定向井轨迹控制技术

童鑫　王涛

摘 要：石油作为我国重要的能源资源，随着人们生产生活对于能源的需求增加，石油开采的力度逐步加大。从油气资源的分布来看，很多资源地面存在遮挡物、地质条件极为复杂，基于油气资源开发的难度较大，定向井技术的应用具有现实意义，该技术的应用不仅可以提高油气资源开发的效率与质量，还可以有效控制开采的成本。但是，定向井技术的应用中，井眼轨迹控制是决定技术应用效果的重要因素。

关键词：定向井;轨迹控制;关键技术

0 引言

我国石油资源常常面临着恶劣的开采环境，因此，在这种情况下，定向井钻井技术具有应用的必要性，该技术在应用中可以保证开采的安全性，提高开采的效率。定向井钻井技术在成本控制等方面也有着突出的优势，因此，在油气开采中要结合开采区域的实际情况，科学应用定向井技术。轨迹控制是定向井技术中的难点，只有保障轨迹的合理性，方能保证开采的顺利进行。

1 定向井井眼轨迹概念解读

从定向井钻井施工的过程来看，井眼轨迹受到多方面因素的影响。一般情况下，地质特性、钻具组合结构、井眼轨迹形状、钻井工艺参数等是影响轨迹的重要因素。从地质特性来看，主要包含了地层是否可钻、地层的各向异性、自然倾斜情况与岩石类型、特性等。而钻具组合结构主要是指钻头的类型、稳定器的具体位置、钻具的刚度、倾斜弯曲情况等。井眼轨迹的形状具有多样性，包含了井斜角、井斜方位角、井眼直径等。而钻井的工艺参数主要包含了钻压、转速等。因此，综合来看，井眼轨迹受到多方面因素的影响，必须在钻井工艺的应用中科学应用此定向井技术。从我国当前定向井技术的应用来看，还没有相对准确的模型来反映轨迹与这些影响因素之间的关系，在开采中只能依据开采经验等来判定轨道是否存在偏差。

定向井井眼轨迹的正确性直接影响着钻井施工的效果，因此，为避免轨迹偏差，在定向井技术的应用中必须对钻头的活动方向加以实时监控。一般情况下，由于井眼位于地表以下，井眼轨迹的有关参数无法在地面上直接获取，往往需要借助于专业的仪器设备来进行这些参数的观测。为保证观测结果的准确性，必须将方向参数传感器与钻头维持一定的距离，一般在4～17cm最佳，但是由于傳感器与钻头的运动具有不同步性，这就使得在钻井技术的应用中，仪器检测的有关数据存在滞后性。

2 定向井井眼轨迹控制的关键技术

2.1 直井段的井眼轨迹控制技术

在油气资源的开发中，如果面临的是直井段钻探施工，为保证钻井施工的整体效果，往往采取的是防斜钻具组合的方式，在这种开采前提下，更能够保证井眼轨迹的垂直性，避免了开采过程中轨迹误差的出现。在实际的钻探过程中，还需要借助于一定的监测设备实时监测井眼轨迹的有关参数等数据，一旦在监测过程中发现井眼存在偏差问题，就要立即采取必要的纠偏措施，保证井眼轨迹能够保持正确的钻井路线。如果是丛式井的钻探施工，在施工过程中要避免井下碰撞的出现，因此，在钻探的过程中应用防碰技术，可以保证钻井工作的顺利进行。

2.2 造斜井段的井眼轨迹控制技术

造斜井段的钻探主要是从造斜点开始的，其在施工中改变了垂直井眼的钻探施工。在实际的施工过程中，需要将钻头偏离井口的铅垂线使其达到造斜井段的井斜角。此时，使用螺杆，使得早些可以与设计的造斜率一致，以缩小在钻探施工过程实际造斜率与设计造斜率的偏差，使得其钻探施工能够达到施工的具体要求。定向造斜中钻具的科学选择，在一定程度上大大提高了造斜井段钻探施工的整体质量。在造斜井段，为保证造斜率满足设计的要求，往往采用的是随钻跟踪测斜技术，随着钻进施工的进行，必须根据测量的结果及时进行造斜井段井斜角的调整，保证定向井施工的整体效果。另外，在施工过程中还需要对钻井施工参数等加以优化，如果与设计存在较大的偏差，还需要对钻进的参数等加以调整，改变近钻头钻具的组合等，保证定向井施工的整体质量。

2.3 稳斜井段和降斜井段的井眼轨迹控制技术

如果针对的是稳斜井段与降斜井段的钻探施工，在实际的钻探过程中，应尽量采用无线随钻测井设备，在钻进的过程中实现对井斜角、方位角的动态监测，如果在监测过程中出现实际钻探的井眼轨迹与设计轨迹不一致的情况，必须立即进行偏差的调整，加强测斜的频率，保证井斜率参数等能够达到工程设计施工的要求。

2.4 水平井段的井眼轨迹控制技术

水平井段定向井施工的过程中，对于中靶的要求较高，因此，其施工的难度系数较高，在施工中需要处理与注意的问题也较多，尤其是要依赖于一些特殊的工具与设备，对于这些设备的维护与保养等也是工程管理的一项重要内容。井下管柱的受力条件极为复杂，在实际的钻井过程中，钻井液密度的选择范围有限，一旦操作不规范，极易引发井漏、井塌等问题，严重影响了施工的效率。固井与完井施工同样具有一定的难度，必须采用科学的控制技术，保证其符合工程施工的标准与要求。

3 结束语

定向井技术是当前油气开发中应用最为广泛的技术，而井眼轨迹控制是影响定向井技术应用效果的关键因素，因此，有关的工程施工人员在该技术的应用中必须根据井眼轨迹的设计要求，应用最为科学的轨迹控制技术，使得其能够达到钻探施工的具体要求，提高定向井施工的整体质量。

参考文献：

[1]常学平，张浩，马骁，高慧杰.石油钻井定向井轨迹控制关键技术分析[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38 （15）：149-150.