關(guān)于定向井鉆井速度的影響因素分析及提升辦法

劉駿

摘要：在石油行業(yè)內(nèi)的各種技術(shù)之中，鉆井技術(shù)處于核心地位，其技術(shù)發(fā)展水平?jīng)Q定了油氣資源的開采成本，從而對(duì)整個(gè)石油行業(yè)來說具有很大的影響力。利用鉆井技術(shù)，我們可以對(duì)地下目的深度與目的方向的地層進(jìn)行精確的鉆井工作。工作人員需要根據(jù)不同的需要選擇不同的鉆井機(jī)械。

關(guān)鍵詞：定向井;鉆井速度;影響因素;提升效率

1 定向井鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介

石油與天然氣是國(guó)家的經(jīng)濟(jì)命脈，每個(gè)人在日常生活中都少不了對(duì)石油與天然氣資源的使用。面對(duì)國(guó)內(nèi)日益增長(zhǎng)的油氣資源需求量，對(duì)油氣井鉆井技術(shù)的改善和研發(fā)顯得十分的重要。在油氣井鉆井過程中，定向井鉆井技術(shù)是所利用的最重要的技術(shù)之一。通過定向井技術(shù)，可以解決諸如對(duì)斷層油氣藏進(jìn)行鉆采時(shí)遇到的難題，使油田的采收率與油氣產(chǎn)量得到了明顯的提升。然而，在進(jìn)行定向井鉆井工作中，常常被一系列的影響鉆井速度的因素所影響，導(dǎo)致鉆井進(jìn)度緩慢。本次通過對(duì)定向鉆井技術(shù)的內(nèi)容、定向井鉆井效率影響因素進(jìn)行分析，并提出使油氣定向井鉆井高效化的舉措。在進(jìn)行油氣勘探與開發(fā)工作時(shí)，一般使用大型鉆機(jī)進(jìn)行鉆井。

1.1直井段的軌跡控制技術(shù)

在定向井的鉆進(jìn)的過程分為多個(gè)階段。在定向井的直井段中，為了防止井軌跡的傾斜，常常使用井軌跡控制技術(shù)。在直井段的鉆井工作中，鉆具常常受到很多不良因素的影響導(dǎo)致井軌跡發(fā)生傾斜，導(dǎo)致斜井的出現(xiàn)。面對(duì)可能出現(xiàn)的問題，需要工作人員使用有效的技術(shù)手段進(jìn)行控制。工作人員應(yīng)該根據(jù)所鉆地層實(shí)際情況，使用合理的鐘擺組合與滿眼鉆具，使直井段鉆井過程中即將發(fā)生井軌跡偏移時(shí)能夠及時(shí)調(diào)整回來，同時(shí)對(duì)已經(jīng)發(fā)生的井斜進(jìn)行補(bǔ)救。重要的是在使用鐘擺鉆具技術(shù)的同時(shí)要控制鉆壓力在合理的范圍內(nèi)，以免鉆壓力過大導(dǎo)致的鐘擺力降低，進(jìn)而使鐘擺鉆具組合對(duì)經(jīng)軌跡的矯正效果受到不良的影響。同時(shí)，通過對(duì)滿眼鉆具的使用，使得扶正器與井壁的貼合得到了保證，同樣可以有效的預(yù)防井斜現(xiàn)象的發(fā)生。

1.2 造斜段的軌跡控制技術(shù)

在定向井的鉆井進(jìn)程中，造斜段是非常重要的階段。所謂造斜段，是將提前規(guī)劃的造斜點(diǎn)設(shè)置為起點(diǎn)，使鉆頭和垂線形成一定的角度，從而推動(dòng)定向井的鉆進(jìn)，使得鉆頭向設(shè)定好的方向進(jìn)行鉆進(jìn)，得到預(yù)定的傾斜角度。在造斜段的鉆井過程中，工作人員需要根據(jù)預(yù)定的井軌跡，同時(shí)對(duì)方為偏差與井斜角等參數(shù)進(jìn)行精確的分析，得出該鉆井階段的造斜率，對(duì)造斜段鉆井工作進(jìn)行指導(dǎo)。同時(shí)，在上述工作的基礎(chǔ)上，需要用增加鉆鋌的方法，使鉆頭得以按照預(yù)定的軌跡鉆進(jìn)。

1.3 穩(wěn)斜段的軌跡控制技術(shù)

定向井鉆井的最后階段為穩(wěn)斜段鉆井。在穩(wěn)斜段的鉆井施工過程中，工作人員使用無線隨鉆技術(shù)，對(duì)鉆頭工作情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。同時(shí)對(duì)鉆井參數(shù)進(jìn)行合理的分析，制定出相應(yīng)的施工方案。例如通過對(duì)鉆頭方位角、井斜角等參數(shù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)鉆頭進(jìn)行合理調(diào)整，使鉆頭可以按照預(yù)定路線鉆進(jìn)。當(dāng)施工單位不具備無線隨鉆設(shè)備時(shí)，需要使用穩(wěn)斜鉆具組合，應(yīng)用單點(diǎn)測(cè)斜儀和多點(diǎn)測(cè)斜儀進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)斜工作，使得鉆頭中靶。提高定向井施工質(zhì)量。

2 影響石油定向井鉆井速度的因素

2.1 工程因素

定向井鉆井施工時(shí)的效率較低往往受到工程因素的影響，比如在施工之前并未對(duì)施工環(huán)境以及地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，在施工前對(duì)施工方案的制定出現(xiàn)了問題以及在施行施工方案的同時(shí)出現(xiàn)了不足等等都會(huì)降低施工效率。同時(shí)，鉆井機(jī)械的選擇、鉆井參數(shù)的設(shè)置和各種不可預(yù)知的工程因素都會(huì)對(duì)定向井鉆井速度造成不良的影響。并且在影響鉆井速度的同時(shí)也會(huì)對(duì)所使用的鉆具造成一定的破壞。

2.2 地質(zhì)因素

地質(zhì)因素對(duì)定向井鉆井速度的影響是同樣巨大的。對(duì)不同地層與不同的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行鉆井時(shí)要利用相應(yīng)合理的手段以確保定向井鉆井工作的順利進(jìn)行。這是因?yàn)?，對(duì)不同地層傾角、不同巖性的地層進(jìn)行鉆井的時(shí)候，鉆井速度的差異也十分明顯。當(dāng)定向井的鉆頭位置、井軌跡與預(yù)計(jì)的目標(biāo)出現(xiàn)偏差時(shí)，往往需要工作人員花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。這些調(diào)整方案的制定與施行必然會(huì)使鉆井速度降低，嚴(yán)重時(shí)甚至使鉆井工作停滯不前。

2.3 技術(shù)因素

在定向井鉆井工作中所采用的不同技術(shù)手段與工作人員的技術(shù)水平也會(huì)使定向井鉆的井速度存在較大的差異性。比如在施工中采用的不同分段調(diào)整技術(shù)，泥漿處理技術(shù)以及工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)水平的差異都是影響定向井鉆井速度的重要技術(shù)因素。在定向井鉆井施工之前，相關(guān)單位需要對(duì)施工人員進(jìn)行有效的培訓(xùn)。同時(shí)對(duì)所鉆地區(qū)地質(zhì)情況進(jìn)行有效的調(diào)查。在施工的過程中，要對(duì)調(diào)整技術(shù)與泥漿處理技術(shù)進(jìn)行合理的運(yùn)用，做到預(yù)防井軌跡偏移并及時(shí)對(duì)出現(xiàn)的井軌跡偏移情況進(jìn)行修正。

3 提升石油定向井鉆井速度的策略

3.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)

鐘擺結(jié)構(gòu)設(shè)置的合理性對(duì)定向井鉆井工作的順利開展是十分重要的。在定向井鉆井的直井鉆井階段，需要使用合理的鐘擺結(jié)構(gòu)設(shè)置去避免鉆井偏差的發(fā)生，在對(duì)鉆井方向進(jìn)行有效的矯正之后才可以高效的鉆進(jìn)。通過對(duì)鐘擺結(jié)構(gòu)的合理設(shè)置，可以做到及時(shí)預(yù)測(cè)可能發(fā)生的鉆頭傾斜，并及時(shí)調(diào)整，有效避免井斜事故的發(fā)生。如此便節(jié)約了較多的時(shí)間，為定向井鉆井工作的高效開展提供了有力的保障。

3.2 確保井壁穩(wěn)定

定向井鉆井速度的降低往往與鉆井過程中對(duì)經(jīng)軌跡的不斷調(diào)整有較大的關(guān)系。在定向井鉆井的過程中，工作人員應(yīng)該保證井壁穩(wěn)定，從而防止井斜事故的出現(xiàn)，避免對(duì)經(jīng)軌跡進(jìn)行多次調(diào)整。為了使井壁得以保持穩(wěn)定，工作人員常用平衡壓力鉆井技術(shù)，通過對(duì)排量的合理設(shè)置，防止了剝蝕巖塊給鉆頭帶來的影響，使得井壁保持穩(wěn)定。

3.3 應(yīng)用導(dǎo)向鉆井技術(shù)

通過導(dǎo)向鉆井技術(shù)的應(yīng)用，定向井鉆井工作過程中的鉆井速度得到了有力的保障。這種技術(shù)具有較高的實(shí)用性與安全性。簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也使導(dǎo)向鉆井技術(shù)的使用變得十分的便利。使用導(dǎo)向鉆井技術(shù)與滑動(dòng)導(dǎo)向符合技術(shù)的結(jié)合可以十分便捷的對(duì)井眼軌跡進(jìn)行有效的控制與調(diào)整。提高了鉆頭中靶率，縮短了更換鉆具等工作的時(shí)間，使定向井鉆井工作更加高效的進(jìn)行，提升了定向井鉆井速度。

3.4 定向儀的操作問題

在定向鉆井工作中，對(duì)定向儀的操作要求工作人員具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)與較高操作水平。并且在定向儀的使用過程中需要多個(gè)工作人員進(jìn)行操作，同時(shí)需要確保工作人員按照相應(yīng)的工作流程進(jìn)行規(guī)范操作，以免發(fā)生人為事故。不僅如此，還要在工程開始之前對(duì)定向儀進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)與保養(yǎng)，通過對(duì)設(shè)備的精度測(cè)量，確保其在施工中的可靠性，防止在鉆井過程中出現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的偏差。在施工的過程中，不要在造斜彎曲較大的情況下使用定向儀，較快的鉆井速度會(huì)使得鉆井機(jī)械的阻力變大，而較慢的鉆井速度則會(huì)使工作效率降低。故此，要將鉆井速度保持在適當(dāng)?shù)姆秶?。通過對(duì)施工人員的培訓(xùn)，解決對(duì)儀器操作中可能出現(xiàn)的問題，才能確保鉆井工作的高效進(jìn)行。

3.5 控制鉆井軌跡

定向井鉆井工作中對(duì)于井軌跡控制的要求非常高，并且貫穿于整個(gè)施工過程。對(duì)經(jīng)軌跡的有效控制是后期對(duì)油氣開采工作順利開展的基礎(chǔ)。目前，工作人員需要經(jīng)過十分準(zhǔn)確的計(jì)算得出井軌跡，并且在計(jì)算過程中需要根據(jù)不同的情況結(jié)合相關(guān)的公式。工作人員在施工的同時(shí)應(yīng)該將目標(biāo)點(diǎn)加入到運(yùn)算之中，使井軌跡平滑。

3.6定向鉆井應(yīng)該按時(shí)清理井眼

及時(shí)清理井眼對(duì)于定向井鉆井工作來說十分重要，通常需要貫穿整個(gè)定向井的鉆井過程。當(dāng)定向井鉆井時(shí)出現(xiàn)鉆井巖屑不穩(wěn)定的情況，工作人員需要利用一些列專門的處理液對(duì)鉆井進(jìn)行有效地調(diào)整，改善鉆屑不穩(wěn)定的情況，使鉆井工作順利進(jìn)行。進(jìn)行井眼清理時(shí)要結(jié)合相應(yīng)的施工環(huán)境，防止鉆井事故的出現(xiàn)。同時(shí)，需要制定合理的井眼清理方案，對(duì)井眼進(jìn)行定期清理，使用高效的清理方法，節(jié)約鉆井成本。

另外，對(duì)于定向井施工人員與管理人員來說也需要進(jìn)一步加強(qiáng)職業(yè)培訓(xùn)力度，提升工作能力與操作水準(zhǔn)。當(dāng)水平井鉆井過程中出現(xiàn)問題時(shí)要做到及時(shí)處理，使用有效的處理方法。在工作的同時(shí)也需要進(jìn)行學(xué)習(xí)，對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)防。對(duì)工作人員的培養(yǎng)亦是石油企業(yè)應(yīng)該注重的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

4 結(jié)束語

本次研究通過對(duì)近年來石油定向井鉆井技術(shù)的內(nèi)容、影響定向井鉆井速度的因素的分析，提出了相應(yīng)的改善措施。面對(duì)影響定向井鉆井效率的工程因素，地質(zhì)因素以及技術(shù)因素，石油企業(yè)應(yīng)該在施工之前根據(jù)不同定向井鉆井項(xiàng)目的特點(diǎn)，做好相關(guān)勘測(cè)與合理施工方案的制定工作。在定向井鉆井工作中對(duì)鉆井技術(shù)進(jìn)行合理地運(yùn)用，對(duì)施工人員進(jìn)行有效的監(jiān)督，同時(shí)采取有效的措施來提高定向井鉆井速度，避免上述因素對(duì)水平井鉆井工作帶來的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭睿鵬，鐘仕明，周海峰.定向井鉆井軌跡影響因素與控制對(duì)策[J].云南化工，2018，45（04）：189.