定向井鉆井工藝技術優化措施探討

巴巖賓

摘 要：當前，定向井鉆井技術在各大油田得到了廣泛的應用，特別是油田進入了高含水的后期，利用定向井鉆井技術可以有效把剩余的油氣資源開采出來，同時還可以減少鉆井施工的資金投入，提高鉆井施工效率。定向井施工作業，針對油田面臨的開發現狀具有很好的現實意義，可以為油氣資源開采提供很好的解決方案，利用該技術可以把地下儲層水平方向的原油開采出來，從而可以降低鉆井的數量，可以達到節能降耗的目的。隨著科學技術的不斷進步，中靶精度在逐漸的提升，水平方向的鉆進效率也在不斷提高，有助于在鉆井過程中對井斜角度以及方向角度進行控制，從而形成理想的井眼軌跡。隨著剩余油導向鉆井技術研究的不斷開展，必將引導定向井鉆井技術的持續進步。

關鍵詞：定向井;鉆井工藝;技術措施;優化

1.定向井鉆井施工介紹

所謂的定向井鉆井，也就是在鉆井過程中形成的井筒按著設計的井斜方向進行鉆井施工，利用特別性能的井下鉆進工具，可以對形成的井眼軌跡進行控制，讓地層內的鉆頭順著設計的方位鉆出方向確定的井眼，達到定向井鉆井作業施工的要求。我國已經研究開發了多種定向井鉆井作業工具以及設備，采用無線跟隨鉆井測量設備，對井筒中的數據資料進行采集分析，從而對井眼鉆進軌跡進行有效地控制。具備定向井軌道設計技術能力，研發井眼軌道控制技術，可以使定向井鉆井作業施工所形成的井眼軌跡達到設計需求，采用套管防卡措施、地層測試措施可以處理好定向井鉆進過程中存在的各類問題，從而提升定向井鉆井作業效率。定向井鉆井施工作業，必須在科學合理的設計前提下開展，選取符合性能要求的鉆進工具以及設施，提升鉆井作業施工的效率，減少在鉆井施工過程中發生事故的可能性，可以有效保證定向井鉆井作業在每個不同的井段順利的施工，實現設計要求的井眼軌跡，使鉆井作業施工質量得到保障。

由于水平井是定向井的一種比較特殊的方式，對于水平井鉆井施工必須要控制好井段的垂直區段、造斜井區段、穩斜井區段和水平井區段的鉆井施工，合理選用鉆井工具的組合，對井眼軌跡進行很好地控制，滿足井斜角度以及方位角度的設計要求。

2.定向井鉆井工藝技術措施優化

2.1操作中鉆井井眼軌跡控制的優化

井眼軌跡的控制是定向井鉆井的關鍵，只有保證井眼軌跡的科學合理才能保證鉆井施工作業的質量。垂直井區段的施工操作與常規井井眼并無太大區別，在選擇鉆頭的型號方面可以進行優化，以保證垂直井區段的施工質量。

控制定向井井眼應嚴格按照施工設計方案的規定進行，使用跟隨鉆井的測試設備，采集數據，進行井眼參數計算，同時對采集的數據進行具體分析，斜造點的選取要科學合理，結合優化的鉆井工藝技術，以得到高質量的斜造井段。實際的操作中，還要利用穩定器進行井下作業，減少井眼軌跡偏離設計方案的發生，一旦出現井眼軌跡偏離設計方案的情況，需進行立即糾正，在最短的時間內制定出最佳的改正方案，及時減輕井眼軌跡的偏離程度，降低損失。

井眼軌跡的控制不僅在斜造井段具有重要意義，在直井段也是一樣，要嚴格控制井眼軌跡，盡量避免在操作中出現井筒打斜。完成造斜點的設計之后，要對直井區段的偏斜量進行分析，必要的情況要進行增斜，選擇合適的增斜方法，施工中注意檢查鉆頭的磨損程度，避免因鉆頭過度磨損而造成負面影響。

2.2優化定向井的鉆井施工設計

對定向井實施井筒的剖面設計，按照定向井的井斜角和方位角的要求，確定造斜井段、穩斜井段及水平井段的鉆探施工計劃，包括鉆具的優化組合形式，鉆井施工參數的優化設計，保證定向井各個井段鉆探施工的安全，防止發生安全環保事故。

定向井的施工設計中，必須包含分段施工技術措施，提供造斜點的設計井深數據，提供各個井段的鉆具組合形式及施工過程中的鉆井參數設計，提出井眼軌跡測量方案，保證措施，合理控制井眼軌跡，使其達到預期的鉆探施工質量標準。針對需要繞障的井，必須提供障礙的位置，防止鉆穿其他的井筒，而導致兩口井的同時報廢，給油田生產帶來巨大的損失。列出定向井鉆井施工的安全保障措施，防止發生各級各類的安全事故，提高定向井鉆井施工的安全性。

對于長井段及大井斜角的井段的鉆探施工，采用微增斜鉆具組合形式，才能達到預期的井眼軌跡標準，實現長井段的穩斜效果。針對繞障井段的施工，需要加密測斜，增加測斜的密度，隨時觀察井斜的情況，做好記錄，觀測鉆盤扭矩的變化，鉆具是否出現異常的情況，判斷繞障的效果，巖屑中是否出現了鐵屑和水泥等，判斷該井段的鉆探質量，明確鉆井施工的進程，達到設計的定向井的井眼軌跡。

2.3操作中鉆井工具的優化

為了在更大程度上滿足定向井鉆井設計方案的要求，在施工中對施工工具和設備也進行了優化，比如，井下彎螺桿、螺旋導向等在施工使用前均要進行維護與保養，這樣才能確保施工的順利進行。施工中，鉆進速度不能過高，低速最好，以達到減少工具磨損的目的，減少后期修井的次數，降低成本。

2.4定向井鉆井技術的優化

為了達到定向井鉆探的施工質量標準，優化設計鉆具的組合形式，鉆井工具的準備包括測試儀器的準備，井下工具的準備，井下的動力鉆具、定向彎接頭、無磁鉆鋌、穩定器等必須經過維護保養，保證定向井鉆井施工的順利實施。選擇欠平衡鉆井的工藝技術措施，能夠保持井筒欠平衡的條件，防止鉆井液對儲層的污染。應用井控的設備和設施，保證鉆井施工全過程的安全，防止發生井噴及井噴失控事故，提高石油鉆井的安全性。

優選井下的動力鉆具，實現鉆具的組合形式，針對不同的井段，更換合適的鉆具。優質應用高效的鉆頭，減少套管內鉆具的轉動，防止發生套管損壞的情況。采取低轉速的方式，實現高鉆壓進行造斜井段的鉆探施工，防止磨損套損，影響到井筒的服役年限而增加修井作業的頻次，以及增加油井的生產成本。

2.5操作中應用鉆柱力學和井眼凈化仿真技術

有學者對井眼凈化仿真技術進行了研究，利用計算機仿真軟件對井下鉆柱力學進行系統的分析，分析所得可作為大斜度定向井鉆井的可行與否的數據支撐，為定向井鉆井的設計和實施提供有力支撐。使用鉆井設計軟件對摩阻轉矩、滑動鉆進、仿真旋轉進行識別。校對抗扭強度和抗拉強度，校對方法為三軸應力法，同時，對屈服特性進行檢驗，進行相關的定性分析，對軸側向載荷和彎曲臨界載荷進行檢測，確定其關系是否符合要求。實際施工中，還要對井眼的清潔問題予以高度重視，因為井眼的清潔與否直接影響鉆井的安全，井眼不清潔會導致黏附卡鉆等問題，造成極大的損失和安全事故。操作施工中可以在不影響泵組安全性的基礎上提高排量，將環空返回速度控制在臨界值之上。當施工地層較軟時，鉆進速度過快會導致井眼不清潔，合理控制轉速和機械鉆速，使井眼保持清潔，避免施工中出現巖屑床。

結語：

綜上所述，對定向井鉆井工藝技術措施進行優化改進，應該采用最好的鉆井施工技術來打造出性能質量都能滿足設計要求的定向井，達到對油氣田進行開發利用的要求。應該在不同的井段采用不同的鉆井工具組合方式，對井眼軌跡進行科學合理的控制，使水平井鉆井作業施工質量符合標準要求。

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