井眼轨迹连续控制钻井技术研究与应用

宋增国

摘要：井眼轨迹连续控制钻井技术的提高，可以有效的对钻井周期进行缩短、对钻井成本进行节约。本文就井眼轨迹连续控制钻井技术研究与应用相关问题进行了分析。

关键词：井眼;轨迹连续控制;钻井技术;应用

前言：石油工业不断发展，近几年对石油资源的开采逐渐走向深层底层及海洋等方向，多样化的发展方向对钻井技术有了更高的要求。为油田开发的要求得到满足、加快钻井速度、提高井身质量，我们针对地层特点，使用不同的钻井技术是必然趋势。井眼轨迹连续控制钻井技术的提高，可以有效为中、大曲率半径的大斜度井以及水平井提出技术支持，促进钻井速度提升，同时保证井身的质量。

一、井眼轨迹连续控制技术的原理和钻具的组合

（一）井眼轨迹连续控制技术原理

一种是，钻具组合的下部，钻头在单弯螺杆本身弯度的驱使下相对倾斜，同时钻头利用偏心距对井眼的一侧井壁不断进行切削，促使井眼倾斜，完成造斜。

二开时导向钻具在转盘的带动下旋转，工具面连续改变，造斜能力失去，直井段完成钻进。当钻井造斜井设达到设计要求时，将转盘停止，滑动定向钻进完成造斜。当方位以及井斜到达设计要求时，恢复转盘的旋转，钻具稳斜钻进工作。有扭方位、增斜及降斜要求时，转盘停止，继续进行滑动定向钻进。一套钻具完成降斜段、稳斜段、直井段等连续井眼轨迹的控制，加上可以随时轨迹调整的技术支持，提高井眼轨迹控制能力的基础上，下钻及换钻具的次数减少，有效降低工人勞动的强度，对钻井技术进行提高，同时保证井身质量。

（二）井眼轨迹连续控制钻井技术钻具的组合

利用导向钻井系统进行工作，对井下钻具组合要求是关键，首先它适用的范围要较大，可以对不同设计的造斜率进行满足;其次，它的使用寿命不能低;对转盘旋转钻井及滑动定向钻井都可以做到满足;钻井工作完成后的井眼轨迹平滑;井下钻具组合不需要更换的前提下，还可以实现改变井眼走向和钻直井两个工作;井径扩张率不高，为完井工作提供一个最佳的井眼条件。

井眼轨迹连续控制钻井技术在钻水平井及定向井时，在满足上述要求的前提下，还要对井身质量做到满足。为满足钻具完成多样化工作的需求，我们在确定钻具前要首先对导向钻具完成力学分析，以确保钻具组合稳斜效果及降斜、造斜能力达到预期。

二、井眼轨迹连续控制钻井技术的应用

（一）应用于浅水平井区

辽河断陷盆地西部凹陷的西斜坡中段，它表现为由北西向南东倾斜的一个单斜构造形态，称为杜48断块。此断块的主要含油层为沙河街组四段上部杜家台油层，它油藏的埋深在852米至1334米之间，储层的纵向和平面物性有着极大的差异，有严重的非均质性，是一种极为典型的薄互层稠油油藏。“直、增、稳、增、增、稳、降、稳、降、稳”是杜48-杜H5的井轨迹类型。

对此井的工程设计及地质设计后发现，该井有几个施工难点：首先，轨道的设计和控制的难度相当大。这个井的三阶梯式的水平段设计，无形中增加了轨迹设计的难度，实钻时需要面对的轨迹控制的难度也需要重视;其次，造斜段的岩性是砾岩及不等粒砂岩，岩层疏松、粒径大，以及井径不规则，无一不影响着井眼曲率以及施工造斜率的控制难度;油层的胶结相当疏松、人靶前的井斜为106.57°，使得造斜率很难做到保证，对着陆点进行控制极为困难;还有井眼轨迹的控制精度较高。靶区的半径为左右2米，上下0.5米，对轨迹控制有极高的精度要求。水平段有较多的靶点，井斜有着极大变化，，使得后期进行降斜加压较为困难，轨迹很难控制。采用常规定向井技术对这个井进行完成，我们需要下入造斜、满眼、稳斜、降斜钻具。井眼轨迹连续控制技术可以将二开至完钻全部的井段完成。此井二开至入靶阶段和水平段的钻具组合相同，只改变倒装的加重钻杆的位置。与杜48-杜H4井二开至完钻阶段时间相比，可以节省1.31d，24.56m/h的平均机械钻速，3.79d的平均钻井周期，可以比未用井有效节省1.76d，有效提高钻速，对钻井周期做到了缩短。

（二）井眼轨迹连续钻井技术在中深水平井

兴古7块在辽河断陷盆地西部凹陷中南段兴隆台潜山兴古7断块区，兴古7块中包括了兴古7-H253井。井眼轨迹连续钻井技术应用在兴古7-H253井，虽然全井的钻进过程不能一趟钻完成，但由于它可以在起钻前对方位、井斜做到调整，定向作业均做到了一次成功。3个分支侧钻主眼沿主眼钻进时平均机械转速达到了13.5m/h，应用效果显著。

（三）井眼轨迹钻井技术在侧钻水平井应用

超稠油油藏杜84块。此井在828-1546米，利用的钻具组合是Φ215.9 mm钻头+Φ165 mm（1.5°）单弯螺杆+定位接头+Φ178mm无磁钻铤x1根+Φ127mm加重钻杆x3根+Φ127mm斜坡钻杆x60根+Φ127mm加重钻杆x 12根+Φ177.8钻铤x 6根+Φ127 mm斜坡钻杆"。经过设计选择的这套钻具组合对造斜率的要求做到了满足，同时井眼轨迹连续控制钻井技术的应用，在完成增、稳、降、稳斜一系列操作时，可以有效节省起下钻时间及倒换钻具时间，可以比其他侧钻井缩短1.5d的周期。

结论：随着石油工业的不断发展，多元化的钻井技术需求现状下，井眼轨迹连续控制钻井技术的应用成为了必然趋势。井眼轨迹连续控制钻井技术可以及时精准的对井眼轨迹做到调整，对提高井眼轨迹的控制精度及控制能力效果显著，井眼轨迹连续钻井技术的应用可以有效的对钻具组合进行简化，起下钻井眼抽汲的减少，都直接保证了井下安全、井眼轨迹连续控制钻井技术对起下钻作业次数做到减少，明显降低了劳动强度，对生产效率做到了提高，对钻井周期做到了缩短，同时节约钻井成本等都是井眼轨迹连续钻井技术的明显优势，在以后的钻井作业中理应做到有效利用，同时在实践中做到技术的提高与改进，以最大程度服务于钻井作业。

参考文献：

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