定向井鉆井工藝技術(shù)優(yōu)化措施探討

巴巖賓

摘 要：當(dāng)前，定向井鉆井技術(shù)在各大油田得到了廣泛的應(yīng)用，特別是油田進(jìn)入了高含水的后期，利用定向井鉆井技術(shù)可以有效把剩余的油氣資源開采出來，同時(shí)還可以減少鉆井施工的資金投入，提高鉆井施工效率。定向井施工作業(yè)，針對油田面臨的開發(fā)現(xiàn)狀具有很好的現(xiàn)實(shí)意義，可以為油氣資源開采提供很好的解決方案，利用該技術(shù)可以把地下儲(chǔ)層水平方向的原油開采出來，從而可以降低鉆井的數(shù)量，可以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，中靶精度在逐漸的提升，水平方向的鉆進(jìn)效率也在不斷提高，有助于在鉆井過程中對井斜角度以及方向角度進(jìn)行控制，從而形成理想的井眼軌跡。隨著剩余油導(dǎo)向鉆井技術(shù)研究的不斷開展，必將引導(dǎo)定向井鉆井技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：定向井;鉆井工藝;技術(shù)措施;優(yōu)化

1.定向井鉆井施工介紹

所謂的定向井鉆井，也就是在鉆井過程中形成的井筒按著設(shè)計(jì)的井斜方向進(jìn)行鉆井施工，利用特別性能的井下鉆進(jìn)工具，可以對形成的井眼軌跡進(jìn)行控制，讓地層內(nèi)的鉆頭順著設(shè)計(jì)的方位鉆出方向確定的井眼，達(dá)到定向井鉆井作業(yè)施工的要求。我國已經(jīng)研究開發(fā)了多種定向井鉆井作業(yè)工具以及設(shè)備，采用無線跟隨鉆井測量設(shè)備，對井筒中的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行采集分析，從而對井眼鉆進(jìn)軌跡進(jìn)行有效地控制。具備定向井軌道設(shè)計(jì)技術(shù)能力，研發(fā)井眼軌道控制技術(shù)，可以使定向井鉆井作業(yè)施工所形成的井眼軌跡達(dá)到設(shè)計(jì)需求，采用套管防卡措施、地層測試措施可以處理好定向井鉆進(jìn)過程中存在的各類問題，從而提升定向井鉆井作業(yè)效率。定向井鉆井施工作業(yè)，必須在科學(xué)合理的設(shè)計(jì)前提下開展，選取符合性能要求的鉆進(jìn)工具以及設(shè)施，提升鉆井作業(yè)施工的效率，減少在鉆井施工過程中發(fā)生事故的可能性，可以有效保證定向井鉆井作業(yè)在每個(gè)不同的井段順利的施工，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的井眼軌跡，使鉆井作業(yè)施工質(zhì)量得到保障。

由于水平井是定向井的一種比較特殊的方式，對于水平井鉆井施工必須要控制好井段的垂直區(qū)段、造斜井區(qū)段、穩(wěn)斜井區(qū)段和水平井區(qū)段的鉆井施工，合理選用鉆井工具的組合，對井眼軌跡進(jìn)行很好地控制，滿足井斜角度以及方位角度的設(shè)計(jì)要求。

2.定向井鉆井工藝技術(shù)措施優(yōu)化

2.1操作中鉆井井眼軌跡控制的優(yōu)化

井眼軌跡的控制是定向井鉆井的關(guān)鍵，只有保證井眼軌跡的科學(xué)合理才能保證鉆井施工作業(yè)的質(zhì)量。垂直井區(qū)段的施工操作與常規(guī)井井眼并無太大區(qū)別，在選擇鉆頭的型號方面可以進(jìn)行優(yōu)化，以保證垂直井區(qū)段的施工質(zhì)量。

控制定向井井眼應(yīng)嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)方案的規(guī)定進(jìn)行，使用跟隨鉆井的測試設(shè)備，采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行井眼參數(shù)計(jì)算，同時(shí)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行具體分析，斜造點(diǎn)的選取要科學(xué)合理，結(jié)合優(yōu)化的鉆井工藝技術(shù)，以得到高質(zhì)量的斜造井段。實(shí)際的操作中，還要利用穩(wěn)定器進(jìn)行井下作業(yè)，減少井眼軌跡偏離設(shè)計(jì)方案的發(fā)生，一旦出現(xiàn)井眼軌跡偏離設(shè)計(jì)方案的情況，需進(jìn)行立即糾正，在最短的時(shí)間內(nèi)制定出最佳的改正方案，及時(shí)減輕井眼軌跡的偏離程度，降低損失。

井眼軌跡的控制不僅在斜造井段具有重要意義，在直井段也是一樣，要嚴(yán)格控制井眼軌跡，盡量避免在操作中出現(xiàn)井筒打斜。完成造斜點(diǎn)的設(shè)計(jì)之后，要對直井區(qū)段的偏斜量進(jìn)行分析，必要的情況要進(jìn)行增斜，選擇合適的增斜方法，施工中注意檢查鉆頭的磨損程度，避免因鉆頭過度磨損而造成負(fù)面影響。

2.2優(yōu)化定向井的鉆井施工設(shè)計(jì)

對定向井實(shí)施井筒的剖面設(shè)計(jì)，按照定向井的井斜角和方位角的要求，確定造斜井段、穩(wěn)斜井段及水平井段的鉆探施工計(jì)劃，包括鉆具的優(yōu)化組合形式，鉆井施工參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證定向井各個(gè)井段鉆探施工的安全，防止發(fā)生安全環(huán)保事故。

定向井的施工設(shè)計(jì)中，必須包含分段施工技術(shù)措施，提供造斜點(diǎn)的設(shè)計(jì)井深數(shù)據(jù)，提供各個(gè)井段的鉆具組合形式及施工過程中的鉆井參數(shù)設(shè)計(jì)，提出井眼軌跡測量方案，保證措施，合理控制井眼軌跡，使其達(dá)到預(yù)期的鉆探施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。針對需要繞障的井，必須提供障礙的位置，防止鉆穿其他的井筒，而導(dǎo)致兩口井的同時(shí)報(bào)廢，給油田生產(chǎn)帶來巨大的損失。列出定向井鉆井施工的安全保障措施，防止發(fā)生各級各類的安全事故，提高定向井鉆井施工的安全性。

對于長井段及大井斜角的井段的鉆探施工，采用微增斜鉆具組合形式，才能達(dá)到預(yù)期的井眼軌跡標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)長井段的穩(wěn)斜效果。針對繞障井段的施工，需要加密測斜，增加測斜的密度，隨時(shí)觀察井斜的情況，做好記錄，觀測鉆盤扭矩的變化，鉆具是否出現(xiàn)異常的情況，判斷繞障的效果，巖屑中是否出現(xiàn)了鐵屑和水泥等，判斷該井段的鉆探質(zhì)量，明確鉆井施工的進(jìn)程，達(dá)到設(shè)計(jì)的定向井的井眼軌跡。

2.3操作中鉆井工具的優(yōu)化

為了在更大程度上滿足定向井鉆井設(shè)計(jì)方案的要求，在施工中對施工工具和設(shè)備也進(jìn)行了優(yōu)化，比如，井下彎螺桿、螺旋導(dǎo)向等在施工使用前均要進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，這樣才能確保施工的順利進(jìn)行。施工中，鉆進(jìn)速度不能過高，低速最好，以達(dá)到減少工具磨損的目的，減少后期修井的次數(shù)，降低成本。

2.4定向井鉆井技術(shù)的優(yōu)化

為了達(dá)到定向井鉆探的施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)鉆具的組合形式，鉆井工具的準(zhǔn)備包括測試儀器的準(zhǔn)備，井下工具的準(zhǔn)備，井下的動(dòng)力鉆具、定向彎接頭、無磁鉆鋌、穩(wěn)定器等必須經(jīng)過維護(hù)保養(yǎng)，保證定向井鉆井施工的順利實(shí)施。選擇欠平衡鉆井的工藝技術(shù)措施，能夠保持井筒欠平衡的條件，防止鉆井液對儲(chǔ)層的污染。應(yīng)用井控的設(shè)備和設(shè)施，保證鉆井施工全過程的安全，防止發(fā)生井噴及井噴失控事故，提高石油鉆井的安全性。

優(yōu)選井下的動(dòng)力鉆具，實(shí)現(xiàn)鉆具的組合形式，針對不同的井段，更換合適的鉆具。優(yōu)質(zhì)應(yīng)用高效的鉆頭，減少套管內(nèi)鉆具的轉(zhuǎn)動(dòng)，防止發(fā)生套管損壞的情況。采取低轉(zhuǎn)速的方式，實(shí)現(xiàn)高鉆壓進(jìn)行造斜井段的鉆探施工，防止磨損套損，影響到井筒的服役年限而增加修井作業(yè)的頻次，以及增加油井的生產(chǎn)成本。

2.5操作中應(yīng)用鉆柱力學(xué)和井眼凈化仿真技術(shù)

有學(xué)者對井眼凈化仿真技術(shù)進(jìn)行了研究，利用計(jì)算機(jī)仿真軟件對井下鉆柱力學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，分析所得可作為大斜度定向井鉆井的可行與否的數(shù)據(jù)支撐，為定向井鉆井的設(shè)計(jì)和實(shí)施提供有力支撐。使用鉆井設(shè)計(jì)軟件對摩阻轉(zhuǎn)矩、滑動(dòng)鉆進(jìn)、仿真旋轉(zhuǎn)進(jìn)行識(shí)別。校對抗扭強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，校對方法為三軸應(yīng)力法，同時(shí)，對屈服特性進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)行相關(guān)的定性分析，對軸側(cè)向載荷和彎曲臨界載荷進(jìn)行檢測，確定其關(guān)系是否符合要求。實(shí)際施工中，還要對井眼的清潔問題予以高度重視，因?yàn)榫鄣那鍧嵟c否直接影響鉆井的安全，井眼不清潔會(huì)導(dǎo)致黏附卡鉆等問題，造成極大的損失和安全事故。操作施工中可以在不影響泵組安全性的基礎(chǔ)上提高排量，將環(huán)空返回速度控制在臨界值之上。當(dāng)施工地層較軟時(shí)，鉆進(jìn)速度過快會(huì)導(dǎo)致井眼不清潔，合理控制轉(zhuǎn)速和機(jī)械鉆速，使井眼保持清潔，避免施工中出現(xiàn)巖屑床。

結(jié)語：

綜上所述，對定向井鉆井工藝技術(shù)措施進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，應(yīng)該采用最好的鉆井施工技術(shù)來打造出性能質(zhì)量都能滿足設(shè)計(jì)要求的定向井，達(dá)到對油氣田進(jìn)行開發(fā)利用的要求。應(yīng)該在不同的井段采用不同的鉆井工具組合方式，對井眼軌跡進(jìn)行科學(xué)合理的控制，使水平井鉆井作業(yè)施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹洪宇.定向井鉆井工藝技術(shù)探討[J].石化技術(shù)，2018（06）.

[2]袁超.定向井鉆井技術(shù)常見問題與對策分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017，37（20）：170-171.

[3]季偉，馬新川，阿木提江·亞力昆.定向井鉆井特點(diǎn)及定向井做法[J].云南化工，2018，45（4）：161-161.

（勝利石油管理局有限公司勝大分公司，山東 東營? 257055）