浅谈定向井施工技术

罗子淇

钻探工程公司钻井技术研究院定向井分公司

浅谈定向井施工技术

罗子淇

钻探工程公司钻井技术研究院定向井分公司

文章简要介绍了油田定向井的原理和施工过程，并对先进定向井工程的新工艺和技术进行了综述。

油田；定向井；稳定性；可视化

前言

油田钻井工程中，定向井作为普通模式的油气井,在整个石油钻井作业中,引其优秀的经济效益和安全性,已经得到了广泛的应用。定向井的主要原理是通过对井眼与动力设备的控制,从而按照原定设计的井身曲度实施钻井的方法,在钻井作业中,先进的技术、精密仪器的装备和工艺技术等都是必须的。在定向井的实际应用中,在一些复杂极端的环境很大程度的减少了石油开采中的环境限制,让石油资源得到更高效的开发,同时采油成本也得到降低。在定向井井眼的规划设计中，地质环境、施工能力和工艺水平等因素都是需要认真考虑的因素。

1 定向井的设计

钻进过程出现的实际问题要及时的掌握。施工品质的好坏对井眼的轨迹质量意义重大,因为井眼轨迹无法直接进行,必须依靠测井仪器才能实施数据采集后间接予以分析。随着三维可视化工艺的发现和实际施工中的普及,钻井过程的很多环节都有应用。在井眼轨迹环节的使用中,运用三维技术能把抽象的数值可视化的图形体现出来,让不可视的井眼轨迹变得直观。钻井技术的快速进步,针对井眼轨迹的控制标准也日渐提高。更有效的控制井眼的轨迹,能很大程度上提升油气井的效率。

1.1 井眼轨迹设计原则

定向井的井眼轨迹的设计工作过程，定向井施工施工的主要依据和设计基础。井眼轨迹设计是否科学可操作，同时符合开发需求，油田开发整体工程中的作用意义重大。文章后面会对定向井井眼在轨迹设计过程。必须考虑的原则和工艺细节等工作做具体诠释。

井眼轨迹即井眼轴线。可以理解成一条空间曲线，体现井身在地层中的分布。有井斜角、井深和井斜坐标等重要的参数，这些也是设计中的重点因素。鉴于施工中对井眼轨迹控制的新标准，对井眼轨迹的设计原则原则如下，首先要要满足工程强度要求，同时能满足钻井和满足采油工艺的标准。

1.2 井眼轨迹设计的注意事项

在实施井眼轨迹设计过程中，设计方必须对此方案进行实地论证，对其合理性和可操作性实施总体的综合分析，充分考量钻进施工过程每个环节的细节等问题。首先是施工条件的考量。地质条件的重要影响因素，地质环境的情况很大程度影响了井眼轨迹设计的成功，所以，地质资料实施充分系统的研究分析，把有利因素充分利用，以保证井眼轨迹设计的科学合和施工的可操作性。

在轨道模式的选择和关键参数的运输中，井眼轨迹设计过程中，必须要依据现场的地质环境对轨道模式作出选择，在轨道模式敲定后，可以进一步对具体参数实施计算。再者，对于不同模式的维井，在实施关键参数的运算和选择中，差异也可能很大，所以在实施设计时，要注意选择。

2 钻柱稳定性的影响因素

针对稳定性曲线，所使用的径向间隙是依据钻杆管线的直径来确定的,钻杆的衔接部分可以在很大程度上缩小间隙，同时要使临界压弯载荷获得提升。在进行数据分析的具体步骤中，可以确定所使用的泥浆比重,如果在实际密度达到此值,为了提高临界压弯符合能力，就需要安装更强的钻杆浮重。钻杆的稳定性公式中会出现忽略扭矩影响因素,在稳定性测试中，根据组合形变来实施分析也是扭矩运算中的一项,虽然临界形变载荷的影响较小。

在斜井是施工中，井眼结构会钻杆会形成相应的支承约束现象,但是在井眼的后部，因其空间结构是波谷状,因此能对钻杆离心初始直线模式的微小变形出现一定的抵抗现象,通过重力的作用，井眼倾向于钻杆弯曲边出现一定约束抵抗作用。根据弹性理论,在定向斜井中的钻杆可以承受合理的轴向压缩符合，保证其不出现变形。若井斜角过大。那就必须设置钻杆处于一个符合的状态下承重，并且还要保证钻杆的稳定运行，这就在一定程度上优化计底部钻立柱的设计，让底部钻承重在钻柱的层面上对扭矩和拉力得到很大的降低,针对钻柱的使用寿命，可以达到一个比较好的延长。

3 定向井井眼轨迹的可视化过程

在定向井井眼轨迹可视化的操作中,有大量的计算机图形软件参与，进行相关的数据处理。软件运用顶点运算、原图的重组，编辑和光栅化等过程,最后形成有可视性的三维结构。在对顶点运算时,软件简化过程将顶点坐标引入矩阵乘法来进行针对性转换。对井眼轨迹的综合可视轨道范围系统，不能完全进行科学性的显示,所以需要对超载部分完成裁剪,从而降低了片元处理量和数据化的计算负荷。通过图像的编辑组装，将顶点参数实施转化后才完成几何对象的显示，裁剪是图像的显示过程。光纤化的定义是将图像转化为可视化数据的过程,这就需要对顶点实施裁剪和处理。转变为图像数据后,可以实施像素和几何体色差的确定。用像素模式代替原有直线,在显示过程中就是数据化处理。接着是进行图像处理,就是把已经光线化处理之后的数据使用模拟信号的形式在设备上完成处理，在三维图形中要注意处理众多的隐藏面，完成明暗之间的转化，完成整个过程的处理。这种途径完成的图形有较好的真实感,对几何体很多材质表面的效果可以比较真实显示。片元计算过程作为立体图像生成的关键环节,要注意将处理好的信息安全保存。需用是可以从显示设备完成数据读取。

4 结语

随着油田采油的难度的日益加大，定向井越来越广的运用在实际生产中，油田企业应该对定向井有科学的认识，同时加强技术的不断改进，同时兼顾相关职工的培训。以提高石化企业的整体竞争力。定向井在实际应用中的技术已经趋于成熟，但是应该看到，存在很多问题有待解决。在实际钻进施工过程中，正确处理好工程进度与施工治疗的问题，使得定向井的施工质量得到提升。

[1]隗凯.定向井钻柱稳定性探讨.化工管理.2014.03.

[2]史红刚.大斜度定向井钻井技术.探矿工程(岩土钻掘工程). 2014.10.

[3]万彦平.定向井轨迹可视化方法探讨.化工管理.2013.06.

[4]朱红林.定向井施工技术的探讨中国石油和化工标准与质量.2014.05.