定向井井眼軌跡預(yù)測(cè)與控制技術(shù)研究

張喜剛

（中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探鉆井一公司遼河項(xiàng)目二部，遼寧盤錦 124000）

定向井井眼軌跡預(yù)測(cè)與控制技術(shù)研究

張喜剛

（中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探鉆井一公司遼河項(xiàng)目二部，遼寧盤錦 124000）

定向井井眼軌跡預(yù)測(cè)與控制技術(shù)決定著鉆井的成功與否，該技術(shù)的成功實(shí)施是非常關(guān)鍵的，因此在進(jìn)行定向井眼軌跡預(yù)測(cè)與控制技術(shù)實(shí)施的過程中需要對(duì)整體操作過程進(jìn)行全面的控制。結(jié)合鉆井的目的以及地質(zhì)情況，優(yōu)化定向井眼的解剖軌跡和施工方法，在定向井施工過程中需要對(duì)各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行控制，最大限度地提升機(jī)械鉆井的速度，為定向井井眼軌跡預(yù)測(cè)與控制技術(shù)進(jìn)行更加科學(xué)的引導(dǎo)。

定向井；井眼軌跡；預(yù)測(cè)；控制技術(shù)

定向井在鉆井過程中可節(jié)約場(chǎng)地，進(jìn)一步控制鉆井成本，這是實(shí)現(xiàn)石油礦井開發(fā)非常關(guān)鍵的手段，可按設(shè)計(jì)的既定方向?qū)︺@井的位置進(jìn)行全面的確定，使礦井開采變得更加精確化。隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)石油資源的需求量也在擴(kuò)大，這樣就為鉆井勘探技術(shù)提出了新的要求，需要鉆井技術(shù)不斷的優(yōu)化，而采用定向井技術(shù)可以將其作為油田開采后期的發(fā)展規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化管理，為油氣資源提供更加可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

1 確定井眼軌跡預(yù)測(cè)條件

定向井在施工過程中需對(duì)井眼的軌跡進(jìn)行實(shí)際性預(yù)測(cè)，并對(duì)其延伸方向進(jìn)行分析，在實(shí)際施工中力的作用是非常關(guān)鍵的，是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的重要依據(jù)，因此在進(jìn)行定向井施工過程中需要對(duì)機(jī)械鉆速的大小、方向及井斜角和方位角進(jìn)行確定，在實(shí)際施工中還需控制鉆頭的受力狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整鉆頭、鉆具的組合，將井眼軌跡的幾何狀態(tài)以及實(shí)際施工情況進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，如果實(shí)際施工中技術(shù)人員不能全面的對(duì)鉆頭的受力情況進(jìn)行了解的情況下，需要研究人員對(duì)力學(xué)的實(shí)際數(shù)據(jù)以及鉆頭的使用情況進(jìn)行分析，掌握不同的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得出測(cè)斜結(jié)果繪制的方法，正確地預(yù)測(cè)出井眼延伸方向的趨勢(shì)，為定向井井眼軌跡預(yù)測(cè)提供更加科學(xué)的依據(jù)。

2 定向井井眼軌跡剖面優(yōu)化設(shè)計(jì)

在進(jìn)行定向井施工之前需要依據(jù)實(shí)際礦井開采的需要，對(duì)周圍的地質(zhì)資料進(jìn)行全面的勘查，確定井底靶點(diǎn)，對(duì)整體的軌跡進(jìn)行更加科學(xué)的考量，這樣一來技術(shù)人員就可以從多條軌道剖面中選擇出更加適合的井眼軌跡，提升整體預(yù)測(cè)的科學(xué)性，將不同的方案提供給客戶，從中得到最優(yōu)化的方案。在基本方案實(shí)際結(jié)束之后，進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，對(duì)于預(yù)測(cè)的依據(jù)可以通過直 -增 -穩(wěn)三段剖面、直 -增 -穩(wěn) -降四段剖面以及直 -增 -穩(wěn) -降 -穩(wěn)五層剖面等不同的方法進(jìn)行控制，這三種方法各有優(yōu)劣，四段剖面在施工過程中容易出現(xiàn)巖屑床，并且在起下鉆的過程中可能出現(xiàn)鍵槽，因此造成施工中鉆頭的摩擦阻力進(jìn)一步加大，對(duì)于實(shí)際施工控制存在問題，嚴(yán)重的時(shí)候可能出現(xiàn)卡鉆的情況，影響施工的整體進(jìn)度。因此在施工過程中需要對(duì)四段技術(shù)進(jìn)行合理的使用，依據(jù)實(shí)際情況選擇適宜的施工方法，相關(guān)人員按照開發(fā)建設(shè)的實(shí)際需要控制施工方案，保證其符合工程施工整體需要。

3 直井段防斜打直技術(shù)

直井段防斜打直技術(shù)主要是為了對(duì)井眼的軌跡進(jìn)行更加規(guī)范化管理，防止客觀環(huán)境因素對(duì)定向井方向產(chǎn)生的影響，對(duì)潛在的問題進(jìn)行合理的控制。因此在進(jìn)行施工過程中需要采用鉆具組合的方式，在進(jìn)行實(shí)際打井過程中可以選擇滿眼鉆具組合或者鐘擺鉆具組合的方式，這兩種方式在使用過程中都可以為鉆井技術(shù)的控制提供必要的條件。滿眼鉆具組合可以盡可能減小扶正器與井壁之間的孔隙，始終保證施工處于正常狀態(tài)，不容易出現(xiàn)傾斜的情況，但是這種組合在實(shí)際工作中也存在一些問題，這種組合只能對(duì)斜方向的傾斜進(jìn)行防治，但是不能將出現(xiàn)的傾斜問題進(jìn)行糾正，對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)傾斜的情況可以采用定向井軌跡預(yù)測(cè)與控制鐘擺鉆具組合的方式，合理的控制好鉆壓，實(shí)現(xiàn)鉆井打直的目標(biāo)。

4 造斜段軌跡控制技術(shù)

定向井井眼在控制中需要對(duì)造斜段進(jìn)行合理的控制，這要求技術(shù)人員需要做好井口的前垂直線工作，在進(jìn)行鉆井的過程中需要保證鉆頭在合理的空間內(nèi)，根據(jù)實(shí)際礦井的直井段井斜、方位的偏差對(duì)靶點(diǎn)位置進(jìn)行修正，一旦出現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，將靶點(diǎn)的位置進(jìn)行更加全面的控制，及時(shí)地計(jì)算出定向各個(gè)不同井段的造斜率的大小，技術(shù)人員就可以依據(jù)造斜率的情況針對(duì)性地進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析，確定實(shí)際工作中的參數(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行確定，通過數(shù)據(jù)的管理可以更加規(guī)范地對(duì)可能出現(xiàn)的偏差進(jìn)行預(yù)防，從而全面地對(duì)定向井軌跡預(yù)測(cè)進(jìn)行科學(xué)化的處理，并對(duì)技術(shù)進(jìn)行更加合理的控制，提升方向控制的準(zhǔn)確性。

為了防止井斜以及位移的偏差，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析計(jì)算的基礎(chǔ)上需要重新計(jì)算出定向各段的造斜率大小，并將數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，這樣可以避免因?yàn)樾甭蔬^高或者過低造成的井深質(zhì)量問題。在進(jìn)行施工過程中需要連續(xù)定向2個(gè)單根，并且摸索出螺桿的實(shí)際造斜率，全面的提升施工質(zhì)量，使得井壁更加光滑。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，定向井井眼軌跡的預(yù)測(cè)與控制技術(shù)在定向井施工過程中的應(yīng)用非常關(guān)鍵，因此，施工人員需要對(duì)各項(xiàng)措施進(jìn)行更加全面的分析，保證造斜段施工更加順利的完成，消除現(xiàn)階段施工中可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定性因素，保證施工質(zhì)量。

[1] 魏剛，滿麗，耿安然，等 .淺析水平井井眼軌跡描述方法 [J].內(nèi)蒙古石油化工，2011，（24）.

[2] 張積鎖，魯港，吳俊林 .井眼軌跡位移插值計(jì)算的解析法 [J].石油鉆探技術(shù)，2007，（4）.

[3] 祝效華，劉清友，李紅巖，等 .井眼軌跡預(yù)測(cè)理論及方法研究 [J].天然氣工業(yè)，2004，（4）.

Research on Wellbore Trajectory Prediction and Control Technology in Directional Wells

Zhang Xi-gang

The success of wellbore trajectory prediction and control technology determines the success of drilling.The successful implementation of this technology is very important.Therefore，in the process of directional well trajectory prediction and control technology implementation，the whole operation process Comprehensive control，combined with the purpose of drilling and geological conditions，to optimize the anatomical trajectory of the directional well and construction methods，in the directional well construction process need to control the technology to maximize the speed of mechanical drilling，Wellbore trajectory prediction and control technology for more scientif i c guidance.

directional well；well trajectory ；prediction ；control technology

TE243

：B

：1003–6490（2017）07–0245–02

2017–05–22

張雨晴（1995—），女，河北保定人，本科在讀，主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)。

收稿日期 ：2017–05–06

作者簡(jiǎn)介 ： 張喜剛（1984—），男，遼寧大洼人，助理工程師，主要從事石油工程現(xiàn)場(chǎng)工作。