導(dǎo)斜器斜面方位控制技術(shù)的探討

丁偉 李國明 張永坤

摘要：近幾年油水井側(cè)鉆在采油廠得到了廣泛的應(yīng)用，側(cè)鉆井的應(yīng)用使采油廠報廢井得以重新利用，本文結(jié)合實際施工確定導(dǎo)斜器方位控制技術(shù)。

關(guān)鍵詞：側(cè)鉆井；導(dǎo)斜器；方位控制；技術(shù)

前言

在油田開發(fā)過程中，由于地質(zhì)、工程等原因，越來越多的油（氣、注水）井成為報廢井。側(cè)鉆井工藝技術(shù)是一種充分利用油田的報廢井、挖掘老油田現(xiàn)有油氣藏潛力、對老油田進行二次或三次采油、提高原油采收率的一種行之有效的方法，目前國外普遍采用該工藝技術(shù)對有價值的報廢井進行開窗側(cè)鉆，不僅避免了鉆新井或加密井的重復(fù)投資，而且完善了老油區(qū)的開發(fā)井網(wǎng)。因此，套管內(nèi)開窗側(cè)鉆技術(shù)有著極大的發(fā)展前景和推廣價值。勝利油田經(jīng)過30多年的開發(fā)，目前已進入開發(fā)后期，現(xiàn)有各類報廢井4627口，為套管開窗側(cè)鉆技術(shù)提供了廣闊的市場。

對于套管開窗側(cè)鉆井來說，導(dǎo)斜器斜面方位的控制一直是一個難題，雖然近年來開發(fā)出的小尺寸陀螺測斜儀可以有效地解決這一問題，但整套設(shè)備的高昂價格（200萬元左右）讓人望而卻步，原有的開窗工具定向的方法是用送入短節(jié)將開窗工具送至預(yù)定的位置，然后下入陀螺測斜儀測量出斜向器的工具面的方位，轉(zhuǎn)動鉆具將斜向器工具面調(diào)至設(shè)計方位。這種方法經(jīng)常出現(xiàn)的問題是定向成功率低、定向費用高，當(dāng)定向完成之后，經(jīng)MWD檢測窗口位置的方位偏差高達(dá)40°，后來在定向時通過調(diào)方位才達(dá)到設(shè)計方位。

那么在施工現(xiàn)場有沒有簡易的辦法來解決這一問題呢？事實上，通過地面定向方法是完全可行的，定向準(zhǔn)確率完全能夠滿足施工的要求。這種定向技術(shù)既節(jié)約了陀螺定向的費用，又縮短了開窗施工的時間，具有較強的實用性和可推廣性，可以較好地解決這一難題，具體施工步驟如下：

一、工具準(zhǔn)備：

需要準(zhǔn)備的工具包括：水平尺、劃印規(guī)、扁鏟、（非鐵質(zhì)）小重錘、扁頭彩筆、自制圓規(guī)、小滑輪、指南針、方鉆桿標(biāo)定尺、鋼卷尺。

二、標(biāo)記的打?。?/p>

1、導(dǎo)斜器倒扣接頭標(biāo)記的打印

1）、目的：便于角差的累計

2）、方法：在導(dǎo)斜器斜面中心線延長至其倒扣接頭位置用扁鏟打印記號（細(xì)長且明顯），也可要求供應(yīng)商打鋼印。

2、鉆桿標(biāo)記的打印

1）、目的：便于角差的累計

2）、方法：

①將定向井施工所需的鉆桿均勻的擺放在井場；

②檢查每根鉆桿公母接頭是否完好或有其他標(biāo)記，以防量角差時出現(xiàn)錯誤；

③將每根鉆桿固定好，將水平尺放到劃印規(guī)上方，沿同一側(cè)待水平尺處于水平狀態(tài)時，在鉆桿公母接頭劃印，并用扁鏟打印記號（細(xì)長且明顯）。

④第一口井鉆桿做好記號后，以后就可以重復(fù)使用。

3、方鉆桿保護接頭標(biāo)記的打印

1）、目的：便于角差累計

2）、方法：

①首先準(zhǔn)備一條1米的細(xì)繩和一個小重錘，并用細(xì)繩將重錘系牢；

②將方鉆桿提起并靜止后，找出一個有刻度或易記的棱邊；

③將細(xì)繩的一端沿該棱邊慢慢放下重錘，待重錘靜止后，將繩線在方鉆桿保護接頭上劃過的線上的最低點作為標(biāo)記點。

④用扁鏟打印標(biāo)記（細(xì)長且明顯）。

4、轉(zhuǎn)盤刻度的打?。ㄈ艮D(zhuǎn)盤有刻度，則可省略此項）

1）、目的：確定工程設(shè)計方位、累計角差及方鉆桿旋轉(zhuǎn)角度。

2）、方法：

①以轉(zhuǎn)盤中心為原點，用自制圓規(guī)在轉(zhuǎn)盤面上畫一個半徑為40cm左右的圓；②在圓上打印好永久性刻度（360度）；

③在轉(zhuǎn)盤大方瓦的四個邊的中心位置上打印永久性標(biāo)記（細(xì)長且明顯）。

三、導(dǎo)斜器斜面方位的確定

1、井口的校正

校正井架，確保天車、轉(zhuǎn)盤、井口三點一線，誤差控制在5mm以內(nèi)，這對于控制導(dǎo)斜器的斜面方位非常重要。

2、工程設(shè)計方位在轉(zhuǎn)盤上的標(biāo)定

1）在轉(zhuǎn)盤上標(biāo)出真北極：準(zhǔn)備好兩副滑輪，第一副滑輪連線遠(yuǎn)離井口并指向磁北極（可通過指南針標(biāo)定），而另一副滑輪連線與其垂直并橫穿井口正中心，然后將第一副滑連線輪橫穿轉(zhuǎn)盤中心，且其兩端重錐指向井口連線，然后在轉(zhuǎn)盤上做其垂線，即可標(biāo)出磁北極；然后以轉(zhuǎn)盤中心為原點，在轉(zhuǎn)盤上標(biāo)出真北極線（真北極=磁北極+磁偏角）。

2）以井口為中心，在鉆盤上用扁頭彩筆畫出工程設(shè)計方位線（細(xì)長且明顯）。

3、確定導(dǎo)斜器在井口時的斜面方位

確保連接好鉆桿的導(dǎo)斜器倒扣接頭處于轉(zhuǎn)盤的正中心，再將方鉆桿標(biāo)定尺十字開口處水平卡在導(dǎo)斜器倒扣接頭標(biāo)記處，確保方鉆桿標(biāo)定尺的尾部指針指向工程設(shè)計方位線，然后將導(dǎo)斜器緩慢入井。

4、導(dǎo)斜器斜面方位的確定

1）、利用重錘及鋼卷尺測量導(dǎo)斜器接頭標(biāo)記處與第一根（或第一柱）鉆桿標(biāo)記處之間的角差（順時針的角差為正值，逆時針的角差為負(fù)值），以此類推，連續(xù)測量全井鉆具（包括方鉆桿）的角差并累計角差和（一般為正值）。

2）、角差和再加上工程設(shè)計方位角等于基準(zhǔn)角，以井口為中心，用扁頭彩筆在轉(zhuǎn)盤上標(biāo)出基準(zhǔn)角的方位線，稱為基準(zhǔn)線。

3）、將方鉆桿標(biāo)定尺十字開口處水平卡方鉆桿保護接頭標(biāo)記處，并將方鉆桿標(biāo)定尺的尾部指針延長線標(biāo)記在轉(zhuǎn)盤面上，此延長線與基準(zhǔn)線的角差就是全井鉆具（包括方鉆桿）在下鉆過程中總的扭轉(zhuǎn)角度，即總扭轉(zhuǎn)角，以此可推算出平均扭轉(zhuǎn)角。

4）正旋轉(zhuǎn)方鉆桿（360°-總扭轉(zhuǎn)角），即可確定導(dǎo)斜器的斜面方位，理論上講，此方位即為工程設(shè)計方位。

通過多口井的探索，便可逐步掌握下鉆過程中全井鉆具角差的變化規(guī)律并最終推導(dǎo)出較準(zhǔn)確的計算公式 ，若能夠精確操作，則可把導(dǎo)斜器的斜面方位誤差控制在10度以內(nèi)，這將對優(yōu)化井眼軌跡、減少井下事故、縮短建井周期、提高經(jīng)濟效益大有好處。