定向井鉆井軌跡影響因素與控制

李洪偉

摘? 要： 定向井鉆井是當前國內(nèi)油田開發(fā)油氣期間常用的技術(shù)手段，也是一項有效提升油氣開采數(shù)量和開采效率的技術(shù)，對于石油化工行業(yè)的資源 開發(fā)具有積極意義。軌跡控制是定向鉆井過程中的難點也是影響油氣開發(fā)能力進一步提升的關(guān)鍵技術(shù)，實際鉆井過程中往往會因設(shè)計精度不足而無法精 確繞過各類障礙物或者因施工技術(shù)不到位而引發(fā)實際軌跡與設(shè)計軌跡不符問題。從加強定向井鉆井軌跡控制的必要性入手，對定向井鉆井軌跡控制中的 影響因素和控制對策進行了探討。

關(guān)鍵詞： 定向井;鉆井軌跡;影響因素;控制

引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，定向井鉆井技術(shù)在油田鉆井施工過 程中也取得了巨大的進步。而隨著當今油田勘探開采中對鉆井速度要求的 不斷提升，要想在定向井鉆井施工過程中充分保證施工的安全性以及高效 性，就必須要不斷強化定向鉆井軌跡控制。鑒于此，要針對定向井鉆井軌 跡控制的各種影響因素進行全面分析，并不斷創(chuàng)新和優(yōu)化軌跡控制，這樣 才能有效提升鉆井施工的技術(shù)水平。

1 強化定向井鉆井軌跡控制的必要性分析

定向鉆井施工人員是遵循一定的設(shè)計軌跡進行鉆井操作的，然而在 現(xiàn)場鉆井過程中，軌跡不合適等問題頻繁出現(xiàn)，例如軌跡中出現(xiàn)較多嚴重 阻礙鉆進工作的障礙物等，為施工人員鉆井工作的順利開展帶來了較多難 題，導(dǎo)致施工時間延長的同時也增加了施工成本。為此，加強鉆井軌跡控 制、優(yōu)化設(shè)計精度和施工技術(shù)是十分必要的，尤其針對國內(nèi)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán) 境，相關(guān)企業(yè)更需要對軌跡影響因素進行細致分析，從而提升控制效果， 增加定向鉆井技術(shù)應(yīng)用效果和工作效率。

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

鉆井軌跡的確定，對于確保整個鉆井施工質(zhì)量的提升有著十分重要 的意義。所以在確定鉆井軌跡時，主要是設(shè)計人員結(jié)合實際進行針對性的 設(shè)計，但是由于其對設(shè)計人員的專業(yè)要求較高，需要大量的經(jīng)驗和專業(yè)的 技術(shù)。目前在定向井鉆井軌跡設(shè)計中，三維設(shè)計技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng) 用。但是在很多特殊復(fù)雜的地質(zhì)條件下，要想從障礙物繞開還存在一定的 難度[1]。加上三維軌跡設(shè)計的精確性和縝密度難以滿足實際需要：在繞開 障礙方面的問題較多，在確定井身軌跡關(guān)鍵點時缺乏較高的精確度，對井 眼曲率的校核精準率和最大曲率的精確度不高，對井身軌跡接點順序和曲 率問題的計算與校核的精確度不達標，導(dǎo)致定向鉆井軌跡的精確度和合理 性受到巨大影響[2]。

2.2? 施工因素

首先在進行表層鉆井施工的時候，經(jīng)常會出現(xiàn)因水閥門的泵壓與排量 不到位而導(dǎo)致表層出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，嚴重的情況下，甚至?xí)斐删┦鹿剩?不僅會導(dǎo)致鉆井效率低下，甚至?xí)斐摄@井成本的增加，給鉆井企業(yè)帶來 巨大的經(jīng)濟損失。其次，在進行直徑段鉆井施工的時候，為了盡量避免在 鉆井過程中出現(xiàn)碰井問題，必須要在鉆井過程中對井距方位及時、合理調(diào) 整。而在實際的鉆井施工中經(jīng)常出現(xiàn)因井距方位調(diào)整不合理而導(dǎo)致出現(xiàn)碰 井問題，與此同時，在實際鉆井施工過程中由于對直徑段的井斜控制不到 位，重視程度不足，從而使在后續(xù)的鉆井施工過程中風(fēng)險進一步增加[3] 。 最后，在實際進行造斜段鉆井施工的時候，由于機械鉆具在磨阻以及不合 理因素的影響下導(dǎo)致造斜難度進一步增加。

3 鉆井軌跡控制策略分析

3.1? 直井段的井眼軌跡控制技術(shù)

防斜打直是直井段定向井井眼軌跡控制技術(shù)的基礎(chǔ)，直井段因為工程 因素、地質(zhì)因素、井眼擴大等因素的影響下，經(jīng)常出現(xiàn)井斜的現(xiàn)象，地質(zhì) 因素是我們無法進行控制的，因此我們主要從工程和井眼擴大兩個方面制 定措施，控制直井段鉆井井眼軌跡。首先我們要根據(jù)直井段鉆井的實際情 況選擇合適的鐘擺鉆具和滿眼鉆具組合，滿眼鉆具能夠有效避免鉆井施工 中的傾斜現(xiàn)象發(fā)生，只要井壁和扶正器之間的間隙在合理的范圍之內(nèi)，就 會防止井斜現(xiàn)象出現(xiàn);鐘擺鉆具在施加小鉆壓的情況下能夠在井斜超過范 圍值后產(chǎn)生一定的回復(fù)力，能夠及時地糾正已經(jīng)產(chǎn)生的井斜，如果鉆壓過 大就會影響鐘擺的回復(fù)力，出現(xiàn)井斜的現(xiàn)象。

3.2? 穩(wěn)斜段的井眼軌跡控制技術(shù)

造斜段施工完成后，就要對穩(wěn)斜段進行鉆井施工，穩(wěn)斜段的鉆井 施工過程中，首先要根據(jù)實際的情況選擇合適的隨鉆測斜儀器設(shè)備，能 夠及時對鉆進過程進行動態(tài)跟蹤，實時監(jiān)測鉆進的方位角、井斜角等數(shù) 據(jù)，避免鉆進軌跡出現(xiàn)偏差，保障鉆頭中靶。如果現(xiàn)場沒有無線隨鉆測 斜儀器設(shè)備，就需要利用穩(wěn)斜鉆具組合的形式進行鉆進，一般采用單 點、多點并用的測斜儀器進行定點測斜，保障井眼中靶，進一步地提高 鉆井質(zhì)量和效率。

3.3? 直井段防斜打直

鉆井軌跡控制的工作前提是在直井段做好傾斜打直工作，施工人員 需要從井眼擴展、作業(yè)情況以及地質(zhì)地貌特點三個方面對直井段傾斜問題 進行控制。由于地質(zhì)地貌特點無法直接改變，施工人員往往需要從井眼以 及作業(yè)兩方面進行防斜操作。在鉆井之前，施工人員需要結(jié)合實際需求選 擇合適的鉆井工具組合。例如，在防斜過程中，施工人員可以使用滿眼鉆 具，通過縮減井內(nèi)壁與扶正部件之間的間隙預(yù)防傾斜問題;在糾正傾斜問 題的過程中，施工人員需要選擇鐘擺鉆具進行相關(guān)操作。隨著鐘擺角度的 增加，一個力量大小隨之改變的回復(fù)力量將會出現(xiàn)，用于控制鉆井斜率[4] 。 在鐘擺鉆具應(yīng)用期間，鉆壓力會對鉆具擺動力量產(chǎn)生削減作用，施工人員 可以利用較小的鉆壓力完成預(yù)防和糾正傾斜等操作。為此，在實際操作 時，施工人員需要及時控制鉆壓力，避免鉆壓無法及時釋放反而對鉆具工 作效果產(chǎn)生不利影響。

3.4? 加強設(shè)計控制，優(yōu)化鉆井軌跡

為了達到控制鉆井軌跡的目的，在設(shè)計過程中，應(yīng)嚴格按照精度要求 和實際， 加強對現(xiàn)場的勘察，采取針對性的目標函數(shù)，加強對定向井鉆井軌 跡的設(shè)計，并采取專業(yè)技術(shù)、科學(xué)方法和專業(yè)軟件加強對井身軌跡的優(yōu)化。 所以設(shè)計人員必須注重自身專業(yè)技術(shù)水平的提升， 切實注重三維設(shè)計技術(shù)的 學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性的應(yīng)用，加強對復(fù)雜地形的研究，注重技術(shù)難點的攻克。

3.5? 造斜段的軌跡控制技術(shù)

在整個定向井鉆井施工過程中造斜段的鉆井施工是一個非常重要的環(huán) 節(jié)。造斜主要指的是按照提前設(shè)計的造斜點作為造斜段鉆井的起點，讓鉆 頭偏離鉛錘線向傾斜方向的目的進行鉆進。整個鉆井施工需要嚴格按照井 眼軌跡設(shè)計，并在鉆井施工過程中綜合考慮方位角、井斜角等相關(guān)因素， 來精確的計算造斜段的造斜率，這樣才能為實際造斜段的鉆井施工形成有 效的指導(dǎo)，然后還必須要對鉆鋌進行合理應(yīng)用，并在鉆井過程中合理調(diào)整 滑動鉆進、復(fù)合鉆進的比例，由此來達到造斜段鉆井目標。

4 結(jié)束語

綜上所述，定向鉆井軌跡的控制效果對于油氣開發(fā)效率和質(zhì)量具有較 大影響，油氣開發(fā)單位需要正確應(yīng)對設(shè)計不良以及施工不到位對于鉆井軌 跡的影響。在實際操作過程中，油氣開發(fā)單位需要持續(xù)提升設(shè)計人員和施 工人員的技術(shù)水平，做到設(shè)計工作、現(xiàn)場勘察結(jié)果以及施工技術(shù)的高效結(jié) 合，對直井段、造斜段以及穩(wěn)斜段的施工操作進行優(yōu)化控制，不斷提升軌跡控制水平。

參考文獻：

[ 1 ] 劉雪琪 . 定向井鉆井軌跡影響因素與控制探討 [ J ] . 中國化工貿(mào)易， 2020（5）：183-184.

[2]林金鎖，卞洪偉.定向井鉆井軌跡影響因素與控制對策[J].城市建設(shè)理論研 究：電子版，2016（10）：202.

[3]郭睿鵬，鐘仕明，周海峰.定向井鉆井軌跡影響因素與控制對策[J].云南化工， 2018，45（4）：189.

[4]楊興華.淺談定向井鉆井軌跡設(shè)計與控制需要注意的問題[J].化工管理， 2017（24）：53.

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