定向井鉆井軌跡影響因素與控制探討

劉雪琪

摘 要：我國定向井鉆探科技慢慢成熟，現(xiàn)已獲得人們的廣泛認同，特別是在石油開采領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，定向井鉆井科技在其中起到了非常重要的作用，此項技術(shù)較好處理了各種油藏開發(fā)方面的科技難題，同時也大幅增加了原油開發(fā)效能，為國家經(jīng)濟的發(fā)展創(chuàng)造了很大的貢獻值，本文針對上述情況深入解析了定向井鉆井軌跡影響因素，并對其控制策略進行了探討。

關(guān)鍵詞：定向井;鉆井;軌跡;影響因素;控制

0 引言

早在上個世紀50年代，國內(nèi)就開始探索定向鉆井技術(shù)，1956年首先使用在玉門油田的構(gòu)建當中，并獲得了比較好的開發(fā)實效，自此鉆井技術(shù)被廣泛應(yīng)用開來。從70年代到現(xiàn)在，定向鉆井技術(shù)在海洋油田開發(fā)當中使用最頻繁，推進最快，渤海海域縱式井當中，12個定向井得以在一個鉆井平面上面開展作業(yè)，從1986年開始，隨著各種科學(xué)技術(shù)的進步和政府的不斷鼓勵下，鉆井量大幅增長至四千多個，在“七五”時期國內(nèi)已經(jīng)進一步探索了定向井等鉆井技術(shù)關(guān)鍵理論，并且開發(fā)出相關(guān)的電腦軟件，其中主要包含三維多個目標井和縱式井等鉆井技術(shù)在平臺設(shè)置的完善規(guī)劃。進入90年代，國內(nèi)在水平井技術(shù)上獲得突破性進展，包含較長、中等、較短三種半徑大小的鉆井，同時大力完善了軌跡處置，可以利用一些模型精確預(yù)估水平井井眼軌跡，甚至在某些方面已接近世界標準水平。從90年代開始，國家重點引入國外領(lǐng)先的鉆井技術(shù)，及相關(guān)設(shè)備設(shè)施，目前國家已經(jīng)全面擁有定向井軌跡規(guī)劃和相關(guān)控制技術(shù)，如地層檢測技術(shù)等，同時也擁有螺桿鉆頭、非此鉆鋌等領(lǐng)先的鉆井器具。

1 強化定向井鉆井軌跡控制的必要性分析

在定向井鉆井項目當中，我們只有明確其鉆井軌跡，才能為鉆井作業(yè)打下牢固基礎(chǔ)，但是在具體鉆井作業(yè)當中，必然會遭遇鉆井軌跡不合適的現(xiàn)象，給工程帶來了很大的影響，最終引起作業(yè)效能減少使得成本提升，因此強化定向井鉆井軌跡管控是很有必要的，而且國內(nèi)不同區(qū)域地理地貌和地質(zhì)狀況不一樣，給定向井鉆井作業(yè)帶來很大困難，在鉆井軌跡精確度方面需求更大，因此強化相關(guān)影響因素的管控在所有方面都顯得特別重要。

2 影響定向井鉆井軌跡精度的因素分析

2.1 設(shè)計方面的影響因素分析

明確鉆井軌跡對保證鉆井作業(yè)品質(zhì)及其整體提升擁有很關(guān)鍵的意義。因此在明確鉆井軌跡時，需要規(guī)劃人員據(jù)實分重點地規(guī)劃，這對規(guī)劃人員的專業(yè)水平要求較高，相關(guān)人員需擁有豐富的經(jīng)驗和專業(yè)的技能?，F(xiàn)今在定向井鉆井軌跡構(gòu)思當中，三維設(shè)計技術(shù)已獲得全面使用，但在特別繁雜的地貌情況下，想要繞過障礙物體還是特別困難的。加上三維軌跡設(shè)計目前的精確嚴密程度還很難滿足現(xiàn)實的需求，在繞過障礙上存在很多難題，在明確井身軌跡關(guān)鍵點上達不到精確度要求，校正井眼曲率和最高曲率的精準度不夠，在核算校正井身軌跡連接點次序和曲率難題上不符合精準度標準要求，導(dǎo)致定向鉆井軌跡的精準度和合適性受到很大影響。

2.2 施工方面的影響因素分析

在表面層鉆入作業(yè)當中，由于回水閥門的泵壓力和排出量不足，引發(fā)表層出現(xiàn)打滑，甚至引起井漏現(xiàn)象，導(dǎo)致鉆井成本增加效能下降，帶來巨大的損失。在直井段進行鉆井作業(yè)的時候，為了減少觸碰井情況發(fā)生，需要確保井距并及時進行位置調(diào)節(jié)。需要關(guān)注直井段鉆井時常發(fā)生的傾斜情況。由于直井段鉆入直接影響制造斜和后續(xù)井口的施工作業(yè)，因此需重點對直井段進行造防斜，而實際情況是井距位置調(diào)節(jié)不當，導(dǎo)致碰井幾率反增，同時因為對直井段當中井斜情況管控不力，給未來造斜作業(yè)帶來很大影響，給后續(xù)施工埋下了安全隱患。在造斜鉆入環(huán)節(jié)出現(xiàn)了由于鉆井工具搭配不當，鉆入效率無法提升，井身軌跡出現(xiàn)偏差等難題。由于地貌狀況不一樣需要增加、減少或者穩(wěn)斜。同時由于地貌趨向不一樣，在未來作業(yè)當中還需要增加、降低位置等。超前角的明確需要參照的是所在地的地層次狀況，否則后續(xù)鉆井作業(yè)會出現(xiàn)較大風(fēng)險性。在穩(wěn)斜段鉆入出現(xiàn)的主要問題是在穩(wěn)斜段作業(yè)當中經(jīng)常會因為投入、調(diào)節(jié)不迅速等問題導(dǎo)致軌跡改變，造成脫離管控，因此需要在實際作業(yè)當中時刻關(guān)注這些難題，提前采取預(yù)防措施。

3 井眼軌跡控制技術(shù)

3.1 直井段防斜打直

直井段防傾斜打直是定向井井眼軌跡管控的基本井段，直井段出現(xiàn)傾斜的原因主要包括地貌原因、作業(yè)原因和井眼擴張原因。地貌原因是不能管控的，想要促進預(yù)防傾斜做直只能通過調(diào)整作業(yè)和井眼擴張來進行，首先在鉆具搭配方面需要挑選下井鉆具組合，在現(xiàn)場作業(yè)當中，主要使用的是滿眼鉆工具組合和鐘擺鉆具組合，用以完成防傾斜打直作業(yè)。前者只能預(yù)防傾斜，不能調(diào)整傾斜，使用的關(guān)鍵在于“滿”，要求扶正部件和井內(nèi)壁中間的縫隙盡量小一些，確保實現(xiàn)滿，預(yù)防出現(xiàn)井傾斜。鐘擺鉆具組合的機理是當鐘擺超過一定角度的時候，會出現(xiàn)一個回復(fù)力量，這個力量會隨著鐘擺擺動角度增加而變化。在使用鐘擺鉆具的時候，還會受到鉆壓力的影響，當鉆壓力增加的時候，鐘擺鉆具擺動力量變小，而增斜角力量變化，這樣就很難實現(xiàn)預(yù)防糾正傾斜的目標;當鉆壓力比較小的時候，鐘擺鉆具才能發(fā)揮預(yù)防糾正傾斜作用，因此在具體使用的時候，鐘擺鉆具不能全部釋放出鉆壓，會給機器鉆速度增加帶來一些影響，我們在進行防傾斜做直作業(yè)時需要根據(jù)不一樣的實際情況挑選出不同的適用的鉆具組合。

3.2 造斜段軌跡控制技術(shù)

造傾斜進程主要是指從造傾斜位置開始強迫鉆頭離開井口鉛垂線條升斜鉆入的進程，這個階段的主要內(nèi)容是怎樣讓鉆頭離開井口鉛垂線條，確保造傾斜進程更順暢，作業(yè)當中首先對直井段的井斜角、位置數(shù)值進行分析，按照直井段井斜角、位置偏離為目標重新校正規(guī)劃待鉆探軌跡，重新核算定向各個地段的造傾斜率數(shù)值，從而指引定向造傾斜作業(yè)。造傾斜剛開始持續(xù)定向一些單根，搞清楚造傾斜器具和鉆工具搭配在作業(yè)區(qū)域的具體造斜幾率，然后通過調(diào)節(jié)滑動鉆入和綜合鉆入比值，讓實際鉆井眼軌跡盡可能靠近規(guī)劃的井眼軌跡，一直到實現(xiàn)造傾斜。

3.3 穩(wěn)斜段軌跡控制技術(shù)

完成造傾斜作業(yè)之后，對于拉直--增長--平穩(wěn)三段構(gòu)造的井眼軌跡剖析面來講，隨后的工作是穩(wěn)斜井地段的作業(yè)。穩(wěn)斜井地段作業(yè)最好是使用無線隨鉆度量儀器進行追蹤管控，從而完成動態(tài)監(jiān)視管控，一旦發(fā)現(xiàn)實際的井斜角、位置角遠離規(guī)劃數(shù)值，需要及時進行調(diào)節(jié)，確保命中靶心。但是有時候在沒有無線隨鉆測斜器具的情況下，需要放入穩(wěn)斜鉆具，使用單個點、多個點測量斜儀器確定點測量傾斜，確保實際鉆探軌跡距離規(guī)劃軌跡不能過遠，既要確保命中靶心，同時又要提升機械鉆探速度，一方面如果實際鉆井眼軌跡和規(guī)劃的井眼軌跡剖析面偏差太大，那么很大可能會出現(xiàn)脫離靶子的情況，導(dǎo)致井身品質(zhì)不符合標準;另一方面的含義是如果一直要求實際鉆井眼軌跡和規(guī)劃井眼軌跡的偏差非常小，那么肯定需要經(jīng)常測量斜角，經(jīng)常放入鉆頭替換鉆工具，肯定會給機械鉆探速度帶來影響，延長鉆井作業(yè)時間。

3.4 強化施工控制，優(yōu)化鉆井方法

面對鉆井作業(yè)給鉆井軌跡造成的影響，為了全面強化對其的操控，需要在現(xiàn)有鉆井計劃基礎(chǔ)上持續(xù)完備強化，全面關(guān)注鉆井方式的使用。強化綜合鉆井科技的應(yīng)用，強化操控定向地段和直井段作業(yè)品質(zhì)，這樣才能更好地推動鉆進進程加速，才能給軌跡的完備打下深厚的基礎(chǔ)，但是綜合鉆井作業(yè)相關(guān)開支較大，需要我們不斷完備改造鉆井科技。

4 結(jié)語

總之，完善定向井鉆井軌跡是確保鉆井品質(zhì)，穩(wěn)定和效率的有用舉措。在規(guī)劃過程當中，應(yīng)該嚴格遵守精確度需求和實際情況，強化現(xiàn)場勘探，使用針對性的目的函數(shù)，強化規(guī)劃定向井鉆井軌跡，使用專業(yè)科技、科學(xué)方式和專業(yè)軟件強化完善井身軌跡。規(guī)劃人員需要不斷提高自己的專業(yè)技能水準，重點關(guān)注學(xué)習(xí)三維設(shè)計技能并創(chuàng)新使用，強化摸索繁雜地貌，關(guān)注科技難點的突破。持續(xù)完備強化鉆井計劃，全面關(guān)注鉆井方式的實際使用。強化綜合鉆井科技的使用，強化管控定向地段和直井段工程品質(zhì)，才能更好地增加鉆井速度，才能給軌跡完善打下深厚的基礎(chǔ)。操作人員需要關(guān)注實際作業(yè)經(jīng)驗的匯總完備，在技能、科研上提升創(chuàng)造力度，這樣才能獲得最好的管控實效。