大位移井鉆井井眼軌跡控制對(duì)策探析

石偉 徐樹棟 王睿 楊蘭蘭 荊向龍 呂昌帥

摘要：大位移井鉆井作業(yè)在現(xiàn)階段煤礦生產(chǎn)作業(yè)中占據(jù)重要地位，需要科學(xué)合理控制好鉆井井眼的軌跡，推進(jìn)煤礦作業(yè)安全穩(wěn)定開展。本文主要是從準(zhǔn)確定位大位移井水平段位置和長度情況分析入手，重點(diǎn)介紹了一些大位移井鉆井井眼軌跡控制對(duì)策，并結(jié)合大位移井鉆井作業(yè)中常見問題，提出了一些科學(xué)合理的應(yīng)對(duì)措施，為全面有效提升大位移井鉆井水平提供良好借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：大位移井;鉆井;井眼;軌跡控制

1.前言

大位移井通常擁有著較長水平段，在實(shí)際鉆遇巖性時(shí)會(huì)面臨較多復(fù)雜情況，鉆井和地層之間一般保持著較長的接觸時(shí)間，給鉆井作業(yè)帶來較多技術(shù)問題?？茖W(xué)尋找到大位移井鉆井的井眼位置，并深入研究軌跡控制工作，為不斷提升鉆井效率和固井質(zhì)量提供良好前提條件。

2.準(zhǔn)確定位大位移井水平段位置和長度

對(duì)于長水平井來說，其最為顯著的特點(diǎn)在于水平段較長，在確定位置和長度的過程中，會(huì)受到鉆井作業(yè)成本、產(chǎn)量以及技術(shù)等方面的影響，需要開展全方位、細(xì)致的分析工作。首先，從產(chǎn)量層面開展分析活動(dòng)，如果長度有效增加，油氣藏和井筒之間的接觸面積會(huì)有所增加，使得井內(nèi)液體流動(dòng)阻力有效增加，雙方在相互作用的過程中會(huì)影響到產(chǎn)量。計(jì)算水平段的合理長度，需要按照井筒內(nèi)部阻力促使單井產(chǎn)量減少時(shí)說的長度作為基準(zhǔn)。而產(chǎn)能最低的具體位置，在于靠近油藏的部位，主要是因?yàn)樵撐恢脫碛休^大的滲流阻力。

3.大位移井鉆井井眼軌跡控制對(duì)策

鉆井井眼軌跡是有效推進(jìn)鉆井作業(yè)順利開展的重要前提，在長水平段水平井方面想要準(zhǔn)確控制好井眼軌跡難度較大，具體表現(xiàn)為造斜段和穩(wěn)斜段對(duì)于實(shí)施技術(shù)要求較高，且水平段位置也對(duì)軌跡精度提出較高要求。在水平段的延伸作用下，實(shí)際阻力較大，會(huì)影響到工具鉆壓的傳遞效果，還會(huì)給掌控井眼軌跡造成較大威脅，再加上巖性的多變性和多樣性，一定程度上威脅到軌跡的實(shí)際控制效果[1]。全面提升鉆井井眼軌跡的總體控制效果，需要積極采用切實(shí)有效的處理手段：首先，合理選取造斜點(diǎn)，在選定具體位置的過程中，需要確保其擁有較高成巖性，巖層較為穩(wěn)定，為造斜作業(yè)的有效開展，控制好井眼提供良好前提。其次，要結(jié)合大位移井鉆眼的具體情況，細(xì)致選擇到較為合適的造斜段種類。一般情況下圓弧形適應(yīng)度較高，能夠針對(duì)扭矩加以有效控制，減少套管破裂現(xiàn)象的發(fā)生。再者，鉆井活動(dòng)進(jìn)行中，要能夠選擇到優(yōu)良的鉆具，并針對(duì)各類鉆具進(jìn)行科學(xué)合理組合。重點(diǎn)選擇好鉆具、鉆頭、無磁鉆具以及扶正器等，并在多種鉆具的基礎(chǔ)上實(shí)施合理搭配活動(dòng)，為控制好井眼的軌跡奠定前提基礎(chǔ)。最后，在實(shí)際開展鉆具作業(yè)活動(dòng)的過程中，需要注重交替使用好滑動(dòng)鉆井和復(fù)合鉆井，針對(duì)滑動(dòng)次數(shù)加以有效控制，適當(dāng)實(shí)施旋轉(zhuǎn)和調(diào)整作業(yè)，提升井眼的穩(wěn)定性和規(guī)則性[2]。

4.大位移井鉆井環(huán)節(jié)常見問題和處理措施

4.1鉆具摩阻扭矩增加

長水平段鉆井作業(yè)進(jìn)行中，鉆柱軸向和軸向摩擦扭矩是鉆具和井壁之間的主要摩阻力來源。細(xì)致分析鉆具摩阻扭矩增加的原因，可以發(fā)現(xiàn)由于管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度較高，管柱和側(cè)壁、底部之間的接觸面積較大;鉆具和巖石碎屑的摩擦力度較大;水平段容易發(fā)生一些卡鉆現(xiàn)象，無法良好上下提動(dòng)鉆具;鉆井液中有部分巖石碎屑的摻雜，導(dǎo)致內(nèi)部潤滑功能有效降低。鉆具摩阻扭矩的加大，會(huì)在很大程度上影響到大位移井鉆井施工作業(yè)的實(shí)施效果，不利于施工作業(yè)的穩(wěn)步開展，實(shí)現(xiàn)總體的鉆井目標(biāo)。為有效改進(jìn)這些問題，可以從以下幾個(gè)方面入手：（1）采用斜坡類型的鉆桿，使得其和井壁接觸機(jī)會(huì)有效減少，促使摩擦力良好減小。（2）科學(xué)優(yōu)化鉆具的具體結(jié)構(gòu)，提升其在實(shí)際應(yīng)用中的效果，適當(dāng)加重鉆桿，連接好一些井斜較小的井段。盡可能采用無磁承壓鉆桿，促進(jìn)測(cè)量活動(dòng)的準(zhǔn)確定不斷提升。（3）高度重視鉆井液的良好使用，持續(xù)優(yōu)化其實(shí)際應(yīng)用性能。鉆井液具備良好的潤滑性，在具體運(yùn)用環(huán)節(jié)可以有效降低整體的摩擦力。（4）科學(xué)引進(jìn)先進(jìn)有效的現(xiàn)代信息技術(shù)，針對(duì)鉆井作業(yè)具體摩擦力加以準(zhǔn)確計(jì)算，便于精確預(yù)測(cè)活動(dòng)的穩(wěn)步開展[3]。

4.2穩(wěn)斜段和水平段的巖屑問題

大位移井水平段和穩(wěn)斜段在開展鉆井作業(yè)的過程中，容易產(chǎn)生較多的巖石碎屑，進(jìn)而給鉆進(jìn)工作提出了較高要求。主要是因?yàn)殂@具會(huì)處在下井壁之中，導(dǎo)致碎屑容易下沉，無法及時(shí)加以清理;同時(shí)井眼中部有較大的環(huán)空，會(huì)容易產(chǎn)生較為負(fù)面的攜巖效果;而造斜段無法良好清理好巖屑，造成一定的堆積問題[4]。為此，（1）需要有效控制好環(huán)空的返速，使得排出量適當(dāng)增加。凈化井眼的過程中，環(huán)空返速是最為主要的影響因素，如果速率過快會(huì)容易產(chǎn)生較為嚴(yán)重的沖蝕問題，需要切實(shí)開展有效控制作業(yè)。（2）還要不斷改善好鉆井液的實(shí)際性能，提升其動(dòng)切力。推進(jìn)鉆井作業(yè)順利開展的過程中，更是需要做好聚合物的良好補(bǔ)充作業(yè)，提升其攜巖能力。（3）改進(jìn)井眼軌跡，為科學(xué)控制好造斜率和穩(wěn)斜段具體長度提供良好前提，并減少碎屑堆積情況的出現(xiàn)[5]。

5.結(jié)束語

做好大位移井鉆井井眼軌跡的充分控制工作，全面有效提升鉆井活動(dòng)的工作水平，鉆井作業(yè)開展中會(huì)容易出現(xiàn)一些鉆具摩阻扭矩增加、穩(wěn)斜段和水平段的巖屑問題，需要采用有針對(duì)性的措施加以應(yīng)對(duì)和處理。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉勝.大位移井井眼清潔技術(shù)在PH-ZG1井的應(yīng)用[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)（自科版），2018，15（7）：58-61.

[2]劉天恩.大位移井井眼軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（22）：98.

[3]王孝山，蘇志波，姜韡，等.SHL大位移井井眼軌跡設(shè)計(jì)[J].海洋石油，2017，37（1）：80-84.

[4]徐小峰，孫寧，孟英峰，等.冀東油田大斜度大位移井井眼清潔技術(shù)[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，39（1）：148-154.

[5]閆園園，何陽，劉成真，等.海洋大位移井井眼清潔工具的應(yīng)用[J].化工管理，2019，512（5）：184-185.

作者簡介：

石偉，男，1981年11月10日，漢族，河北省滄州市獻(xiàn)縣商林壘頭，在渤海鉆探工程有限公司定向井技術(shù)服務(wù)分公司從事定向井工程師工作