SY/T 7879-2025 石油天然气工业 旋转导向系统钻井技术规范

ICS 13.100 CCS E 09

中华人民共和国石油天然气行业标准

SY/T 7879—2025

石油天然气工业

旋转导向系统钻井技术规范

Petroleum and natural gas industry—

Technical specification for rotary steerable system drilling

2025-12-18发布 2026—06-18实施

国家能源局发布

目次

前言 Ⅱ

1 范围 1

2 规范性引用文件 1

3 术语和定义 1

4 要求 2

4.1 井筒条件 2

4.2 仪器检验 2

4.3 旋转导向系统使用 2

4.4 钻井装备与钻井液 3

5 钻具组合与钻井参数 3

6 施工作业 4

6.1 井口测试 4

6.2 下钻作业 4

6.3 钻进作业 4

6.4 接单根(立柱) 5

6.5 数据采集 5

6.6 起钻作业 5

6.7 异常处理 6

7 复杂处置 6

8 资料提交 6

9 健康、安全和环境管理(HSE)要求 6

附录A(资料性)旋转导向系统井口、中途测试记录表 7

附录B(资料性) 旋转导向系统下传指令数据记录表 8

附录C(资料性) 旋转导向系统实钻测量数据记录表 9

附录D(资料性)旋转导向系统钻井工况记录表 10

I

前言

本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由石油工业标准化技术委员会石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。

本文件起草单位：中国石油集团川庆钻探工程有限公司、四川天石和创科技有限公司、中石化经纬有限公司、中石化石油工程技术研究院有限公司、中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司。

本文件主要起草人：张斌、白璟、郑海波、甘涛、李伟、张德军、肖占朋、高林、郑超华、廖冲、张凡、唐谦、刘艳彬、毛杰、赵海滨、孙峰、颜小兵、陈新、古闵全、曾敏偲、肖洲、孙雪冬。

Ⅱ

1 范围

本文件规定了旋转导向系统钻井作业的要求、钻具组合与钻井参数、施工作业、复杂处置、资料提交、健康安全和环境管理等内容和要求。

本文件适用于旋转导向系统陆地钻井作业。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 5005 钻井液材料规范

GB/T 31033 石油天然气钻井井控技术要求

NB/T 14026 页岩气水平井地质导向技术要求

SY/T 5087 硫化氢环境钻井场所作业安全规范

SY/T 5088 钻井井身质量控制规范

SY/T 5225 石油天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程

SY/T 5247 钻井井下故障处理推荐方法

SY/T 5416.1 定向井测量仪器测量及检验第1部分：随钻类

SY/T 5435 定向井轨道设计与轨迹计算

SY/T 5619 定向井下部钻具组合设计方法

SY/T 5974 钻井井场设备作业安全技术规程

SY/T 6276 石油天然气工业健康、安全与环境管理体系

SY/T 6396 丛式井平台布置及井眼防碰技术要求

SY/T 6702 地层评价随钻测井系统技术条件

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

旋转导向系统 rotary steerable system

一种在钻柱旋转钻进过程中，具备工程及地质参数随钻测量、数据传输与处理、井眼轨迹控制等功能的钻井工具系统，一般由地面设备和旋转导向工具组成。根据旋转导向工具工作方式，将其主要分为推靠钻头式、指向钻头式和复合式。

1

3 .2

地面设备 surface equipment

旋转导向系统的地面部分，用于数据采集、处理及解释、指令下传。由地面主机、数据处理仪、 指令下传装置、传感器(包括压力、钩载、深度、泵冲等)及其他辅助设备等组成。

3.3

旋转导向工具 rotary steerable tool

旋转导向系统的井下部分，具有指令接收、井下工程参数(含井斜角、方位角等)及地质参数 (伽马、电阻率等)的测量、传输和在钻柱旋转状态下的井眼轨迹控制功能，以下简称旋导工具。

3.4

推靠钻头式旋转导向工具 push the bit rotary steerable tool

通过推靠地层实现井眼轨迹控制的旋转导向工具，以下简称推靠钻头式。

3.5

指向钻头式旋转导向工具 point the bit rotary steerable tool

通过推靠钻头驱动轴实现井眼轨迹控制的旋转导向工具，以下简称指向钻头式。

3. 6

复合式旋转导向工具 hybrid rotary steerable tool

兼具推靠式和指向式特点的旋转导向工具，以下简称复合式。

4 要求

4.1 井筒条件

4.1.1 裸眼井段长度宜大于15m, 井壁稳定、井眼通畅，井底清洁、无异物。

4.1.2 已钻井段最大全角变化率不应超过旋导工具的设计值。

4.1.3 垮塌、破碎、缩径、井漏等风险地层，经评估可以使用的。

4.2 仪器检验

4.2.1 测量仪器的检验应符合SY/T5416.1的规定，磁性测量仪器应通过标准无磁环境检验。

4.2.2 旋导工具使用前应检验、测试合格，检验报告在有效期内。

4.2.3 定向探管标定周期不超过12个月。

4.2.4 伽马标定周期不超过6个月。

4.2.5 电阻率每次作业前应进行空气刻度校正。

4.3 旋转导向系统使用

4.3.1 根据设计和所钻地层地质特性选择地质参数测量单元。

4.3.2 温度、压力及造斜率应满足设计要求和井下条件。

4.3.3 根据所钻井眼尺寸选择对应型号的旋转导向系统，推荐旋导工具尺寸见表1。

4.3.4 收集地质、钻井相关资料，编制施工方案并完成技术交底。

4.3.5 入井前提供旋导工具各项检验、检测合格报告和工具结构示意图、工具强度指标。

4.3.6 数据采集房内应安装过载保护器及不间断电源。

4.3.7 地面设备安装应遵守SY/T 5974的要求;需安装指令下传装置的，指令下传装置应连接在立管管汇阀门后端。

4.3.8 入井前地面调试和井口测试合格。

2

表1旋导工具选择推荐表

旋导工具型号

(推靠钻头式)

适用井眼

mm

(指向钻头式)

(复合式)

475

146.1～171.5

一

149.2～171.5

600

190.5

675

200.0～250.8

212.7～269.9

212.7～244.5

825

269.9～295.3

900、950

304.8～469.9

900

304.8～444.5

1100

508～711.2

4.4 钻井装备与钻井液

4.4.1 钻井设备、机具、钻井液性能应满足旋导工具井下安全作业。

4.4.2 无磁钻具使用应遵守SY/T 5619的要求。

4.4.3 宜使用一级及以上钻杆。

4.4.4 保持钻具内孔清洁，新入井钻具应使用通径规通径。

4.4.5 宜配备钻杆滤清器，滤清器开孔直径小于或等于6mm。

4.4.6 井下温度大于135℃,推荐使用地面降温设备。

4.4.7 钻井液缓冲罐或过渡槽应使用磁性物质清除装置或安放2～3块磁铁，磁铁推荐使用条形磁铁，磁铁有效吸附面积不小于0.1m²。

4.4.8 钻井泵上水效率应达到90%以上，工作时压力波动不应影响旋导工具信号接收。

4.4.9 离心机运行时间宜大于纯钻时间的80%,除砂器、除泥器、振动筛使用时间应达到循环时间的 100%,振动筛筛布应完好且不小于200目。

4.4.10 钻井液中的气相含量应控制在5%以内，含砂量应控制在0.3%以内。

4.4.11 钻井液材料执行GB/T 5005的要求，还应满足以下条件：

a) 不应使用铁矿粉、海绵体类除硫剂等影响仪器正常工作的材料。

b) 重晶石粉应取样进行自然伽马能谱分析，伽马值总计数不超过150 nGy/h, 配制后的钻井液伽马值总计数不超过100 nGy/h。

c) 氯离子含量不宜超过56000 mg/L。

5 钻具组合与钻井参数

5.1 钻具组合设计方法、选用应符合SY/T 5619的规定，满足本地区地质特性和钻井实践，推荐钻具组合如下：

a) 钻头+旋导工具+无磁钻具+直螺杆钻具+钻具止回阀+加重钻杆+随钻震击器+加重钻杆+钻杆。

b) 钻头+旋导工具+无磁稳定器+无磁钻具+直螺杆钻具+钻具止回阀+加重钻杆+随钻震击器+加重钻杆+钻杆。

c) 钻头+旋导工具+无磁钻具+钻具止回阀+加重钻杆+随钻震击器+加重钻杆+钻杆。

3

d) 钻头+旋导工具+无磁稳定器+无磁钻具+钻具止回阀+加重钻杆+随钻震击器+加重钻杆+钻杆。

5.2 钻具组合应进行钻柱屈曲计算和校核，避免发生屈曲。

5.3 螺杆钻具的额定温度、排量、钻压、扭矩等参数应与地质条件、井下工况相匹配。

5.4 根据地层特点、钻头和旋导工具优选钻井参数，推荐钻井参数见表2。

表2钻井参数推荐表

井下工具型号

钻压，kN

转盘或顶驱转速，r/min

排量，L/s

50～80

60～120

12～22

20～25

80～160

26～40

35～60

120~200

50～70

950

120～200

120～250

70～120

6 施工作业

6.1 井口测试

6.1.1 旋导工具上钻台时，护丝佩戴齐全，避免碰撞。

6.1.2 组合旋导工具时，应使用专用螺纹脂，预紧扣后再紧扣。

6.1.3 井口测试前旋导工具应处于转盘面以下，钻具内安放钻杆滤清器。

6.1.4 已安装指令下传装置时，指令下传装置应处于关闭状态。

6.1.5 按工作排量测试合格并记录井口测试数据，记录表格式参见附录A。

6.2 下钻作业

6.2.1 每次灌浆前应安装钻杆滤清器。

6.2.2 下钻至套管鞋时，下钻速度不宜超过0.5m/s。

6.2.3 旋导工具出套管鞋后，应在钻具内放入钻杆滤清器进行中途测试。

6.2.4 中途测试正常并记录数据，取出钻杆滤清器后继续下钻，记录表格式参见附录A。

6.2.5 下钻遇阻不超过50 kN, 否则应划眼通过;如划眼困难、长井段连续遇阻应起钻通井。

6.2.6 井下温度达到旋导工具额定温度的80%时，宜分段循环降温。

6.2.7 钻头宜在距井底2～3柱时安装钻杆滤清器，开泵下放或开泵划眼到底。

6.3 钻进作业

6.3.1 下钻到底后按6.5.1采集轨迹数据。

6.3.2 根据设计轨迹、地质导向要求发送并记录下传指令，记录表格式参见附录B。

6.3.3 钻进时顶驱扭矩上限宜按正常钻进扭矩附加3 kN·m～5kN·m 设置，且不超过顶驱额定扭矩和钻具抗扭强度80%中的最小值。

4

6.3.4 钻进过程中观察记录钻压、扭矩、泵压等参数，记录表格式参见附录C。

6.3.5 调整钻井参数，使井下震动保持在旋导工具厂家推荐的范围内。

6.3.6 钻进过程中每小时清理磁铁，并对烘干后的磁性物质进行称重，磁性物质重量应小于旋导工具的要求。

6.4 接单根(立柱)

6.4.1 保持钻进转速和排量循环，卡钻风险较高井段循环时间不宜低于10 min。

6.4.2 上提钻具前扭矩、泵压、悬重应正常，推靠钻头式宜收回推靠块，指向钻头式与复合式宜处于自由状态。

6.4.3 宜采用倒划方式上提钻具，每柱钻具上提时间不宜少于2 min, 上提过程中保持钻进排量，控制扭矩上限为空转扭矩附加3kN·m～5kN·m, 转速宜调整至30 r/min～60 r/min。

6.4.4 上提过程中扭矩、泵压等参数异常，应立即下放钻具至正常井段，保持钻进排量和转速循环， 扭矩、悬重、泵压恢复正常后再拉划至井眼通畅。

6.4.5 接单根(立柱)前应先取出钻杆滤清器，检查、清理后装入新接的单根(立柱)中。

6.5 数据采集

6.5.1 轨迹数据采集

6.5.1.1 采集间隔按SY/T 5088执行，防碰井段采集间隔按SY/T6396 执行。

6.5.1.2 每采集一点数据应计算实钻轨迹，绘制实钻轨迹图并预测待钻轨迹，计算方法符合SY/T 5435的规定。

6.5.1.3 记录测量数据，记录表格式参见附录B。

6.5.1.4 停泵测量步骤：

a) 井眼拉划通畅，钻具处于自由状态，钻头位置宜距离井底2m 以上。

b) 先停转盘(顶驱)再停泵，停泵时间按仪器规定执行。

c) 开泵循环，直至测量数据传输完毕。

d) 记录测量数据。

6.5.1.5 停泵测量时，钻具在裸眼井段静止时间不超过3min。

6.5.2 地质参数采集

6.5.2.1 随钻实时测量地质参数，并绘制测井曲线图。

6.5.2.2 随钻测量数据、曲线与井深对应准确。

6.5.2.3 地质导向按NB/T 14026执行。

6.5.2.4 测量数据范围及精度要求按SY/T 6702执行。

6.6 起钻作业

6.6.1 起钻前保持钻进转速和排量循环，恢复悬重和扭矩。

6.6.2 循环时应活动钻具，不得定点循环。

6.6.3 起钻前推靠钻头式应收回推靠块，指向钻头式与复合式应处于自由状态。

6.6.4 控制起钻速度，水平段至造斜段的裸眼井段上提速度宜小于0.2 m/s。

6.6.5 扣除正常上提摩阻后，起钻遇卡不超过原悬重50 kN, 否则应立即下放钻具至正常井段，按

6.4.3、6.4.4处理。

5

6.7 异常处理

6.7.1 防碰井段发现钻时异常、蹩跳、磁参数异常、水泥或铁屑返出等现象应停止钻进，查找原因。

6.7.2 出现以下异常情况应停止钻进，循环观察，分析原因，必要时采用短程起下钻、提高排量与转速循环、调整钻井液性能等方式清洁井眼。

a) 扭矩、摩阻明显增加。

b) 返砂量减少或增加。

c) 出现掉块或掉块增多。

6.7.3 悬重、泵压异常应在排除地面原因后及时起钻检查。

6.7.4 钻遇破碎地层及漏层等复杂井段时，宜每钻进3m～5m, 划眼检验井眼通畅后方可继续钻进。

6.7.5 复杂地层和划眼困难时，不宜采用连续上提钻具方式划眼，宜采用每次上??-20 mm～50 mm, 观察悬重、扭矩、泵压正常后再次上提的方式。

6.7.6 出现以下情况应中止使用旋导工具：

a) 钻遇垮塌、破碎、缩径、井漏等风险地层，经评估不宜使用的。

b) 井下持续出现掉块、频繁遇卡、钻进或划眼过程中扭矩持续异常，采取措施未有效改善。

c) 井下震动超过旋导工具设计抗震范围，采取措施未有效改善。

6.7.7 发现溢流应按GB/T 31033及油气田井控实施细则执行。

7 复杂处置

7.1 发生复杂状况时，推靠钻头式应收回推靠块，指向钻头式与复合式应处于自由状态。

7.2 堵漏作业前应先取出钻杆滤清器。

7.3 堵漏材料尺寸、浓度应满足旋导工具的使用规定，否则应起钻更换钻具组合堵漏。

7.4 堵漏成功后应筛除堵漏材料。

7.5 应配备专用打捞工具，落鱼打捞应提供落鱼打捞图。

7.6 宜按SY/T 5247中的方法处理。

8 资料提交

作业结束后，应提交施工总结(包含但不限于地质参数测量资料、井眼轨迹数据)及对应的电子文档资料。

9 健康、安全和环境管理 ( HSE) 要求

9.1 健康、安全和环境管理按SY/T 6276执行。

9.2 防火防爆按SY/T 5225执行。

9.3 钻井现场设备拆卸和安装要求按SY/T 5974执行。

9.4 防硫化氢中毒按SY/T 5087 执行。

6

附录 A

(资料性)

旋转导向系统井口、中途测试记录表

旋转导向系统井口、中途测试记录表见表A.1。

表A.1 旋转导向系统井口、中途测试记录表

测量时间： 年月日工具编号： 井号：

序号

测试

深度

m

排量 L/s

泵压

MPa

井斜角

(°)

方位角

近钻头井斜角

( ° )

近钻头方位角 ( ° )

GT g

BT

pT

发电机转速

r/min

7

附录 B

旋转导向系统下传指令数据记录表

旋转导向系统下传指令数据记录表见表B.1。

表B.1 旋转导向系统下传指令数据记录表

井号：

下传时间

下传时井深

指令名称

是否成功

记录人

8

附录 C

旋转导向系统实钻测量数据记录表

旋转导向系统实钻测量数据记录表见表C.1。

表C.1 旋转导向系统实钻测量数据记录表

测量时间

测量深度

(° )

GT

g

温度

℃

电池电压

V

震动

9

附录 D

旋转导向系统钻井工况记录表

旋转导向系统钻井工况记录表见表D.1。

表D.1 旋转导向系统钻井工况记录表

井深

工况

泵压 MPa

钻压

kN

顶驱

转速

原悬重

上提

悬重

下放

空转

扭矩

kN· m

钻进

扭矩 kN ·m

扭矩 kN· m

记录

时间

10