定向鉆井提速的技術(shù)應(yīng)用分析

張翔

（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）

定向鉆井提速的技術(shù)應(yīng)用分析

張翔

（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）

隨著社會的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，石油和煤炭的開采技術(shù)也得到了不斷的革新。由于陜西地區(qū)的油田壓強(qiáng)低，滲透性低的特點(diǎn)，使得定向井鉆井技術(shù)在石油勘探過程當(dāng)中使用的較為廣泛。定向鉆井技術(shù)在現(xiàn)階段的地質(zhì)工程中擁有著非常重要的地位，隨著石油資源的開采量不斷的增加，使得定向鉆井技術(shù)也得到了空前的發(fā)展機(jī)遇。本文針對定向井鉆井技術(shù)進(jìn)行了簡要的分析，并且重點(diǎn)的闡述了定向鉆井提速技術(shù)的應(yīng)用。

定向鉆井；提速；技術(shù)應(yīng)用；分析

現(xiàn)階段，鉆井的不同用途，不同地質(zhì)也使得鉆井技術(shù)在使用過程當(dāng)中也存在著很大的不同。在進(jìn)行定向鉆井過程當(dāng)中，鉆機(jī)種類的選擇以及鉆井速度的控制是當(dāng)前亟待解決的兩大問題。相對于國外的鉆井技術(shù)而言，我國的鉆井技術(shù)還存在著許多的不足之處。但是隨著科技的不斷發(fā)展，我國的鉆井技術(shù)也得到了不斷的提升。目前，已經(jīng)達(dá)到了先進(jìn)國家的技術(shù)水平，但是對于定向鉆井的提速技術(shù)還有著很大的進(jìn)步空間，還需要我國的技術(shù)人員在實(shí)際應(yīng)用過程中不斷的改善。

1 定向井鉆井技術(shù)的簡述

定向井鉆井技術(shù)是一項(xiàng)特色的工藝，它利用特殊的鉆井設(shè)備根據(jù)井眼的軌跡鉆出一個(gè)圓柱形的井，并且根據(jù)鉆井的實(shí)際用途來控制鉆井的深度。由于鉆井技術(shù)在全國范圍內(nèi)有著一定程度應(yīng)用，但是不同的地域其地質(zhì)也有著很大的不同，所以，在施工過程中需要根據(jù)不同的地質(zhì)對于鉆井設(shè)備進(jìn)行不同的選擇?，F(xiàn)階段的鉆井施工過程中，對于鉆井設(shè)備的選擇是非常重要的。目前，使用的鉆機(jī)通常有兩種：①頓鉆；②旋轉(zhuǎn)鉆。鉆井的工程的施工較為簡單，沒有過于復(fù)雜的施工程序，所以在進(jìn)行鉆井時(shí)，只需使用鉆機(jī)鉆孔即可。對于一些地質(zhì)較為特殊的土壤，在鉆井的深度上沒有要求所以宜選取一些小型的鉆機(jī)進(jìn)行施工，小型鉆機(jī)的重量以及體積都較小，便于施工；對于鉆井深度有較高的要求的鉆井工程則需采用一些大型的鉆機(jī)進(jìn)行施工，例如石油勘探。大型的鉆機(jī)設(shè)備在進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)通常需要專門的車輛，在大型鉆機(jī)施工時(shí)，還需架設(shè)相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施來保證鉆機(jī)的正常運(yùn)行。

2 定向鉆井技術(shù)分析

定向鉆井技術(shù)是由普通鉆井技術(shù)改善而來的，在實(shí)際施工過程中，需要對鉆探的位置進(jìn)行設(shè)定，并且在鉆探過程中按照鉆探的方向以及軌跡準(zhǔn)確的進(jìn)行，如果對于鉆探的方向以及軌跡的設(shè)定過程中出現(xiàn)問題，那么定向鉆井工程的施工就會以失敗告終。例如，在對陜西某一地區(qū)進(jìn)行了勘探，并且確定勘探地區(qū)地下?lián)碛兄罅康氖唾Y源。在勘探過程中，技術(shù)人員確定了儲藏石油的具體方位，所以，在進(jìn)行石油開采時(shí)就需要利用定向鉆井技術(shù)來進(jìn)行。在進(jìn)行定向鉆井前，需要對鉆探的的方向以及軌跡進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定，保證鉆井能夠準(zhǔn)確的進(jìn)入到石油儲藏處，使得石油能順利的被開采出來。隨著人們對于石油的需求量越來越大，石油的開采量也在不斷的增加，所以對于同一個(gè)石油儲藏點(diǎn)往往會使用多個(gè)鉆井進(jìn)行開采。在實(shí)際石油開采過程中，如何在兩個(gè)鉆井中同時(shí)使用定向技術(shù)，而且兩個(gè)鉆井在地下還要能相通成為了定向鉆井技術(shù)實(shí)施過程中的兩大難題。特別是地質(zhì)條件較差的區(qū)域，要求兩個(gè)鉆井之間的距離不宜過近，這也使得鉆井在進(jìn)行鉆探時(shí)的精度得不到想要的保證。在實(shí)際鉆井過程中，對于鉆井的精度要求是比較高，一旦出現(xiàn)較大的誤差后果是無法想象的，而定向鉆井技術(shù)的使用大大減少了鉆井過程中出現(xiàn)誤差的概率。

3 定向鉆井提速技術(shù)分析

隨著鉆井技術(shù)在近幾年的不斷完善，使得人們對于鉆井的速度也有了更高的要求。為了使鉆井速度不斷的提高，人們對于鉆井設(shè)備進(jìn)行了深入的研究，例如：如何根據(jù)地質(zhì)合理的選擇鉆頭種類，如何對鉆具進(jìn)行組合才能更好的提升鉆井速度組合，如何對螺桿的種類進(jìn)行選擇等等。當(dāng)下，PDC鉆頭在鉆井施工中應(yīng)用的最為廣泛，并且對于鉆井速度有了一定程度的提升。隨著PDC鉆頭的在鉆井施工中的廣泛應(yīng)用，PDC鉆頭也根據(jù)不同的地區(qū)的地質(zhì)條件不同而形成了幾種不同的PDC鉆頭。所以，在鉆井施工時(shí)要對不同的施工地點(diǎn)選擇不同的鉆頭。在實(shí)際鉆井工程施工中，對于井眼剖面的設(shè)計(jì)即是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，經(jīng)驗(yàn)剖面對施工質(zhì)量有著直接的影響。所以，在實(shí)際施工過程中，要根據(jù)施工地點(diǎn)的地質(zhì)將經(jīng)驗(yàn)剖面進(jìn)行設(shè)計(jì)。在進(jìn)行鉆井之前，還要對石油儲藏地進(jìn)行考察，結(jié)合一些成功鉆井的案例進(jìn)鉆井設(shè)計(jì)，對于一些影響鉆井速度的因素進(jìn)行總結(jié)，并在設(shè)計(jì)鉆井的過程中對于這些因素進(jìn)行相應(yīng)的處理，使得定向鉆井的速度得到提升。對于螺桿的選擇相對來說較為簡單，目前市場上螺桿的種類較少，在進(jìn)行選購時(shí)只需對螺桿的動力和扭矩進(jìn)行相應(yīng)的考察即可。一般情況下，扭矩較大的螺桿對于鉆井速度的提升有著一定的作用。

4 影響定向鉆井速度的因素

（1）在定向鉆井施工中，斜井對于鉆井的速度有著一定的影響。在實(shí)際施工過程中，對于鉆井的井斜要求非常嚴(yán)格，在直井段鉆井施工中更是如此。在鉆井施工過程中，對于直井段井斜的要求是0，但是以現(xiàn)階段的技術(shù)手段很難達(dá)到這樣的效果，所以使得鉆井工作在施工過程中會出現(xiàn)一定的難度，對于鉆井的速度產(chǎn)生一定的影響。

（2）在鉆井工程施工中，分為直井段和斜井段。在直井段施工時(shí)，對于方位沒有要求，只需要將全角以及水平位移的控制得當(dāng)，就能將鉆井工作很好的完成；但是在斜井段鉆井施工時(shí)，定向鉆井技術(shù)就無法發(fā)揮自身的功效，只要對斜井段的施工方位進(jìn)行調(diào)整，就會使得鉆井的速度減小到正常的鉆速之下。

（3）定向鉆井中施工中的鉆井軌跡相對于直井來說更加復(fù)雜，在施工過程中容易發(fā)生鍵槽現(xiàn)象，為鉆井施工的起鉆帶來一定的影響，嚴(yán)重的會出現(xiàn)鍵槽卡鉆。而且，在鉆井過程中，井身的軌跡不能很好的進(jìn)行控制，就會影響鉆井的速度。

（4）在鉆井過程當(dāng)中，影響鉆速的主要原因還有井身的質(zhì)量。在進(jìn)行鉆井施工過程中，如果無法保證井身的質(zhì)量完好，就會導(dǎo)致鉆井施工過程中出現(xiàn)一些故障，使得鉆井的速度無法得到保證。

5 定向鉆井提速技術(shù)的應(yīng)用

5.1 井身剖面技術(shù)的應(yīng)用

在進(jìn)行鉆井施工時(shí)，如果鉆井的斜角不斷的增大，那么方位角也將不能保持穩(wěn)定。通常情況下，要想方位角達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，其井斜角在必須要達(dá)到25°以上。井身剖面技術(shù)則很好的符合了這樣標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行鉆井施工時(shí)，減少了小井斜的出現(xiàn)，使得漂移量得到了相應(yīng)的保證。

5.2 導(dǎo)向復(fù)合鉆井技術(shù)的應(yīng)用

水平井身的軌跡使得復(fù)合鉆井技術(shù)的實(shí)施受到了一定程度的限制。所以，在對于可鉆行較好，比較淺的定向井進(jìn)行施工時(shí)，可以充分的利用鉆井設(shè)備將直井，穩(wěn)斜段以及定向段的施工完成。在對深井進(jìn)行施工時(shí)，導(dǎo)向復(fù)合鉆井技術(shù)可以對可能產(chǎn)生方向漂移的底層進(jìn)行掌控，并且確定方位漂移的剩余量。

5.3 復(fù)合性的PDC鉆頭的應(yīng)用

PDC鉆頭與牙輪鉆頭相比較而言，其壽命，進(jìn)尺度，鉆速都有著一定的優(yōu)勢。PDC鉆頭對于底層尤為適用，對于鉆井速度都有著一定的提升。

5.4 井下導(dǎo)向技術(shù)的應(yīng)用

井下導(dǎo)向技術(shù)主要通過兩種方式來提升定向鉆井速度：①在施工過程中發(fā)生不起鉆現(xiàn)象時(shí)能夠?qū)︺@井軌跡進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。②使用具有動力的鉆具將鉆頭的速度進(jìn)行提升，從而提升鉆井的速度。

6 結(jié)束語

總而言之，隨著人們對于石油需求量的不斷提升以及石油勘探技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對于鉆井的速度也有了更高的要求。在實(shí)際鉆井過程當(dāng)中，影響鉆井速度的因素有許多，但是隨著定向鉆井提速技術(shù)的不斷出現(xiàn)，使得鉆井的速度不斷的提高，在石油開采過程中發(fā)揮了更好的效果。

[1]白峰.定向鉆井提速的技術(shù)應(yīng)用分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，15：38.

[2]王敏生，光新軍.定向鉆井技術(shù)新進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J].石油機(jī)械，2015，07：12～18.

[3]李毅.陜北地區(qū)定向井鉆井提速的研究與探討[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014，06：102.

TE243

A

1004-7344（2016）07-0193-02

2016-1-28

張翔（1985-），男，助理工程師，本科，主要從事石油工程工作。