石油定向鉆井技術常見問題與解決策略

魏斯壯

（中海油田服務股份有限公司，天津300450）

由于石油資源的特殊性，我國不僅擴大了石油資源的進口規模，同時也通過不斷地提升鉆井技術應用水平，加快我國石油資源的開采力度，確保石油資源可以滿足我國經濟發展的要求。對于石油定向鉆井技術而言，盡管其在鉆井領域有著多年的應用經驗，但是仍然在應用過程中存在許多問題，如果問題解決不當，將會直接影響石油定向鉆井技術的應用質量，更是會危及我國石油產業發展。因此，積極解決石油定向鉆井技術在應用過程中存在的問題，對推動我國石油資源產業發展有著積極意義。

1 石油勘測技術

我國對于石油資源的需求逐年增加，所以為了滿足國內經濟發展要求，需要勘測人員利用先進的技術，對我國石油資源進行勘測，從而實現提升我國石油產量的目的。當前，石油鉆井完井技術按照鉆井形式劃分，可以分為多種形式，例如：定向井、水平井以及超深井等。隨著我國鉆井完井技術的不斷發展，我國定向鉆井技術在石油勘測領域得到了廣泛應用。與西方國家相比，我國石油鉆井技術的研究起步時間比較晚，但是隨著改革開放的不斷深入，我國加大了對石油鉆井技術的研發投入，并且不斷對傳統石油鉆井技術進行改革創新，同時積極汲取國外現代化的鉆井技術應用經驗，從而使我國石油鉆井技術得到了迅猛發展。

2 石油定向鉆井技術優勢

由于石油勘測工作越來越重要，所以定向鉆井技術在石油勘測領域獲得了廣泛應用。在應用定向鉆井技術過程中，由于科研人員的不斷努力以及大量應用經驗的支持下，使得我國定向鉆井技術得到了不斷完善，并且收獲了喜人的應用效果。現階段，定向鉆井技術可以分為三種類型，即：低中斜度定向井技術，斜度定向井技術與大斜度定向井技術。與其他鉆井技術相比，定向鉆井技術不僅具有效率高、靈活性好等特點，而且操作更加便捷，同時可對復雜區域實施鉆井作業，技術適用范圍廣，從而拓展了定向鉆井技術的應用范圍。

通常來說，為了對地下油氣資源進行勘探與開發，需要在被勘測區域附近實施定向鉆井技術。如要在海洋中勘探開發石油，需要在勘探前完成海上平臺的搭建，或者使用可移動式鉆井平臺，再或者從陸地邊緣打定向井。如果地層復雜，并且難以穿過時，為了繞開復雜地層，可通過定向井技術來予以實現，此種方式可稱之為繞障定向井。如果突發安全事故，例如：火災、卡鉆以及鉆具斷裂等情況時，需要采用側鉆井、救援井等方式解決突發事故。隨著近年來各類水平井、多分支井的出現，加快了定向井技術的發展速度，并且也使油藏開發方案得到進一步優化，從而實現提高原油開采量與開采效率的目的。總之，隨著定向鉆井技術的不斷發展，未來定向鉆井技術的應用領域還將進一步擴大。

3 石油定向鉆井技術在應用過程中存在的問題

3.1 定向儀的精度不夠準確

在應用定向鉆井技術時，儀器設備的精度高低以及是否存在故障問題，均會影響定向鉆井技術的應用質量。其中，如果儀器測量精度低，或者存在故障，將會使測量結果存在比較大的誤差，從而會對施工指導產生影響。另外，測量是前期準備工作的核心內容，如果定向儀的測量偏差過大，不僅會延誤施工工期，而且也會對鉆井質量產生直接影響，有損鉆井單位的經濟效益。

3.2 定向鉆井軌跡控制問題

在鉆井作業中，軌跡控制的重要性不言而喻。在整個鉆井過程中，需要嚴格地對鉆井軌跡進行控制，確保按照事先設計的路徑完成鉆井任務。一般來說，為了與地下油氣資源儲藏地進行連接，往往會對鉆井精度有著嚴格要求。但是，在部分鉆井工程中，由于鉆井軌跡控制不嚴格，導致實際井眼與目的地存在比較大的偏差，不僅會增加鉆井支出，甚至會因此引發安全問題。

3.3 定向井鉆井井斜問題

長期以來，井斜問題是影響石油定向井鉆井技術發展的關鍵因素。在定向鉆井直井段施工階段，如果出現井斜問題，將會不可避免的影響后期施工計劃，除了會影響鉆井效率，而且也會引發安全問題。所以，在實施石油定向鉆井技術過程中，務必要針對井斜問題的發生原因進行分析，采取措施降低井斜問題的發生幾率。

3.4 大斜度定向井井眼清潔問題

在清潔大斜度定向井井眼時，時常會出現巖屑堵塞井眼的問題，影響接下來鉆井工作的開展。在鉆井過程中，井壁下側的巖屑床會在鉆井過程中出現明顯下滑，導致大量巖屑在井眼位置聚集，引發井眼堵塞問題。此外，與鉆井液的密度相比，如果巖屑密度大于鉆井液密度，同樣也會引發巖屑聚集，導致巖屑床在井眼區域形成。隨著時間的不斷推移，巖屑床會因為大量巖屑堆積而導致厚度不斷增加，在應用石油定向鉆井技術時，鉆具的扭矩會快速增加，從而增加施工難度，影響鉆井效率。

4 解決石油定向鉆井技術問題的策略

4.1 定向儀的操作精度問題

在石油定向鉆井技術中，定向儀是影響鉆井質量的重要儀器設備。在操作定向儀過程中，操作人員要按照規范要求完成定向儀的操作，并且對操作人員的專業性有嚴格要求。在鉆井階段，定向儀的操作要由多人來完成，并且要對定向儀的使用過程進行相互監督，以免因操作失誤而影響鉆井質量。此外，在鉆井前，定向儀的維修保養要予以關注，使用校準螺絲對定向儀的精度進行調整，保證定向儀的測量精度符合鉆井要求，避免出現失準問題。在勘察階段，定向儀不得在彎曲地段中使用，并嚴格控制鉆井速度，如果鉆井速度過快或者過慢，均會影響定向儀的測量精度，所以鉆井速度要保持在合理區間。總之，為了提升定向儀的操作精度，除了要提升操作人員的專業技能水平外，還應做好定向儀的維護工作，保證定向儀的操作精度可以滿足鉆井工作要求。

4.2 控制鉆井軌跡

軌跡控制是提升鉆井質量的關鍵，通過嚴格的軌跡控制，可以使井深的整體走向符合要求，降低后期石油開采難度，提升使用開采效率。在應用石油定向鉆井技術前，需要通過計算的方式確定鉆井軌跡，在計算過程中要將目標點納入在運算公式當中，并作為計算依據，同時結合物理與數學公式完成鉆井軌跡的計算，使鉆井軌跡更加科學。另外，在計算鉆井軌跡時，需要對泛函極值問題進行合理運用，并可通過設立極值曲線的方法提升運算的科學性，在保證鉆井定位準確的前提下，嚴格對鉆井軌跡進行控制。總之，為了提升軌跡控制的精度，合理計算是最基本的要求。

4.3 避免井眼傾斜

井眼傾斜是定向鉆井工作中最常出現的問題，一旦出現井眼傾斜，將會嚴重影響鉆井質量。因此，為了解決井眼傾斜問題，需要在鉆井前做好充分的準備工作，并對鉆井流程進行控制，降低鉆井傾斜力對井壁的作用，使井壁得到最大限度的保護，同時對鉆井直徑進行擴大，有助于降低井眼傾斜問題發生的概率。另外，為了降低地層斜向作用力的鉆井的影響，需要在鉆井時對其他方向的作用力進行嚴格控制，降低地層斜向作用力的影響，并且鉆井環節的每一步都要高質量完成，方可從根本上解決井眼傾斜問題。

4.4 定向鉆井應按時清理井眼

為了解決井眼堵塞問題，在定向鉆井過程中，需要提前做好計劃，定期對井眼中的鉆屑進行清理。在清理鉆屑時，需要使用專業的清理液，并對鉆井流程進行合理規劃，避免返砂問題出現，提升定向鉆井技術的應用質量。在清潔井眼過程中，做好安全保護措施，以免發生安全問題。另外，鉆井工作人員要通過不斷學習，提升自身專業素質水平，并注重能力訓練，有助于提升鉆井工作的質量，并可有效地監督鉆井全過程。如果在鉆井時發現異常情況，則要及時對問題進行上報，并根據問題處理預案要求完成故障問題的處理。最后，做好崗前培訓工作，幫助鉆井人員了解基本儀器的操作常識，不斷將先進的定向鉆井技術與經驗傳授給鉆井人員，為快速解決石油定向鉆井技術中的常見問題打下堅實基礎。

5 結語

總之，隨著我國石油資源需求的不斷提升，未來還將加大石油資源的勘測規模，從而滿足我國經濟發展的要求。鉆井技術是石油勘測、開采工作中最為關鍵的技術形式，所以下大力氣加快石油定向鉆井技術的研發，積極解決定向鉆井技術中存在的問題，對推動我國石油事業發展有著重要意義。