定向井鉆井軌跡主要影響因素分析及其有效控制

陳雪松

摘 要：定向井鉆井施工過(guò)程中一項(xiàng)非常關(guān)鍵的工作就是如何采取有效的措施精準(zhǔn)高效的實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井軌跡的控制。然而在實(shí)際進(jìn)行定向鉆井施工過(guò)程中，定向井鉆井軌跡控制受設(shè)計(jì)、施工、工藝、地質(zhì)條件等多方面因素影響極有可能發(fā)生影響定向井鉆井施工質(zhì)量的問(wèn)題，導(dǎo)致鉆井不成功。因此，從加強(qiáng)定向井鉆井軌跡控制的必要性入手，有必要對(duì)定向井鉆井軌跡控制中的影響因素和控制對(duì)策進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：定向井;鉆井軌跡;影響因素;軌跡控制措施

0 前言

隨著國(guó)內(nèi)各油田勘探開發(fā)力度的加大，應(yīng)用定向井解決某些復(fù)雜地質(zhì)目標(biāo)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。而對(duì)于定向井的鉆井施工來(lái)說(shuō)，怎樣快速高效的鉆遇地質(zhì)目標(biāo)很重要，這其中的軌跡控制技術(shù)是定向井鉆井施工過(guò)程中的關(guān)鍵性技術(shù)，要想在定向井鉆井施工過(guò)程中充分保證施工的安全性以及高效性，就必須要不斷強(qiáng)化定向鉆井軌跡控制。鑒于此，要針對(duì)定向井鉆井軌跡控制的各種影響因素進(jìn)行全面分析，并不斷創(chuàng)新和優(yōu)化軌跡控制，這樣才能有效提升鉆井施工的技術(shù)水平。

1 強(qiáng)化定向井鉆井軌跡控制的重要性

在實(shí)際進(jìn)行定向井鉆井施工過(guò)程中，只有充分明確了鉆井軌跡才能充分保證后續(xù)鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行。而在實(shí)際鉆井施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于鉆井軌跡不合理而導(dǎo)致鉆井施工受到嚴(yán)重影響的情況，甚至?xí)?dǎo)致鉆井施工效率以及鉆井施工質(zhì)量下降，鉆進(jìn)施工成本也會(huì)出

現(xiàn)增加現(xiàn)象。因此，在定向井鉆井施工過(guò)程中必須針對(duì)鉆井軌跡控制進(jìn)行深入研究是非常有必要的。而我國(guó)多數(shù)石油區(qū)塊地理形貌以及地質(zhì)條件都比較復(fù)雜，而且不同地域存在很大的差異性，這也給定向井鉆井施工帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，因此對(duì)實(shí)際定向井鉆井的經(jīng)驗(yàn)軌跡控制要求更高。由此可見，從多個(gè)層面來(lái)看，不斷強(qiáng)化定向井鉆井軌跡控制具有很重要的作用。

2定向井鉆井軌跡精度的主要影響因素

2.1地質(zhì)因素

地質(zhì)因素對(duì)定向井鉆井速度的影響是同樣巨大的。對(duì)不同地層與不同的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行鉆井時(shí)要利用相應(yīng)合理的手段以確保定向井鉆井工作的順利進(jìn)行。這是因?yàn)?，?duì)不同地層傾角、不同巖性的地層進(jìn)行鉆井的時(shí)候，鉆井速度的差異也十分明顯。當(dāng)定向井的鉆頭位置、井軌跡與預(yù)計(jì)的目標(biāo)出現(xiàn)偏差時(shí)，往往需要工作人員花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。這些調(diào)整方案的制定與施行必然會(huì)使鉆井速度降低，嚴(yán)重時(shí)甚至使鉆井工作停滯不前。

2.2設(shè)計(jì)因素

目前在實(shí)際針對(duì)定向井軌跡設(shè)計(jì)的過(guò)程中三維設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。但是由于很多情況下井下地質(zhì)情況比較復(fù)雜，要想完全規(guī)避地下障礙物具有一定的難度。而且三維軌跡設(shè)計(jì)在很大程度上不能滿足鉆井施工的軌跡控制精度需求;井下繞開障礙方面存在不少問(wèn)題，而且鉆井軌跡關(guān)鍵點(diǎn)的確定也存在精度不足的問(wèn)題，井眼曲率精確度的校核也存在一定的問(wèn)題，校核精度不能滿足實(shí)際施工需求，由此就會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際進(jìn)行定向井鉆井施工過(guò)程中鉆井軌跡的精度以及合理性都會(huì)受到很大的影響。

2.3 施工因素

首先在進(jìn)行表層鉆井施工的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因水閥門的泵壓與排量不到位而導(dǎo)致表層出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，嚴(yán)重的情況下，甚至?xí)斐删┦鹿?，不僅會(huì)導(dǎo)致鉆井效率低下，甚至?xí)斐摄@井成本的增加，給鉆井企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

其次，在進(jìn)行直徑段鉆井施工的時(shí)候，為了盡量避免在鉆井過(guò)程中出現(xiàn)碰井問(wèn)題，必須要在鉆井過(guò)程中對(duì)井距方位及時(shí)、合理調(diào)整。而在實(shí)際的鉆井施工中經(jīng)常出現(xiàn)因井距方位調(diào)整不合理而導(dǎo)致出現(xiàn)碰井問(wèn)題，與此同時(shí)，在實(shí)際鉆井施工過(guò)程中由于對(duì)直徑段的井斜控制不到位，重視程度不足，從而使在后續(xù)的鉆井施工過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步增加。

最后，在實(shí)際進(jìn)行造斜段鉆井施工的時(shí)候，由于機(jī)械鉆具在磨阻以及不合理因素的影響下導(dǎo)致造斜難度進(jìn)一步增加。

3 控制定向鉆井軌跡的對(duì)策

3.1 加強(qiáng)設(shè)計(jì)控制，優(yōu)化鉆井軌跡

為了最終實(shí)現(xiàn)定向井鉆井施工目的，在實(shí)際進(jìn)行鉆井施工設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須要嚴(yán)格的按照相關(guān)定向井鉆井施工精度的要求與實(shí)際鉆井狀況對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面勘察，并合理應(yīng)用針對(duì)性目標(biāo)函數(shù)，不斷強(qiáng)化定向井鉆井軌跡設(shè)計(jì)，并在具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)加強(qiáng)對(duì)專業(yè)、科學(xué)設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井軌跡的進(jìn)一步優(yōu)化，針對(duì)三維設(shè)計(jì)軟件在定向井鉆井軌跡設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，并針對(duì)一些復(fù)雜地層的鉆井軌跡設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究，集中精力攻克技術(shù)難點(diǎn)。

3.2 強(qiáng)化施工控制，優(yōu)化鉆井方法

充分結(jié)合鉆井施工對(duì)鉆井軌跡的影響，為了進(jìn)一步強(qiáng)化鉆井軌跡的控制，必須要針對(duì)鉆井方案進(jìn)行不斷優(yōu)化和完善，并強(qiáng)化在鉆井施工過(guò)程中對(duì)鉆井方法的合理應(yīng)用。充分應(yīng)用復(fù)合鉆井技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)定向段以及直徑段鉆井施工質(zhì)量的有效控制，這樣才能在有效提升鉆井速度的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井軌跡的優(yōu)化。但需要注意的是目前，在定向井鉆井施工過(guò)程中復(fù)合鉆井施工實(shí)際應(yīng)用的成本比較高，因此，還需要對(duì)鉆進(jìn)技術(shù)進(jìn)行不斷的優(yōu)化。

4 定向井鉆井軌跡控制技術(shù)

4.1 直徑段軌跡控制技術(shù)

在實(shí)際進(jìn)行定向井直井段鉆井施工過(guò)程中，應(yīng)用鉆井軌跡控制的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)鉆井施工的防斜打直，直井段鉆井軌跡控制技術(shù)的合理應(yīng)用能為整個(gè)定向井鉆井奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

由于在實(shí)際施工過(guò)程中受到工程施工、地質(zhì)因素的影響從而使得直井段鉆井施工過(guò)程中非常容易出現(xiàn)井斜事故。而地質(zhì)因素是不可控的影響因素，因此，在實(shí)際進(jìn)行定向井鉆井施工或者井眼擴(kuò)充的過(guò)程中，合理的應(yīng)用直井段井眼控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)直井段井眼軌跡的有效控制，其最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是要針對(duì)直井段的實(shí)際情況來(lái)合理的選擇鐘擺鉆具組合，該鉆具組合在鉆具偏離一定角度的時(shí)候就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)恢復(fù)力，能夠?qū)︺@井施工過(guò)程中的井斜問(wèn)題進(jìn)行有效糾正，但是該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候必須要保證鉆壓的合理性。因?yàn)殂@壓過(guò)大就會(huì)導(dǎo)致鐘擺力降低，從而不能有效糾正鉆井施工中的井斜問(wèn)題。而滿眼鉆具的合理應(yīng)用也能有效避免在鉆井施工過(guò)程中出現(xiàn)井斜問(wèn)題。

4.2 造斜段的軌跡控制技術(shù)

在整個(gè)定向井鉆井施工過(guò)程中造斜段的鉆井施工是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。造斜主要指的是按照提前設(shè)計(jì)的造斜點(diǎn)作為造斜段鉆井的起點(diǎn)，讓鉆頭偏離鉛錘線向傾斜方向的目的進(jìn)行鉆進(jìn)。整個(gè)鉆井施工需要嚴(yán)格按照井眼軌跡設(shè)計(jì)，并在鉆井施工過(guò)程中綜合考慮方位角、井斜角等相關(guān)因素，來(lái)精確的計(jì)算造斜段的造斜率，這樣才能為實(shí)際造斜段的鉆井施工形成有效的指導(dǎo)，然后還必須要對(duì)鉆鋌進(jìn)行合理應(yīng)用，并在鉆井過(guò)程中合理調(diào)整滑動(dòng)鉆進(jìn)、復(fù)合鉆進(jìn)的比例，由此來(lái)達(dá)到造斜段鉆井目標(biāo)。

4.3 穩(wěn)斜段鉆井軌跡控制技術(shù)

穩(wěn)斜段是定向鉆井施工的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，在該過(guò)程中會(huì)應(yīng)用到碎鉆測(cè)井儀器，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆井施工過(guò)程中鉆頭動(dòng)態(tài)變化情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這樣就能充分利用實(shí)際鉆井狀況來(lái)合理調(diào)整鉆井施工鉆頭方位，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鉆進(jìn)過(guò)程中存在井斜問(wèn)題并進(jìn)行及時(shí)糾正，這樣才能充分保證鉆井施工中靶。如果該階段的鉆井施工過(guò)程中沒有無(wú)線隨鉆測(cè)井儀器，就必須要通過(guò)穩(wěn)斜鉆具組合，在鉆井過(guò)程中進(jìn)行井斜測(cè)試的時(shí)候，必須要采取單點(diǎn)測(cè)斜或者多點(diǎn)測(cè)斜儀，這樣才能保證鉆井施工最終中靶，由此才能有效提升定向井鉆井施工質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在定向井鉆井施工過(guò)程中不斷優(yōu)化和完善鉆井軌跡控制能夠有效提升定向井鉆井施工質(zhì)量以及施工效率，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)定向井鉆井施工的安全運(yùn)行。因此，必須要針對(duì)定向井鉆井軌跡控制的相關(guān)影響因素進(jìn)行全面分析，并結(jié)合實(shí)際情況不斷進(jìn)行總結(jié)完善，這樣才能進(jìn)一步提升軌跡控制效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 魏祥高. 我國(guó)東部油田陸相地層水平井井眼軌跡控制方法研究[J].石油鉆探技術(shù)，2014，18（1）：105-111.