定向井钻井轨迹影响因素与控制探讨

刘雪琪

摘 要：我国定向井钻探科技慢慢成熟，现已获得人们的广泛认同，特别是在石油开采领域中得到广泛应用，定向井钻井科技在其中起到了非常重要的作用，此项技术较好处理了各种油藏开发方面的科技难题，同时也大幅增加了原油开发效能，为国家经济的发展创造了很大的贡献值，本文针对上述情况深入解析了定向井钻井轨迹影响因素，并对其控制策略进行了探讨。

关键词：定向井;钻井;轨迹;影响因素;控制

0 引言

早在上个世纪50年代，国内就开始探索定向钻井技术，1956年首先使用在玉门油田的构建当中，并获得了比较好的开发实效，自此钻井技术被广泛应用开来。从70年代到现在，定向钻井技术在海洋油田开发当中使用最频繁，推进最快，渤海海域纵式井当中，12个定向井得以在一个钻井平面上面开展作业，从1986年开始，随着各种科学技术的进步和政府的不断鼓励下，钻井量大幅增长至四千多个，在“七五”时期国内已经进一步探索了定向井等钻井技术关键理论，并且开发出相关的电脑软件，其中主要包含三维多个目标井和纵式井等钻井技术在平台设置的完善规划。进入90年代，国内在水平井技术上获得突破性进展，包含较长、中等、较短三种半径大小的钻井，同时大力完善了轨迹处置，可以利用一些模型精确预估水平井井眼轨迹，甚至在某些方面已接近世界标准水平。从90年代开始，国家重点引入国外领先的钻井技术，及相关设备设施，目前国家已经全面拥有定向井轨迹规划和相关控制技术，如地层检测技术等，同时也拥有螺杆钻头、非此钻铤等领先的钻井器具。

1 强化定向井钻井轨迹控制的必要性分析

在定向井钻井项目当中，我们只有明确其钻井轨迹，才能为钻井作业打下牢固基础，但是在具体钻井作业当中，必然会遭遇钻井轨迹不合适的现象，给工程带来了很大的影响，最终引起作业效能减少使得成本提升，因此强化定向井钻井轨迹管控是很有必要的，而且国内不同区域地理地貌和地质状况不一样，给定向井钻井作业带来很大困难，在钻井轨迹精确度方面需求更大，因此强化相关影响因素的管控在所有方面都显得特别重要。

2 影响定向井钻井轨迹精度的因素分析

2.1 设计方面的影响因素分析

明确钻井轨迹对保证钻井作业品质及其整体提升拥有很关键的意义。因此在明确钻井轨迹时，需要规划人员据实分重点地规划，这对规划人员的专业水平要求较高，相关人员需拥有丰富的经验和专业的技能。现今在定向井钻井轨迹构思当中，三维设计技术已获得全面使用，但在特别繁杂的地貌情况下，想要绕过障碍物体还是特别困难的。加上三维轨迹设计目前的精确严密程度还很难满足现實的需求，在绕过障碍上存在很多难题，在明确井身轨迹关键点上达不到精确度要求，校正井眼曲率和最高曲率的精准度不够，在核算校正井身轨迹连接点次序和曲率难题上不符合精准度标准要求，导致定向钻井轨迹的精准度和合适性受到很大影响。

2.2 施工方面的影响因素分析

在表面层钻入作业当中，由于回水阀门的泵压力和排出量不足，引发表层出现打滑，甚至引起井漏现象，导致钻井成本增加效能下降，带来巨大的损失。在直井段进行钻井作业的时候，为了减少触碰井情况发生，需要确保井距并及时进行位置调节。需要关注直井段钻井时常发生的倾斜情况。由于直井段钻入直接影响制造斜和后续井口的施工作业，因此需重点对直井段进行造防斜，而实际情况是井距位置调节不当，导致碰井几率反增，同时因为对直井段当中井斜情况管控不力，给未来造斜作业带来很大影响，给后续施工埋下了安全隐患。在造斜钻入环节出现了由于钻井工具搭配不当，钻入效率无法提升，井身轨迹出现偏差等难题。由于地貌状况不一样需要增加、减少或者稳斜。同时由于地貌趋向不一样，在未来作业当中还需要增加、降低位置等。超前角的明确需要参照的是所在地的地层次状况，否则后续钻井作业会出现较大风险性。在稳斜段钻入出现的主要问题是在稳斜段作业当中经常会因为投入、调节不迅速等问题导致轨迹改变，造成脱离管控，因此需要在实际作业当中时刻关注这些难题，提前采取预防措施。

3 井眼轨迹控制技术

3.1 直井段防斜打直

直井段防倾斜打直是定向井井眼轨迹管控的基本井段，直井段出现倾斜的原因主要包括地貌原因、作业原因和井眼扩张原因。地貌原因是不能管控的，想要促进预防倾斜做直只能通过调整作业和井眼扩张来进行，首先在钻具搭配方面需要挑选下井钻具组合，在现场作业当中，主要使用的是满眼钻工具组合和钟摆钻具组合，用以完成防倾斜打直作业。前者只能预防倾斜，不能调整倾斜，使用的关键在于“满”，要求扶正部件和井内壁中间的缝隙尽量小一些，确保实现满，预防出现井倾斜。钟摆钻具组合的机理是当钟摆超过一定角度的时候，会出现一个回复力量，这个力量会随着钟摆摆动角度增加而变化。在使用钟摆钻具的时候，还会受到钻压力的影响，当钻压力增加的时候，钟摆钻具摆动力量变小，而增斜角力量变化，这样就很难实现预防纠正倾斜的目标;当钻压力比较小的时候，钟摆钻具才能发挥预防纠正倾斜作用，因此在具体使用的时候，钟摆钻具不能全部释放出钻压，会给机器钻速度增加带来一些影响，我们在进行防倾斜做直作业时需要根据不一样的实际情况挑选出不同的适用的钻具组合。

3.2 造斜段轨迹控制技术

造倾斜进程主要是指从造倾斜位置开始强迫钻头离开井口铅垂线条升斜钻入的进程，这个阶段的主要内容是怎样让钻头离开井口铅垂线条，确保造倾斜进程更顺畅，作业当中首先对直井段的井斜角、位置数值进行分析，按照直井段井斜角、位置偏离为目标重新校正规划待钻探轨迹，重新核算定向各个地段的造倾斜率数值，从而指引定向造倾斜作业。造倾斜刚开始持续定向一些单根，搞清楚造倾斜器具和钻工具搭配在作业区域的具体造斜几率，然后通过调节滑动钻入和综合钻入比值，让实际钻井眼轨迹尽可能靠近规划的井眼轨迹，一直到实现造倾斜。

3.3 稳斜段轨迹控制技术

完成造倾斜作业之后，对于拉直--增长--平稳三段构造的井眼轨迹剖析面来讲，随后的工作是稳斜井地段的作业。稳斜井地段作业最好是使用无线随钻度量仪器进行追踪管控，从而完成动态监视管控，一旦发现实际的井斜角、位置角远离规划数值，需要及时进行调节，确保命中靶心。但是有时候在没有无线随钻测斜器具的情况下，需要放入稳斜钻具，使用单个点、多个点测量斜仪器确定点测量倾斜，确保实际钻探轨迹距离规划轨迹不能过远，既要确保命中靶心，同时又要提升机械钻探速度，一方面如果实际钻井眼轨迹和规划的井眼轨迹剖析面偏差太大，那么很大可能会出现脱离靶子的情况，导致井身品质不符合标准;另一方面的含义是如果一直要求实际钻井眼轨迹和规划井眼轨迹的偏差非常小，那么肯定需要经常测量斜角，经常放入钻头替换钻工具，肯定会给机械钻探速度带来影响，延长钻井作业时间。

3.4 强化施工控制，优化钻井方法

面对钻井作业给钻井轨迹造成的影响，为了全面强化对其的操控，需要在现有钻井计划基础上持续完备强化，全面关注钻井方式的使用。强化综合钻井科技的应用，强化操控定向地段和直井段作业品质，这样才能更好地推动钻进进程加速，才能给轨迹的完备打下深厚的基础，但是综合钻井作业相关开支较大，需要我们不断完备改造钻井科技。

4 结语

总之，完善定向井钻井轨迹是确保钻井品质，稳定和效率的有用举措。在规划过程当中，应该严格遵守精确度需求和实际情况，强化现场勘探，使用针对性的目的函数，强化规划定向井钻井轨迹，使用专业科技、科学方式和专业软件强化完善井身轨迹。规划人员需要不断提高自己的专业技能水准，重点关注学习三维设计技能并创新使用，强化摸索繁杂地貌，关注科技难点的突破。持续完备强化钻井计划，全面关注钻井方式的实际使用。强化综合钻井科技的使用，强化管控定向地段和直井段工程品质，才能更好地增加钻井速度，才能给轨迹完善打下深厚的基础。操作人员需要关注实际作业经验的汇总完备，在技能、科研上提升创造力度，这样才能获得最好的管控实效。