关于分析定向井水平井摩阻控制与优化处理

杨帆

摘要：随着社会中科学技术逐渐进步与发展的新趋势走向，在定向井水平井钻井工程的施工作业中，逐渐对于钻井时出现的问题，比如产生的摩阻现象，进行科学化的控制与优化处理。帮助定向井水平井在钻井开采过程中，能够更加快速、顺畅的进行施工作业，从而缩短施工进行工期，节约经济成本，所以关于如何对于定向井水平井的摩阻进行控制与优化处理是我们需要分析和研究的问题。

关键词：定向井;水平井;摩阻控制;优化处理

引言：

定向井水平井钻井摩阻是在石油开采过程中有待解决的一项重要问题，利用对于引起摩阻现象出现的原因分析，实施具有针对性的解决措施，帮助定向井水平井钻井过程中控制摩擦阻力大小，促进钻井工程顺利实施，对摩阻的解决办法制定相关方案，进行摩阻优化与处理。

1.摩阻产生的原因

定向井水平井钻井过程中产生的摩擦力的原因，主要是由于钻头或者钻柱等钻井用具，在井眼内由于不同作用力产生变形，导致增大其与井壁接触产生接触力，同时井壁并不是完全光滑，存在一定的摩擦系数这样就导致了在定向施工过程中钻具在井眼内滑动，与井壁间会产生摩擦力。由于实钻井眼轨迹并不是一条光滑的曲线。自然会存在井眼缩径或者狗腿度变化而形成的微小“键槽”同时井眼内存在岩屑钻柱的接筛通过这些井段时会产生一定的附加阻力。所以实际钻井过程中的摩阻力是由上述两部分组成，即摩擦力和附加阻力。因此钻具与井壁间的接触力的计算对于研究摩阻产生机理具有重要意义。

2.定向井水平井影响摩阻的因素

2.1施工钻具因素

在定向井水平井钻井的过程中会产生摩阻现象，而对于如何控制摩阻我们需要先从源头入手，施工钻具就是影响水平井定向井钻井中摩阻的重要因素，由于定向井水平井钻井必定会利用到施工用具，所以在施工用具的选择上，我们需要选择适合相关项目工程施工的用具，举个例子，钻头是在钻井施工工程时帮助施工钻井前进的专业器械，一个钻头如果受力面积过大，就会导致在定向井水平井钻井的过程中摩阻增大，但是如果采用受力面积过小的钻头，就会减小相对的施工作用力，所以在施工的钻头选择上，需要针对钻井的具体现场实际情况来进行相适应的钻头选用。而施工的钻柱也是同理，一个钻柱如果承受施工压力过大，就会造成钻柱的损坏、钻柱的弯曲现象。而钻柱弯曲，如果施工的钻井直径较小，则会造成钻柱与井壁摩擦产生的额外摩阻，所以在钻柱的选材上，也需要施工团队选用质量较好的，能够承受相应压力的专业钻柱。

2.2地理地质环境因素

地理地质环境也会影响摩阻的产生，在定向井与水平井在进行钻井之前，施工团队需要利用专业勘测仪器对地下的岩层情况进行了解，如果地下岩层中的砂石较多，就会对施工作业产生影响。当钻井工具进入地下时，会和地下地层的岩石和砂石产生摩擦，岩石较为坚硬对于施工用具的摩阻就会越大，砂石如果较多，也会对于深入地下的钻具产生一定的摩阻，所以地理地质环境因素，对于定向井水平井钻井的摩阻也具有重要影响。

2.3井眼清洁度因素

井眼清洁度是指井眼的环空内岩屑浓度，如果井眼的清洁度较低，那么在定向井水平井钻井过程中就会造成较大的摩擦阻力。环空内岩屑的浓度就会较高，如果想要减小钻井摩阻，就需要对于施工井眼的环空内岩屑浓度进行一定程度的降低作用，帮助其井眼清洁度增加，从而减小摩阻。

2.4地质泥浆润滑程度因素

地质泥浆润滑程度也是影响定向井水平井钻井的因素，当施工用具在进行钻井时，如果地下的地址泥浆润滑程度很高，就会使钻井钻头等施工用具在地下作业与泥浆的摩擦大大减小，并且能够在施工作业时工作十分流畅，这样就能够减小地下的摩阻现象。如果地质泥浆的润滑程度较弱，就会使得泥浆泥土较实，会导致施工用具的压力增大，不易进行钻井施工，从而使得施工的摩阻加大，所以地址泥浆的润滑程度也能够造成摩阻现象的改变。

3.减小摩阻的优化处理

3.1优化施工机械设备

对于定向井水平井钻井的摩阻现象进行控制与优化处理，首先就需要对于项目工程施工过程中的机械设备进行优化，对于施工用具钻头，专业技术人员可以针对不同情况使用的不同钻头进行一定的数据参数记录，然后再分析其使用规律，研制出能够自动进行转换适应各个环境的多用型钻头用具，这样能够在施工过程中使得不论施工条件如何，在钻头摩阻的方向上，都能够做到产生最小的摩阻，帮助施工作业更加方便快捷。施工的钻柱选材上，也可以在经济合适的条件下，选择能够承受相关阻力，不会造成自身弯曲或者有柱身造成损伤的钻柱，这样可以增加钻柱在施工过程中的使用寿命，也能够在承受压力的同时不会增加钻柱与井壁的摩擦阻力，从而控制定向井水平井钻井的摩阻。

3.2提升泥浆润滑度

在施工过程中，专业的施工作业技术人员能够根据一定的专业配比，将施工作业中的泥浆进行调制作业，提升地下钻井经过的泥浆润滑程度，使得地下泥浆在与施工钻头等机械工具相接触时，能够减小对于施工用具的产生的摩擦阻力，可以让施工钻头顺利的按照施工方向前进，帮助定向井水平井有效的进行钻井作业。

3.3对井眼进行清洁处理

针对井眼的清洁度低，使得钻井用具会和和井壁摩擦，产生较多的摩擦阻力的现象，我们可以对井眼进行一定的清洁处理，在团队施工前，让基础的施工人员对于井眼清洁情况进行查看了解，针对存在的需要清潔的地方，利用科技用具或者人工，进行清洁，帮助井眼清洁度提高，促进环空内岩屑的浓度降低，从而帮助定向井水平井钻井作业摩阻减小。

3.4制定钻井轨迹路线

想要在定向井水平井钻井的过程中减小摩阻，还可以在施工之前制定能够规避砂石地区、以及具有坚硬岩石不易开采、具有较大摩擦阻力的地下岩层的施工轨迹路线，利用专业科学技术仪器，进行地质勘测，了解定向井水平井钻井的周围地理环境。如果出现较小问题、可以利用相关解决措施进行有效改善的地质问题，可以利用人工或者机械用具进行调节清理，如果不可以进行解决的地理位置，可以进行有效的规避，防止施工团队作业进行无用功，增加施工团队的人力与物质，导致额外支出，帮助定向井水平井钻井有效节约成本。

结语：

在定向井水平井钻井的施工进程之中，摩阻对于施工进度以及石油开采钻井的成功率都具有十分重要的影响。通过对于定向井水平井钻井中的摩擦阻力出现因素的分析，从而做出针对不同原因制定的相应优化处理方法，帮助定向井水平井钻井摩阻减小，对施工作业难度减轻，提高我国石油钻井开发成功率，增加石油产量，帮助定向井水平井钻井施工作业更加快速有效。