淺談定向井施工技術

羅子淇

鉆探工程公司鉆井技術研究院定向井分公司

淺談定向井施工技術

羅子淇

鉆探工程公司鉆井技術研究院定向井分公司

文章簡要介紹了油田定向井的原理和施工過程，并對先進定向井工程的新工藝和技術進行了綜述。

油田；定向井；穩定性；可視化

前言

油田鉆井工程中，定向井作為普通模式的油氣井,在整個石油鉆井作業中,引其優秀的經濟效益和安全性,已經得到了廣泛的應用。定向井的主要原理是通過對井眼與動力設備的控制,從而按照原定設計的井身曲度實施鉆井的方法,在鉆井作業中,先進的技術、精密儀器的裝備和工藝技術等都是必須的。在定向井的實際應用中,在一些復雜極端的環境很大程度的減少了石油開采中的環境限制,讓石油資源得到更高效的開發,同時采油成本也得到降低。在定向井井眼的規劃設計中，地質環境、施工能力和工藝水平等因素都是需要認真考慮的因素。

1 定向井的設計

鉆進過程出現的實際問題要及時的掌握。施工品質的好壞對井眼的軌跡質量意義重大,因為井眼軌跡無法直接進行,必須依靠測井儀器才能實施數據采集后間接予以分析。隨著三維可視化工藝的發現和實際施工中的普及,鉆井過程的很多環節都有應用。在井眼軌跡環節的使用中,運用三維技術能把抽象的數值可視化的圖形體現出來,讓不可視的井眼軌跡變得直觀。鉆井技術的快速進步,針對井眼軌跡的控制標準也日漸提高。更有效的控制井眼的軌跡,能很大程度上提升油氣井的效率。

1.1 井眼軌跡設計原則

定向井的井眼軌跡的設計工作過程，定向井施工施工的主要依據和設計基礎。井眼軌跡設計是否科學可操作，同時符合開發需求，油田開發整體工程中的作用意義重大。文章后面會對定向井井眼在軌跡設計過程。必須考慮的原則和工藝細節等工作做具體詮釋。

井眼軌跡即井眼軸線。可以理解成一條空間曲線，體現井身在地層中的分布。有井斜角、井深和井斜坐標等重要的參數，這些也是設計中的重點因素。鑒于施工中對井眼軌跡控制的新標準，對井眼軌跡的設計原則原則如下，首先要要滿足工程強度要求，同時能滿足鉆井和滿足采油工藝的標準。

1.2 井眼軌跡設計的注意事項

在實施井眼軌跡設計過程中，設計方必須對此方案進行實地論證，對其合理性和可操作性實施總體的綜合分析，充分考量鉆進施工過程每個環節的細節等問題。首先是施工條件的考量。地質條件的重要影響因素，地質環境的情況很大程度影響了井眼軌跡設計的成功，所以，地質資料實施充分系統的研究分析，把有利因素充分利用，以保證井眼軌跡設計的科學合和施工的可操作性。

在軌道模式的選擇和關鍵參數的運輸中，井眼軌跡設計過程中，必須要依據現場的地質環境對軌道模式作出選擇，在軌道模式敲定后，可以進一步對具體參數實施計算。再者，對于不同模式的維井，在實施關鍵參數的運算和選擇中，差異也可能很大，所以在實施設計時，要注意選擇。

2 鉆柱穩定性的影響因素

針對穩定性曲線，所使用的徑向間隙是依據鉆桿管線的直徑來確定的,鉆桿的銜接部分可以在很大程度上縮小間隙，同時要使臨界壓彎載荷獲得提升。在進行數據分析的具體步驟中，可以確定所使用的泥漿比重,如果在實際密度達到此值,為了提高臨界壓彎符合能力，就需要安裝更強的鉆桿浮重。鉆桿的穩定性公式中會出現忽略扭矩影響因素,在穩定性測試中，根據組合形變來實施分析也是扭矩運算中的一項,雖然臨界形變載荷的影響較小。

在斜井是施工中，井眼結構會鉆桿會形成相應的支承約束現象,但是在井眼的后部，因其空間結構是波谷狀,因此能對鉆桿離心初始直線模式的微小變形出現一定的抵抗現象,通過重力的作用，井眼傾向于鉆桿彎曲邊出現一定約束抵抗作用。根據彈性理論,在定向斜井中的鉆桿可以承受合理的軸向壓縮符合，保證其不出現變形。若井斜角過大。那就必須設置鉆桿處于一個符合的狀態下承重，并且還要保證鉆桿的穩定運行，這就在一定程度上優化計底部鉆立柱的設計，讓底部鉆承重在鉆柱的層面上對扭矩和拉力得到很大的降低,針對鉆柱的使用壽命，可以達到一個比較好的延長。

3 定向井井眼軌跡的可視化過程

在定向井井眼軌跡可視化的操作中,有大量的計算機圖形軟件參與，進行相關的數據處理。軟件運用頂點運算、原圖的重組，編輯和光柵化等過程,最后形成有可視性的三維結構。在對頂點運算時,軟件簡化過程將頂點坐標引入矩陣乘法來進行針對性轉換。對井眼軌跡的綜合可視軌道范圍系統，不能完全進行科學性的顯示,所以需要對超載部分完成裁剪,從而降低了片元處理量和數據化的計算負荷。通過圖像的編輯組裝，將頂點參數實施轉化后才完成幾何對象的顯示，裁剪是圖像的顯示過程。光纖化的定義是將圖像轉化為可視化數據的過程,這就需要對頂點實施裁剪和處理。轉變為圖像數據后,可以實施像素和幾何體色差的確定。用像素模式代替原有直線,在顯示過程中就是數據化處理。接著是進行圖像處理,就是把已經光線化處理之后的數據使用模擬信號的形式在設備上完成處理，在三維圖形中要注意處理眾多的隱藏面，完成明暗之間的轉化，完成整個過程的處理。這種途徑完成的圖形有較好的真實感,對幾何體很多材質表面的效果可以比較真實顯示。片元計算過程作為立體圖像生成的關鍵環節,要注意將處理好的信息安全保存。需用是可以從顯示設備完成數據讀取。

4 結語

隨著油田采油的難度的日益加大，定向井越來越廣的運用在實際生產中，油田企業應該對定向井有科學的認識，同時加強技術的不斷改進，同時兼顧相關職工的培訓。以提高石化企業的整體競爭力。定向井在實際應用中的技術已經趨于成熟，但是應該看到，存在很多問題有待解決。在實際鉆進施工過程中，正確處理好工程進度與施工治療的問題，使得定向井的施工質量得到提升。

[1]隗凱.定向井鉆柱穩定性探討.化工管理.2014.03.

[2]史紅剛.大斜度定向井鉆井技術.探礦工程(巖土鉆掘工程). 2014.10.

[3]萬彥平.定向井軌跡可視化方法探討.化工管理.2013.06.

[4]朱紅林.定向井施工技術的探討中國石油和化工標準與質量.2014.05.