石油鉆井工程定向井技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

楊榮海

摘 要：隨著我國勘探開發(fā)工作量的持續(xù)增長，鉆井工作尤其是石油鉆井工程在規(guī)模、數(shù)量上都呈現(xiàn)上升趨勢，對于石油鉆井效率以及技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的需求也與日俱增。在石油勘測工程中，定向鉆井技術(shù)是一種使井身沿著預(yù)設(shè)方向和軌跡進(jìn)行鉆探的鉆探工藝技術(shù)，廣泛應(yīng)用于斜向鉆井、水平鉆井和對接鉆井，具有十分重要的應(yīng)用價值和探索價值。但在實際鉆探工程中，定向井技術(shù)發(fā)揮的作用并不限于此，如何最大限度的節(jié)省成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，探索定向井技術(shù)應(yīng)用新模式使其技術(shù)優(yōu)勢得以進(jìn)一步發(fā)揮，仍需進(jìn)一步探索和研究。

關(guān)鍵詞：石油鉆井 定向井技術(shù) 現(xiàn)狀及發(fā)展

1 石油鉆井工程定向井技術(shù)的概況

定向鉆井技術(shù)是在石油資源日益匱乏以及勘探開采石油資源工作的復(fù)雜性基礎(chǔ)上，基于傳統(tǒng)的直井鉆井技術(shù)而產(chǎn)生發(fā)展的。簡單來說，定向井技術(shù)就是指按照施工作業(yè)要求，沿著預(yù)先設(shè)計的井眼軌跡鉆達(dá)目的層位的新型鉆井工藝技術(shù)。

在二十世紀(jì)五十年代初，國外先進(jìn)的石油鉆探技術(shù)逐漸被引入國內(nèi)并用于各類勘探開采工程。定向井技術(shù)也在我國對石油鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新中，成為了我國石油鉆井工程進(jìn)行石油勘探和開采的常用技術(shù)。

定向井技術(shù)的產(chǎn)生有著現(xiàn)實需求：一方面，石油鉆探工程受到地面環(huán)境條件的限制。當(dāng)?shù)孛嫔鲜呛?、河流、高山、沼澤、溝壑或是建筑物、農(nóng)田等復(fù)雜情況時，石油工程受制于復(fù)雜的地面條件，難以安裝鉆機(jī)進(jìn)行正常的勘探開采作業(yè)或者鉆井作業(yè)成本較高，在這種情況下，為了勘探和開發(fā)油田，最好是采用定向井技術(shù);另一方面，定向井技術(shù)適應(yīng)了復(fù)雜地下地質(zhì)條件的要求。定向井相比直井，能夠在斷層遮擋油藏、薄油層以及其他復(fù)雜地質(zhì)條件下，發(fā)現(xiàn)更多的油層，尤其是諸如測鉆井、多底井、分支井、大位移井、側(cè)鉆水平井等多種定向井新類型，顯著地提高了勘探效果，有效提高了油藏采收率。定向井技術(shù)在石油工程中應(yīng)用范圍廣、適用性強，并且能夠在保障施工進(jìn)行的同時最大限度的節(jié)省成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。

2 石油鉆井工程中定向井技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

定向井技術(shù)可以說是目前石油勘探開發(fā)領(lǐng)域最先進(jìn)的鉆井技術(shù)之一。在我國廣泛使用定向井技術(shù)的近二十年里，基于開發(fā)低滲透油氣藏和海洋資源的需求，石油鉆探技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新出水平井、側(cè)鉆井、多底井、分支井、大位移井、側(cè)鉆水平井、徑向水平井等多種定向井技術(shù)。然而，我國的定向井鉆井技術(shù)在實際石油鉆井工程應(yīng)用中仍然存在著許多的問題和技術(shù)缺陷，仍待改善。

2.1 定向井技術(shù)中井眼軌跡的設(shè)計問題

定向井技術(shù)的井眼軌道設(shè)計直接關(guān)系到鉆井的技術(shù)實現(xiàn)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，但在定向鉆井過程中，普遍存在著方位漂移、摩擦阻力和扭矩的增加以及軌道修正設(shè)計等問題。因而在定向井技術(shù)應(yīng)用與石油鉆井工程的實際作業(yè)工程中，還應(yīng)更加充分地考慮設(shè)計技術(shù)的優(yōu)化與使用，以期取得預(yù)期的鉆井成效。

2.2 定向井技術(shù)中井眼軌跡的監(jiān)控問題

在定向井技術(shù)中要實現(xiàn)對井眼軌跡的控制，必須建立在對井眼軌跡的監(jiān)測與數(shù)據(jù)計算基礎(chǔ)上，因此如何提升井眼控制的精準(zhǔn)度和測斜計算的可靠性，也是定向井技術(shù)發(fā)展中亟待解決和優(yōu)化的問題。這就要求定向井技術(shù)的相關(guān)技術(shù)人員必須要有高超的鉆井技術(shù)和把控意識，在石油鉆井過程中做好造斜工作、中靶工作，并隨時保持井眼軌跡的垂直，不斷提高隨鉆測量技術(shù)和測斜計算方法，從而保障定向鉆井的施工質(zhì)量。

3 石油鉆井工程中定向井技術(shù)的發(fā)展方向

3.1 針對定向鉆井技術(shù)存在的問題進(jìn)行優(yōu)化

定向井技術(shù)雖具有極高的應(yīng)用價值，但在實際施工鉆井作業(yè)中仍存在一些技術(shù)上的缺陷，這些問題主要涉及定向儀技術(shù)缺陷、定向井技術(shù)缺陷、定向井軌跡缺陷、鉆井井斜缺陷以及井眼清潔缺陷等。定向井技術(shù)的發(fā)展要建立在完善自身技術(shù)和缺陷的基礎(chǔ)上，通過技術(shù)措施控制石油開采方向，解決定向井技術(shù)中的設(shè)備工具、監(jiān)控測量、清潔優(yōu)化問題，才能精準(zhǔn)進(jìn)行石油鉆井工作，大幅提升石油的開采效率。

3.2 優(yōu)化井眼軌跡設(shè)計技術(shù)

定向井的井眼軌跡設(shè)計是定向井的核心技術(shù)之一，需要作業(yè)人員根據(jù)定向井不同的鉆探情況和施工要求對設(shè)計井的井身剖面類型、鉆井類型、鉆井方法以及鉆井方位等進(jìn)行科學(xué)設(shè)計。在定向井技術(shù)的發(fā)展中，只有基于滿足油田勘探開發(fā)的技術(shù)需要，不斷優(yōu)化井眼軌跡設(shè)計技術(shù)，才能更好地適應(yīng)石油鉆井工程的施工需求、有效減少鉆井安全事故的發(fā)生，并且減少后期油田開發(fā)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)成本。

3.3 優(yōu)化井眼軌跡控制技術(shù)

由于定向井軌跡對鉆井效果有直接影響，并要求在鉆井工作中壓迫隨時保持井眼軌跡的垂直、把控好定向井的穩(wěn)卸和降斜工作，保證下一步工作的順利進(jìn)行。因而在石油鉆井工程的后續(xù)生產(chǎn)和油田開發(fā)過程中，定向井技術(shù)的發(fā)展中要側(cè)重于優(yōu)化隨鉆測量技術(shù)和測斜計算技術(shù)。通過監(jiān)控系統(tǒng)的大信息量、高傳輸率發(fā)展，提高定向井技術(shù)的井眼軌跡的監(jiān)測與控制，使定向井技術(shù)更具可靠性、準(zhǔn)確性和適應(yīng)性。

4 結(jié)束語

目前，定向井技術(shù)水平已發(fā)展到較高水平，應(yīng)用越來越廣泛，在剖面設(shè)計、軌跡測量、控制技術(shù)等方面都較為完備。然而，嚴(yán)峻的國際競爭和市場壓力要求我們要進(jìn)一步提升定向井技術(shù)在石油鉆井工程中的應(yīng)用價值。為進(jìn)一步提高定向鉆井效率，不僅要在實際應(yīng)用過程中對定向井技術(shù)進(jìn)行完善，針對鉆井過程中存在的問題進(jìn)行優(yōu)化升級;還需要不斷改進(jìn)定向井技術(shù)所涉及的設(shè)備工具、技術(shù)工藝，縱深探索定向井技術(shù)在石油鉆井工程中的應(yīng)用價值和進(jìn)一步發(fā)展。