淺析定向施工中井眼軌跡控制的影響因素

李賓

（中石化華北石油工程有限公司五普鉆井分公司 河南新鄉(xiāng) 453000）

淺析定向施工中井眼軌跡控制的影響因素

李賓

（中石化華北石油工程有限公司五普鉆井分公司 河南新鄉(xiāng) 453000）

在定向施工井眼軌跡控制過程中會受到各種因素的影響，為了實現(xiàn)對井眼軌跡的嚴(yán)格控制，對于其中的影響因素就應(yīng)該進行科學(xué)詳細地分析，這樣才能夠滿足要求。井眼軌跡控制的影響因素表現(xiàn)在多個方面，本文將重點分析當(dāng)前對井眼軌跡控制影響比較典型的因素。通過對這些影響因素的分析，希望能夠有效提升實際工作水平。

地質(zhì)結(jié)構(gòu)；鉆井參數(shù)；鉆具組合

在定向施工過程中關(guān)鍵是要能夠確立經(jīng)濟安全的水平井，同時還要能夠?qū)崿F(xiàn)對井眼軌跡的嚴(yán)格控制，在實際工作中為了能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)嚴(yán)格地控制，在工作中就要求能夠?qū)Σ煌愋偷乃骄捎貌煌姆椒▉磉M行分析。在今后工作中對此應(yīng)該是從實際出發(fā)來采取專門措施。

井眼軌跡控制是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對于井眼軌跡的控制關(guān)鍵是要能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)控制，為了實現(xiàn)連續(xù)控制就要求能夠在軌跡控制過程中必須要提升精確度和控制精度。在地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況下，對于井眼軌跡控制的要求也越來越高，在這樣的背景下為了能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)控制對于其中的影響因素就應(yīng)該進行科學(xué)分析。對井眼軌跡控制的影響因素主要是表現(xiàn)在以下幾個方面：

1 地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響

地質(zhì)結(jié)構(gòu)對井眼軌跡控制的影響是比較典型的，在工作中對此應(yīng)該是要進行科學(xué)分析。井斜產(chǎn)生的主要原因就是因為地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。層狀結(jié)構(gòu)、地層傾角、斷層等因素是產(chǎn)生地層造斜力的重要因素，在這些眾多因素中地層傾角所起作用非常關(guān)鍵。地層傾角大小對地層影響較大，45°，60°是地層傾角的重要臨界值。

從地層各向異性的角度來看，巖石節(jié)理、成巖顆粒、膠結(jié)物等是典型因素，這些因素的出現(xiàn)會導(dǎo)致巖層在不同方向上的強度出現(xiàn)不同。通常情況下當(dāng)垂直于的層面強度較小的時候，鉆進時鉆頭往往是會沿著這個破碎阻力最小方向傾斜的。

從井斜發(fā)生概率來看，頁巖和砂巖是最容易出現(xiàn)井斜的，概率較大，而這兩種形式都屬于層狀地層。巖鹽等均質(zhì)地層中發(fā)生井斜的現(xiàn)象是比較少的。鉆頭在進入層狀地層之后，從以往的井眼來看，在那些地層交界處存在著沿垂直層發(fā)生破碎的情況。這樣一種情況應(yīng)該引起重視。

斷層和軟硬交替的地層。在斷層中那些地層錯動處，由于鉆頭的進入往往會導(dǎo)致井斜產(chǎn)生傾斜。在那些軟硬交替的地層中，無論是從硬地層進入軟地層，還是軟地層進入硬地層都將會是發(fā)生傾斜的。地質(zhì)結(jié)構(gòu)最為典型的影響實際上就是地層給了鉆頭一個橫向力，在這個橫向力的作用下鉆頭就會偏離原來的井眼軸線，這樣在地層傾角越大的情況下，地層造斜能力也將會越強，此時對井眼軌跡影響也將會越來越明顯。

2 鉆具的影響

鉆具的影響是不可忽視的，在實際工作中鉆具組合系統(tǒng)的振動對井眼軌跡會產(chǎn)生較大影響。鉆頭、穩(wěn)定器以及鉆鋌都是影響井眼軌跡的典型因素，對于這些因素必須要進行科學(xué)分析，這樣才能夠真正滿足要求。

2.1 鉆頭的影響

從鉆頭的角度來看，這種設(shè)備不僅具有鉆進能力，同時還具有側(cè)切能力。鉆頭的影響主要是表現(xiàn)為實際鉆井過程中會出現(xiàn)偏移現(xiàn)象，偏移主要是分為又偏移和左偏移這兩種形式。之所以會出現(xiàn)偏移又是由于多種因素造成的。最為典型的因素就是漂移角度和鉆頭導(dǎo)向能力這兩方面。鉆頭偏移程度在很大程度上取決于鉆頭導(dǎo)向能力。因此在選擇鉆頭的過程中就應(yīng)該選擇合適的定向鉆頭，優(yōu)秀的鉆頭有助于提升鉆井效率。

2.2 穩(wěn)定器的影響

對穩(wěn)定器的影響進行科學(xué)分析非常重要。穩(wěn)定器安放位置是影響井眼軌跡控制的關(guān)鍵性因素。安放位置不同所取得實際效果也不一樣。在實際鉆井過程中穩(wěn)定器位置一旦發(fā)生變化就會對鉆頭井斜力產(chǎn)生較大影響。

2.3 鉆鋌的影響

井眼軌跡同鉆鋌自重和抗彎剛度是有密切聯(lián)系的。鐘擺鉆具組合中往往是要采用高抗彎剛度和大重度鉆鋌，采用這樣一種鉆鋌實際上將能夠產(chǎn)生較好的防斜效果。如果是需要較小曲率半徑增斜井段時，此時增斜鉆具組合通常是要采用較大柔性的鉆鋌。通常情況下那些剛性滿眼鉆具組合是具有較好穩(wěn)斜能力的。為了實現(xiàn)對井眼軌跡的嚴(yán)格控制，今后就需要選配適當(dāng)尺寸及材質(zhì)的鉆鋌。

2.4 井下動力鉆具組合的影響

井下動力鉆具組合的影響也是不可忽視的。井下動力鉆具組合對鉆頭井斜力影響比較大，在工作中經(jīng)常要使用的是帶彎接頭的井下動力鉆具組合定向井，此時就應(yīng)該合理選擇彎接頭或者是采用適當(dāng)長度的井下動力鉆具，與此同時還應(yīng)該對裝置角的大小進行嚴(yán)格控制，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對井眼軌跡的嚴(yán)格控制。

3 鉆井參數(shù)的影響

對鉆井參數(shù)進行科學(xué)分析也是非常重要的，鉆井工藝參數(shù)所產(chǎn)生的影響非常大。本文將重點對鉆壓、鉆井液浮力以及鉆頭扭矩等因素來進行科學(xué)分析，通過對這些因素的分析將能夠使得人們對這方面能夠有深入認識。

3.1 鉆壓

鉆壓是最為典型的參數(shù)，這一參數(shù)同時也能夠通過人為來實現(xiàn)控制。在實際工作中鉆壓對不同鉆具下部組合的力學(xué)特性影響是不一樣的。對于降斜鉆具組合而言，在工作中鉆壓對其影響比較大。在斜直井眼中，鉆頭的降斜往往會隨著鉆壓的增大而減小，相反原有的變方位趨勢也將會隨之削弱。通常情況下在那些彎曲井眼中對于鉆頭的井斜力和方位力的變化是會受到鉆壓變化規(guī)律的影響的。在斜直井眼中，鉆壓對于鉆頭井斜力的影響就比較小，相反對方位力影響比較大。在彎曲井眼中鉆頭對鉆頭方位力影響比較小，斜力影響則比較大。

3.2 鉆井液浮力

下部鉆具組合往往是在充滿鉆井液的井眼里工作的，這樣必然會受到浮力影響。從實際情況來看，在浮力作用影響下，鉆柱單位長度重量將會減輕。這是鉆井液浮力的典型影響對此不應(yīng)該忽視。

3.3 鉆頭扭矩

這是比較典型的參數(shù)，在鉆頭扭矩的作用下井斜方位同方位方向的變形將會出現(xiàn)相互耦合的情況，這樣實際分析起來將會變得更加復(fù)雜。如果鉆頭扭矩變?yōu)?，此時井斜方向同方位方向的變形實際上是互不干擾的，這樣對問題的求解將會被大大簡化。

4 泥漿性能

泥漿性能對井眼軌跡的控制也會造成一定影響。泥漿對井眼軌跡控制所產(chǎn)生的影響主要是表現(xiàn)在會增加井壁同下部鉆具的摩阻，摩阻一旦增大井眼軌跡必然要會受到影響。從以往經(jīng)驗來看，摩阻的增大會導(dǎo)致井眼軌跡偏離軌跡，當(dāng)然如果情形非常嚴(yán)重還會出現(xiàn)脫靶的情況，這是人們在工作中應(yīng)該引起重視的。

狗腿度的出現(xiàn)對于固井質(zhì)量、測井以及下套管等都將會產(chǎn)生較大影響，這樣會影響到鉆具造斜率，嚴(yán)重情況下則是會影響到軌跡控制效果。正因為如此，對此在今后工作中就應(yīng)該進行科學(xué)研究。

5 鉆進方式

鉆進方式的選擇是對井眼軌跡產(chǎn)生較大影響的因素。從當(dāng)前鉆井經(jīng)驗來看，通常是要采用復(fù)合鉆井和滑動鉆進兩種方式來鉆井的。這兩種方式對井眼軌跡的影響主要是表現(xiàn)在井斜方位角的變化，井斜方位角的的變化會直接影響到井眼軌跡。

井眼軌跡的控制是一項非常專業(yè)地工作，在實際工作中這項工作會受到各種因素的影響，地質(zhì)結(jié)構(gòu)、鉆具、工藝參數(shù)以及泥漿性能就是其中非常典型的影響因素。今后為了實現(xiàn)科學(xué)控制，在工作中對于這些影響因素就應(yīng)該進行科學(xué)分析。要采取專門措施來充分評估這些影響因素。這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)設(shè)計。在實際控制過程中應(yīng)該加強實時監(jiān)控，要合理選擇鉆具組合來實現(xiàn)增斜或者是降斜。要高度重視人為因素，工作人員自身素質(zhì)對井眼軌跡控制產(chǎn)生的影響更大。今后應(yīng)該不斷提升工作人員專業(yè)技能，實現(xiàn)科學(xué)高效鉆井。這樣才能夠真正滿足需要，才能夠適應(yīng)日益復(fù)雜的形勢。

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[3]鄭德帥，張華衛(wèi)，朱曄，孫文俊.巖石力學(xué)性質(zhì)對井眼軌跡走向的影響機理.石油鉆探技術(shù)，2014（3）.

TE243

A

1004-7344（2016）06-0160-02

2016-1-28

李賓（1985-），男，助理工程師，本科，主要從事石油工程工作。