°/30m，整体仪器性能与目前国际主流同类产品技术水平相当。

油技高温高精度压力传感器实现自主标定自主维修能力获突破可大幅降低作业成本8月29日，油技研究院高温高精度石英压力传感器全自动标定系统正式搭建完成并投入使用，成为中海油首家从事高精度传感器标定作业的工程实验室。

这标志着油技具备了该类压力传感器的自主标定能力，为保障地层测试器（EFDT）现场作业提供了强有力的技术支撑，并降低了科研和作业成本。

贪吃蛇技术哪家强？国内外七大公司旋转导向技术盘点旋转导向钻井技术已经逐渐成为定向井、水平井钻井的主要工具，但主流技术依然以国外油服产品为主。

在多年持续攻关下，国产自主创新技术现已取得多项重大突破，国内外技术差距正在逐步缩小。

当前，油气勘探开发过程正面临的挑战日益严峻。

在资源品质劣质化、勘探目标多元化、开发对象复杂化等愈发恶劣的勘探开发大环境下，我国油气勘探开发领域正在由常规油气资源向“三低”、深层及超深层、深水及超深水等非常规资源拓展。

而作为油气资源勘探开发过程中的关键环节，现有的钻井技术在应对上述挑战时却略显勉强。

中石油经研院石油科技研究所总结出了“未来10年极具发展潜力的20项油气勘探开发新技术”（点击查看：颠覆传统！未来十年这些油气勘探开发新技术最具潜力），其中，“智能钻井技术”位列其中。

未来的智能钻井主要由智能钻机、智能导向钻井系统、现场智能控制平台、远程智能控制中心组成。

智能导向钻井系统主要利用随钻数据的实时获取、传输与处理，通过井下控制元件对钻进方向进行智能调控，从而提高钻井效率和储层钻遇率。

作为页岩气开发的“芯片”式技术，旋转导向钻井尚且年轻，但实际上从上世纪90年代起，国际各大油服公司便相继实现了旋转导向系统的现场应用。

经过20余年的技术发展，油服巨头均取得了阶段性进展，并形成了各自的核心技术体系（点击查看：五大油服的旋转导向系统大比拼）。

目前的主流旋转导向技术主要来自几大国际油服巨头，并基本形成了两大发展方向：一是以贝克休斯AutoTrak系统为代表的不旋转外筒式闭环自动导向钻井系统，这类系统以精确的轨迹控制和完善的地质导向技术为特点，适用于开发难度高的特殊油藏导向钻井作业；二是以斯伦贝谢PowerDrive系统为代表的全旋转自动导向钻井系统，这类系统以同样精确的轨迹控制和特有的位移延伸钻井能力为特点，适用于超深、边缘油藏的开发方案中的深井、大位移井的导向钻井作业。

01. 各大油服核心技术对比大宗商品价格暴跌给服务公司的定价和付款时间表带来了下行压力。

旋转导向钻井技术介绍引言近十几年来，水平井、大位移井、多分支井等复杂结构井和“海油陆采”的迅速发展。

为了节约开发成本和提高石油产量，对那些受地理位置限制或开发后期的油田，通常通过开发深井、超深井、大位移井和长距离水平井来实现，进而造成复杂结构的井不断增多。

目前通行的滑动钻井技术已经不能满足现代钻井的需要。

于是，自20世纪80年代后期，国际上开始加强对旋转导向钻井技术的研究；到90年代初期，旋转导向钻井技术已呈现商业化。

国外钻井实践证明，在水平井、大位移井、大斜度井、三维多目标井中推广应用旋转导向钻井技术，既提高了钻井速度，也减少了钻井事故，从而降低了钻井成本。

旋转导向钻井技术是现代导向钻井技术的发展方向。

旋转导向钻井技术旋转导向钻井法是在用转盘旋转钻柱钻井时随钻实时完成导向功能。

钻进时的摩阻与扭阻小、钻速高、钻头进尺多、钻井时效高、建井周期短、井身轨迹平滑易调控。

此外，其极限井深可达15 km，钻井成本低。

旋转导向钻井技术的核心是旋转自动导向钻井统，如图1所示。

它主要由地面监控系统、地面与井下双向传输通讯系统和井下旋转自动导向钻井系统3部分组成。

1、地面监控系统旋转导向钻井系统的地面监控系统包括信号接收和传输子系统及地面计算存储分析模拟系统，有的还具有智能决策支持系统。

旋转导向钻井系统的主要功能通过闭环信息流监视并随钻调控井身轨迹，其关键技术是从地面发送到井下的下行控制指令系统。

2、地面与井下双向传输通讯系统目前已提出的信号传输方式有4种，即钻井液脉冲、绝缘导线、电磁波和声波。

通过比较分析，笔者发现这4种传输方式各有优缺点和应用局限，如表1所示。

3、井下旋转自动导向钻井系统井下旋转自动导向钻井系统是旋转自动导向系统的核心，它主要由3部分构成，即测量系统、导向机构、CPU和控制系统。

（1）测量系统测量系统主要用于监测井眼轨迹的井斜、方位及地层情况等基本参数，使钻井过程中井下地质参数、钻井参数和井眼参数能够实时测量、传输、分析和控制。

旋转导向钻井技术简介
2020/9/5
1
主要内容
1. 旋转导向钻井技术概述 2. 井下旋转导向钻井系统分类 3. 典型的旋转导向钻井系统
（1）AutoTrak RCLS系统： Baker Hughes公司 （2）PowerDrive SRD系统：Schlumberger公司 （3） Geo-Pilot系统：Halliburton公司
②为稳定器设置了多个控制位置，采用钻井液脉冲遥控技术、电 子及液压技术对稳定器的径向位置进行控制。
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PowerDrive 结构及工作参数
• 长度：16 ft [4.9 m] • 排量：500 - 1000 gpm [1900 - 3800 lpm] • 转速：40 - 220 rpm • 工具压降：少于100 psi [6 bar] • 最小钻头所需压降：500 psi [34 bar] • 现最高运行温度：250ºF [120º C] • 泥浆比重：7.5 - 20 ppg [0.9 - 2.4 sg] • LCM ：使用MWD 指示
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Application Areas
Directional / Geosteering wells in 8.1/2” - 12.1/4” hole size Where the operator wants:
– better hole cleaning, less circulation time, less wiper trips – extented run lengths by using PDC bits – better hole quality to ease logging and completion – superior geometrical steering & geosteering to maximise

27.5K psi LWD 27.5K psi Geo-Pilot
30K psi LWD 30K psi Geo-Pilot
2006
2007
2008
2009

17
35K psi MWD
2010
2011 January 2010
2009年哈里伯顿钻井工具的温度和压力能力
近钻头井斜超出允许范围， GP自动采用高边和最大的力改 变钻具状况

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受力回到初始状态继 续钻进
January 2010
全系列的旋转导向工具
井眼尺寸 工具外径
5200系列
5-5/8” x 6” 6” 6-1/8” 6-1/4” 6-1/2” 6-3/4”
5.25”
3
January 2010
全套的解决方案
INCREASING DIFFICULTY
OF WELL
施工难度 增加
GXT™
Geo-Pilot® system
V-Pilot ™
EZ-Pilot™
Rotary Steerable Systems 旋转导向系统
GeoForce™
SlickBore®
AGM™
AGS™
175 175 175 175 175 175 175
25,000 150 25,000 150 25,000 175 25,000 150

18
January 2010
哈里伯顿HPHT作业经验
高压作业
High pressure defined as over 20,000 psi 高压定义为 20,000 PSI (137MPa) Evaluated number of feet drilled year on year 每年钻进的总英尺数

国产旋转导向系统在南海西部的应用摘要：本文介绍了国产旋转导向系统的工作原理，分析了中国南海西部的不同区块的钻井作业难点。

两个不同尺寸的国产旋转导向工具分别在在南海西部的两个不同区块的成功应用，不仅取得了较好的经济和社会效益，同时也为国产旋转导向工具后续的不断提高和推广起到了“抛转引玉”的作用。

关键词：国产旋转导向系统； Drilog & Welleader；中国南海西部；造斜0前言：随着科学技术的不断发展，石油钻井行业中的科技含量也越来越高。

作为新一代井下动力导向钻井系统，旋转导向系统对于钻探水平井、大位移井以及精确的开发油藏资源有着非常大的帮助。

然而，此项技术长期被世界一流的油田技术服务公司斯伦贝谢、通用贝克休斯、哈里伯顿等三大公司垄断。

作为中国“三桶油”之一的中国海油，积极投身于自有旋转导向钻井系统的研发，在近年取得了良好的成果，并在中国四大海域逐渐开始大规模应用。

本文以中国海油两种不同尺寸的旋转导向系统在南海西部的应用情况，浅述国产旋转导向工具的现状，并对比国外先进导向工具，指明国产工具的发展方向。

1国产旋转导向系统介绍1.1系统组成：中国海油自主研发的国产旋转导向及随钻测井系统Drilog & Welleader（以下简称DW组合）是一种地面发送泥浆脉冲指令、推靠肋板式造斜、具有随钻电阻率和自然伽马测井项目的钻井工具。

主要技术特征是导向力控制仪采用推靠式导向原理，由电机驱动液压系统分别启动3个导向翼肋，形成对井壁的推靠力，通过压力反馈对3个翼肋的导向力实现闭环控制[1]。

Welleader自下而上是三个肋板，控制单元，柔性短节和扶正器，涡轮发电机（如图1）。

图1Welleader部件示意图1.2造斜原理：现场工程师在地面发送造斜指令后，Welleader内部的计算模块根据三个肋板的当前位置关系，计算出三个肋板分别的需要力度大小，使得三个肋板的矢量和为现场工程师需要的造斜方向和力度（如图2），从而带动钻头和底部钻具按照设计的井眼轨迹进行钻进。

711 引言渤海油田开发井项目的水平井常常设计有领眼，通过领眼对目的储层的认识重新优化靶点，再从领眼侧钻进行水平井着陆作业。

通过借鉴以往作业经验，在对悬空侧钻工艺理论和实践认识的基础上，制定针对性的措施，从而完成了9-1/2″Welleader在渤海的首次悬空侧钻作业。

2 作业背景旅大区块某井领眼设计钻遇层位包括平原组、明化镇组和馆陶组，岩性从上至下为成岩性较差的流沙层及黏土层、浅灰色厚层细砂岩及含砾细砂岩夹绿灰色泥岩、浅灰色厚层细砂岩、含砾细砂岩、含砾中砂岩夹薄层泥岩，其中馆陶组为目的层位。

12-1/4″井眼钻至3267m，领眼完钻，根据油藏提供的新靶点进行主眼的轨道设计并施工。

3 影响悬空侧钻的因素分析3.1 井斜必须在具有一定井斜的井段侧钻，井斜越大，钻具垂直于下井壁的重力分量越大，可以提高钻头对下井壁的切削效率。

实钻作业中，在井斜约3°时实现了浅层的悬空侧钻的成功。

3.2 轨迹实钻作业中，增斜段、稳斜段和降斜段均成功实现悬空侧钻作业，但由于是悬空侧钻采用降斜的侧钻方向，所以推荐造斜点选在增斜段，可以提高作业成功率，同时利于2个井眼的分离。

3.3 地层地层硬度越高，可钻性越差。

悬空侧钻由于处在裸眼中，采用控时钻进的方式，进入新地层之前不宜加压钻进，导致钻头对地层的切削效率会大幅度降低，故地层的可钻性对侧钻的成功率影响很大，推荐侧钻点选择在可钻性较好的层位，尤其是砂岩段。

3.4 钻头推荐选择侧向切削力高的PDC钻头，在同样的参数和操作方式下，钻头的侧向切削力高，侧钻的成功率也随之越高。

 3.5 工具工具造斜率越高越有利于侧钻作业，所以工具优先推荐马达，其次是旋转导向。

以12-1/4″井眼为例，1.15°马达的造斜率为9.1°/30m，旋转导向的造斜率为6.5°/30m。

另外，马达具有固定弯角，同样在重力分量的作用下，较旋转导向的侧向切削力更强。

指向式旋转导向由于有固定弯角，而推靠式旋转导向无弯角，所以前者在弯角和重力分量的作用下更有利于侧钻。

60特别报道SPECIAL REPORT文/本刊记者 李海光绝不比造一枚导弹简单旋转导向系统Welleader和随钻测井系统Drilog联袂在渤海完成钻井作业。

这两项技术可以引导钻头像蛇一样在地下几千米坚硬的岩石里自由穿行，准确命中油藏，因此被形象地称为“贪吃蛇”。

5月3日早上5点，经过63个小时的连续作业，渤海九号钻井平台上，仪器钻具顺利完成作业任务，从井下3000米返回海面。

这标志着我国自主研发的旋转导向钻井系统、随钻测井系统完全具备了海上作业的能力。

这是我国自主研发的旋转导向系统Welleader 和随钻测井系统Drilog 联袂的结果。

这两项技术代表着当今世界钻井、测井技术的最高水平。

我国在这两个技术领域打破了国际垄断，成为全球第二个同时拥有这两项技术的国家，中国海洋石油总公司（简称“中国海油”）也成为全球第四、国内第一个同时拥有这两项技术的企业。

初心：与世界强队比肩一直以来，油气田开发都像是在做一道时效与成本的“计算题”，即如何在已知地下油气储层位置的情况下，用最小的成本和最快的速度完成钻井服务。

换言之，若想开采“物美价廉”的油气资源，就必须用最少的井位完成最大范围的储量开采，并以最少的起钻次数实现最短钻井周期。

面对这道必须“算准”的难题，石油公司不约而同地选择了能够在地层中横向行进的定向钻井技术。

时间倒推2000多天，2008年，中国海油旋转导向钻井系统研制在这一年正式启动。

与一般钻井作业不同，定向钻井作业并非让——中海油“贪吃蛇”成型记61钻头直达目的层，而是要求钻头能够在地层深处按照设计好的斜度钻进，直至命中深达几千米的地下油藏“靶心”。

目前，全球超过40%的定向井采用旋转导向系统钻成，其优势在于能够实时控制井下钻进方向，实现类似于“3D 版贪吃蛇”的钻具运行轨迹调整，一趟钻贯穿分布在“三维”区域内的目标地层，甚至可以让直径0.2米的钻头在0.7米的薄油层中横向或斜向稳定穿行，实现一趟钻横向移动1000米的长距离作业。