定向井钻井工艺技术优化措施探讨

巴岩宾

摘 要：当前，定向井钻井技术在各大油田得到了广泛的应用，特别是油田进入了高含水的后期，利用定向井钻井技术可以有效把剩余的油气资源开采出来，同时还可以减少钻井施工的资金投入，提高钻井施工效率。定向井施工作业，针对油田面临的开发现状具有很好的现实意义，可以为油气资源开采提供很好的解决方案，利用该技术可以把地下储层水平方向的原油开采出来，从而可以降低钻井的数量，可以达到节能降耗的目的。随着科学技术的不断进步，中靶精度在逐渐的提升，水平方向的钻进效率也在不断提高，有助于在钻井过程中对井斜角度以及方向角度进行控制，从而形成理想的井眼轨迹。随着剩余油导向钻井技术研究的不断开展，必将引导定向井钻井技术的持续进步。

关键词：定向井;钻井工艺;技术措施;优化

1.定向井钻井施工介绍

所谓的定向井钻井，也就是在钻井过程中形成的井筒按着设计的井斜方向进行钻井施工，利用特别性能的井下钻进工具，可以对形成的井眼轨迹进行控制，让地层内的钻头顺着设计的方位钻出方向确定的井眼，达到定向井钻井作业施工的要求。我国已经研究开发了多种定向井钻井作业工具以及设备，采用无线跟随钻井测量设备，对井筒中的数据资料进行采集分析，从而对井眼钻进轨迹进行有效地控制。具备定向井轨道设计技术能力，研发井眼轨道控制技术，可以使定向井钻井作业施工所形成的井眼轨迹达到设计需求，采用套管防卡措施、地层测试措施可以处理好定向井钻进过程中存在的各类问题，从而提升定向井钻井作业效率。定向井钻井施工作业，必须在科学合理的设计前提下开展，选取符合性能要求的钻进工具以及设施，提升钻井作业施工的效率，减少在钻井施工过程中发生事故的可能性，可以有效保证定向井钻井作业在每个不同的井段顺利的施工，实现设计要求的井眼轨迹，使钻井作业施工质量得到保障。

由于水平井是定向井的一种比较特殊的方式，对于水平井钻井施工必须要控制好井段的垂直区段、造斜井区段、稳斜井区段和水平井区段的钻井施工，合理选用钻井工具的组合，对井眼轨迹进行很好地控制，满足井斜角度以及方位角度的设计要求。

2.定向井钻井工艺技术措施优化

2.1操作中钻井井眼轨迹控制的优化

井眼轨迹的控制是定向井钻井的关键，只有保证井眼轨迹的科学合理才能保证钻井施工作业的质量。垂直井区段的施工操作与常规井井眼并无太大区别，在选择钻头的型号方面可以进行优化，以保证垂直井区段的施工质量。

控制定向井井眼应严格按照施工设计方案的规定进行，使用跟随钻井的测试设备，采集数据，进行井眼参数计算，同时对采集的数据进行具体分析，斜造点的选取要科学合理，结合优化的钻井工艺技术，以得到高质量的斜造井段。实际的操作中，还要利用稳定器进行井下作业，减少井眼轨迹偏离设计方案的发生，一旦出现井眼轨迹偏离设计方案的情况，需进行立即纠正，在最短的时间内制定出最佳的改正方案，及时减轻井眼轨迹的偏离程度，降低损失。

井眼轨迹的控制不仅在斜造井段具有重要意义，在直井段也是一样，要严格控制井眼轨迹，尽量避免在操作中出现井筒打斜。完成造斜点的设计之后，要对直井区段的偏斜量进行分析，必要的情况要进行增斜，选择合适的增斜方法，施工中注意检查钻头的磨损程度，避免因钻头过度磨损而造成负面影响。

2.2优化定向井的钻井施工设计

对定向井实施井筒的剖面设计，按照定向井的井斜角和方位角的要求，确定造斜井段、稳斜井段及水平井段的钻探施工计划，包括钻具的优化组合形式，钻井施工参数的优化设计，保证定向井各个井段钻探施工的安全，防止发生安全环保事故。

定向井的施工设计中，必须包含分段施工技术措施，提供造斜點的设计井深数据，提供各个井段的钻具组合形式及施工过程中的钻井参数设计，提出井眼轨迹测量方案，保证措施，合理控制井眼轨迹，使其达到预期的钻探施工质量标准。针对需要绕障的井，必须提供障碍的位置，防止钻穿其他的井筒，而导致两口井的同时报废，给油田生产带来巨大的损失。列出定向井钻井施工的安全保障措施，防止发生各级各类的安全事故，提高定向井钻井施工的安全性。

对于长井段及大井斜角的井段的钻探施工，采用微增斜钻具组合形式，才能达到预期的井眼轨迹标准，实现长井段的稳斜效果。针对绕障井段的施工，需要加密测斜，增加测斜的密度，随时观察井斜的情况，做好记录，观测钻盘扭矩的变化，钻具是否出现异常的情况，判断绕障的效果，岩屑中是否出现了铁屑和水泥等，判断该井段的钻探质量，明确钻井施工的进程，达到设计的定向井的井眼轨迹。

2.3操作中钻井工具的优化

为了在更大程度上满足定向井钻井设计方案的要求，在施工中对施工工具和设备也进行了优化，比如，井下弯螺杆、螺旋导向等在施工使用前均要进行维护与保养，这样才能确保施工的顺利进行。施工中，钻进速度不能过高，低速最好，以达到减少工具磨损的目的，减少后期修井的次数，降低成本。

2.4定向井钻井技术的优化

为了达到定向井钻探的施工质量标准，优化设计钻具的组合形式，钻井工具的准备包括测试仪器的准备，井下工具的准备，井下的动力钻具、定向弯接头、无磁钻铤、稳定器等必须经过维护保养，保证定向井钻井施工的顺利实施。选择欠平衡钻井的工艺技术措施，能够保持井筒欠平衡的条件，防止钻井液对储层的污染。应用井控的设备和设施，保证钻井施工全过程的安全，防止发生井喷及井喷失控事故，提高石油钻井的安全性。

优选井下的动力钻具，实现钻具的组合形式，针对不同的井段，更换合适的钻具。优质应用高效的钻头，减少套管内钻具的转动，防止发生套管损坏的情况。采取低转速的方式，实现高钻压进行造斜井段的钻探施工，防止磨损套损，影响到井筒的服役年限而增加修井作业的频次，以及增加油井的生产成本。

2.5操作中应用钻柱力学和井眼净化仿真技术

有学者对井眼净化仿真技术进行了研究，利用计算机仿真软件对井下钻柱力学进行系统的分析，分析所得可作为大斜度定向井钻井的可行与否的数据支撑，为定向井钻井的设计和实施提供有力支撑。使用钻井设计软件对摩阻转矩、滑动钻进、仿真旋转进行识别。校对抗扭强度和抗拉强度，校对方法为三轴应力法，同时，对屈服特性进行检验，进行相关的定性分析，对轴侧向载荷和弯曲临界载荷进行检测，确定其关系是否符合要求。实际施工中，还要对井眼的清洁问题予以高度重视，因为井眼的清洁与否直接影响钻井的安全，井眼不清洁会导致黏附卡钻等问题，造成极大的损失和安全事故。操作施工中可以在不影响泵组安全性的基础上提高排量，将环空返回速度控制在临界值之上。当施工地层较软时，钻进速度过快会导致井眼不清洁，合理控制转速和机械钻速，使井眼保持清洁，避免施工中出现岩屑床。

结语：

综上所述，对定向井钻井工艺技术措施进行优化改进，应该采用最好的钻井施工技术来打造出性能质量都能满足设计要求的定向井，达到对油气田进行开发利用的要求。应该在不同的井段采用不同的钻井工具组合方式，对井眼轨迹进行科学合理的控制，使水平井钻井作业施工质量符合标准要求。

参考文献：

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[2]袁超.定向井钻井技术常见问题与对策分析[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（20）：170-171.

[3]季伟，马新川，阿木提江·亚力昆.定向井钻井特点及定向井做法[J].云南化工，2018，45（4）：161-161.

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