定向井軌跡控制技術(shù)

童鑫　王濤

摘 要：石油作為我國重要的能源資源，隨著人們生產(chǎn)生活對于能源的需求增加，石油開采的力度逐步加大。從油氣資源的分布來看，很多資源地面存在遮擋物、地質(zhì)條件極為復(fù)雜，基于油氣資源開發(fā)的難度較大，定向井技術(shù)的應(yīng)用具有現(xiàn)實意義，該技術(shù)的應(yīng)用不僅可以提高油氣資源開發(fā)的效率與質(zhì)量，還可以有效控制開采的成本。但是，定向井技術(shù)的應(yīng)用中，井眼軌跡控制是決定技術(shù)應(yīng)用效果的重要因素。

關(guān)鍵詞：定向井;軌跡控制;關(guān)鍵技術(shù)

0 引言

我國石油資源常常面臨著惡劣的開采環(huán)境，因此，在這種情況下，定向井鉆井技術(shù)具有應(yīng)用的必要性，該技術(shù)在應(yīng)用中可以保證開采的安全性，提高開采的效率。定向井鉆井技術(shù)在成本控制等方面也有著突出的優(yōu)勢，因此，在油氣開采中要結(jié)合開采區(qū)域的實際情況，科學應(yīng)用定向井技術(shù)。軌跡控制是定向井技術(shù)中的難點，只有保障軌跡的合理性，方能保證開采的順利進行。

1 定向井井眼軌跡概念解讀

從定向井鉆井施工的過程來看，井眼軌跡受到多方面因素的影響。一般情況下，地質(zhì)特性、鉆具組合結(jié)構(gòu)、井眼軌跡形狀、鉆井工藝參數(shù)等是影響軌跡的重要因素。從地質(zhì)特性來看，主要包含了地層是否可鉆、地層的各向異性、自然傾斜情況與巖石類型、特性等。而鉆具組合結(jié)構(gòu)主要是指鉆頭的類型、穩(wěn)定器的具體位置、鉆具的剛度、傾斜彎曲情況等。井眼軌跡的形狀具有多樣性，包含了井斜角、井斜方位角、井眼直徑等。而鉆井的工藝參數(shù)主要包含了鉆壓、轉(zhuǎn)速等。因此，綜合來看，井眼軌跡受到多方面因素的影響，必須在鉆井工藝的應(yīng)用中科學應(yīng)用此定向井技術(shù)。從我國當前定向井技術(shù)的應(yīng)用來看，還沒有相對準確的模型來反映軌跡與這些影響因素之間的關(guān)系，在開采中只能依據(jù)開采經(jīng)驗等來判定軌道是否存在偏差。

定向井井眼軌跡的正確性直接影響著鉆井施工的效果，因此，為避免軌跡偏差，在定向井技術(shù)的應(yīng)用中必須對鉆頭的活動方向加以實時監(jiān)控。一般情況下，由于井眼位于地表以下，井眼軌跡的有關(guān)參數(shù)無法在地面上直接獲取，往往需要借助于專業(yè)的儀器設(shè)備來進行這些參數(shù)的觀測。為保證觀測結(jié)果的準確性，必須將方向參數(shù)傳感器與鉆頭維持一定的距離，一般在4～17cm最佳，但是由于傳感器與鉆頭的運動具有不同步性，這就使得在鉆井技術(shù)的應(yīng)用中，儀器檢測的有關(guān)數(shù)據(jù)存在滯后性。

2 定向井井眼軌跡控制的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 直井段的井眼軌跡控制技術(shù)

在油氣資源的開發(fā)中，如果面臨的是直井段鉆探施工，為保證鉆井施工的整體效果，往往采取的是防斜鉆具組合的方式，在這種開采前提下，更能夠保證井眼軌跡的垂直性，避免了開采過程中軌跡誤差的出現(xiàn)。在實際的鉆探過程中，還需要借助于一定的監(jiān)測設(shè)備實時監(jiān)測井眼軌跡的有關(guān)參數(shù)等數(shù)據(jù)，一旦在監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)井眼存在偏差問題，就要立即采取必要的糾偏措施，保證井眼軌跡能夠保持正確的鉆井路線。如果是叢式井的鉆探施工，在施工過程中要避免井下碰撞的出現(xiàn)，因此，在鉆探的過程中應(yīng)用防碰技術(shù)，可以保證鉆井工作的順利進行。

2.2 造斜井段的井眼軌跡控制技術(shù)

造斜井段的鉆探主要是從造斜點開始的，其在施工中改變了垂直井眼的鉆探施工。在實際的施工過程中，需要將鉆頭偏離井口的鉛垂線使其達到造斜井段的井斜角。此時，使用螺桿，使得早些可以與設(shè)計的造斜率一致，以縮小在鉆探施工過程實際造斜率與設(shè)計造斜率的偏差，使得其鉆探施工能夠達到施工的具體要求。定向造斜中鉆具的科學選擇，在一定程度上大大提高了造斜井段鉆探施工的整體質(zhì)量。在造斜井段，為保證造斜率滿足設(shè)計的要求，往往采用的是隨鉆跟蹤測斜技術(shù)，隨著鉆進施工的進行，必須根據(jù)測量的結(jié)果及時進行造斜井段井斜角的調(diào)整，保證定向井施工的整體效果。另外，在施工過程中還需要對鉆井施工參數(shù)等加以優(yōu)化，如果與設(shè)計存在較大的偏差，還需要對鉆進的參數(shù)等加以調(diào)整，改變近鉆頭鉆具的組合等，保證定向井施工的整體質(zhì)量。

2.3 穩(wěn)斜井段和降斜井段的井眼軌跡控制技術(shù)

如果針對的是穩(wěn)斜井段與降斜井段的鉆探施工，在實際的鉆探過程中，應(yīng)盡量采用無線隨鉆測井設(shè)備，在鉆進的過程中實現(xiàn)對井斜角、方位角的動態(tài)監(jiān)測，如果在監(jiān)測過程中出現(xiàn)實際鉆探的井眼軌跡與設(shè)計軌跡不一致的情況，必須立即進行偏差的調(diào)整，加強測斜的頻率，保證井斜率參數(shù)等能夠達到工程設(shè)計施工的要求。

2.4 水平井段的井眼軌跡控制技術(shù)

水平井段定向井施工的過程中，對于中靶的要求較高，因此，其施工的難度系數(shù)較高，在施工中需要處理與注意的問題也較多，尤其是要依賴于一些特殊的工具與設(shè)備，對于這些設(shè)備的維護與保養(yǎng)等也是工程管理的一項重要內(nèi)容。井下管柱的受力條件極為復(fù)雜，在實際的鉆井過程中，鉆井液密度的選擇范圍有限，一旦操作不規(guī)范，極易引發(fā)井漏、井塌等問題，嚴重影響了施工的效率。固井與完井施工同樣具有一定的難度，必須采用科學的控制技術(shù)，保證其符合工程施工的標準與要求。

3 結(jié)束語

定向井技術(shù)是當前油氣開發(fā)中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，而井眼軌跡控制是影響定向井技術(shù)應(yīng)用效果的關(guān)鍵因素，因此，有關(guān)的工程施工人員在該技術(shù)的應(yīng)用中必須根據(jù)井眼軌跡的設(shè)計要求，應(yīng)用最為科學的軌跡控制技術(shù)，使得其能夠達到鉆探施工的具體要求，提高定向井施工的整體質(zhì)量。

參考文獻：

[1]常學平，張浩，馬驍，高慧杰.石油鉆井定向井軌跡控制關(guān)鍵技術(shù)分析[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2018，38 （15）：149-150.