定向井優(yōu)快鉆井技術(shù)的研究和發(fā)展前景探析

于春陽(yáng)

摘要：定向井技術(shù)是我國(guó)石油企業(yè)進(jìn)行石油開(kāi)采的常用技術(shù)，對(duì)于該技術(shù)的研究注重于優(yōu)快鉆井的方式和創(chuàng)新。本文對(duì)其影響速度快慢的方式進(jìn)行分析，明確了定向井優(yōu)快鉆井技術(shù)的改進(jìn)發(fā)展方向，同時(shí)提出定向井優(yōu)快鉆井技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：鉆井技術(shù);研究發(fā)展;PDC鉆頭

一、定向井鉆井技術(shù)的速度研究

定向井在實(shí)際工作中的鉆井速度始終是石油工作者研究的課題，對(duì)于影響鉆井速度的因素，對(duì)于定向井開(kāi)采工作具有重要意義。一方面，井身剖面是影響鉆井速度部分因素。井斜段長(zhǎng)斜增時(shí)對(duì)于鉆具組合要求進(jìn)行不斷更換，那么必然導(dǎo)致鉆井時(shí)間延后。另一方面，方位漂移的過(guò)程也會(huì)造成鉆井速度的延時(shí)和拖慢。在實(shí)際工作中無(wú)法確定由于漂移過(guò)程產(chǎn)生的余量和方向，那么就無(wú)法估算出準(zhǔn)確的實(shí)際操作時(shí)間，那么鉆井速度必然受到部分影響。最后，選型鉆頭也具備了影響速度的部分因素。目前國(guó)內(nèi)較為先進(jìn)的PDC鉆頭，雖然在使用中較為快速，但定向井在進(jìn)行鉆探作業(yè)時(shí)體現(xiàn)出并不適用的情況，那么在傳統(tǒng)牙輪的應(yīng)用下其鉆頭必然對(duì)于鉆井速度有所影響。除此之外，突發(fā)情況和工程事故，也會(huì)對(duì)鉆井速度產(chǎn)生不同程度的影響。在進(jìn)行定向鉆井的作業(yè)過(guò)程中，粘卡和砂卡等現(xiàn)象的發(fā)生是影響鉆井速度的客觀因素。

二、完善導(dǎo)向鉆井技術(shù)的發(fā)展方向

我國(guó)目前在定向井的工程項(xiàng)目中，導(dǎo)向鉆井仍為主流技術(shù)，對(duì)于鉆井技術(shù)簡(jiǎn)化性的滑動(dòng)型導(dǎo)向鉆具的組合方式作為普遍工具。在實(shí)際施工中這種技術(shù)也體現(xiàn)出安全性，以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于操作等優(yōu)勢(shì)。在調(diào)整井眼軌跡的過(guò)程中復(fù)合導(dǎo)向滑動(dòng)技術(shù)具備了便于操作的優(yōu)勢(shì)，而且能夠精準(zhǔn)高中靶，同時(shí)鉆具更換時(shí)間更短也為由于特點(diǎn)而備受推崇。實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)向鉆井過(guò)程中應(yīng)用了導(dǎo)向滑動(dòng)鉆井技術(shù)，可以在螺桿鉆具比復(fù)合旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)高出1.6倍以上的純鉆進(jìn)時(shí)間，從而證明了兩種方式中的單彎度數(shù)與比值為正比關(guān)系。而導(dǎo)向鉆井技術(shù)的具體應(yīng)用過(guò)程應(yīng)當(dāng)以實(shí)際操作情況為基準(zhǔn)，一般情況下更加適合淺層定向作業(yè)，而且體現(xiàn)出更大的發(fā)揮空間。而對(duì)于中深定向井的實(shí)際工程中，由于需要不斷更換螺桿鉆具，那么必然導(dǎo)致施工速度的下降和作業(yè)成本的增加，那么全井段的施工中并并不建議作為主要應(yīng)用方式。而對(duì)于水平井和大位移井施工而言，由于軌跡控制難度更高，因此建議在全井段中運(yùn)用。

三、PDC鉆頭改進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向

鉆井質(zhì)量、成本、速度都受到鉆頭的制約和影響，那么在適應(yīng)巖性需求的基礎(chǔ)上選擇符合要求的鉆頭尤為重要。牙輪鉆頭與PDC鉆頭是目前普遍應(yīng)用于具體定向井施工中的鉆頭，而牙輪鉆頭在我國(guó)早期施工中應(yīng)用廣泛備受關(guān)注，而PDC鉆頭作為新型鉆頭的應(yīng)用推進(jìn)為本文研究方向。

（二）導(dǎo)向鉆具與PDC 鉆頭的復(fù)合鉆進(jìn)

機(jī)械鉆速快、鉆具轉(zhuǎn)速低、鉆頭轉(zhuǎn)速高，是PDC鉆頭在實(shí)際鉆井施工中的三大特點(diǎn)。滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的組合鉆井方式，不僅能夠確保井眼軌跡的明確，也在規(guī)避方位和井斜產(chǎn)生變化的過(guò)程中起到重要作用。而且對(duì)于定向井控制難度較大的項(xiàng)目而言，掌握軌跡與位移的運(yùn)用是必要途徑。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了該技術(shù)的部分缺陷，對(duì)于較大地層硬度的具體施工中并不適合該技術(shù)的應(yīng)用，使用年限不高的螺桿鉆具在此類型的施工鉆井中容易產(chǎn)生更大的損壞，不僅需要螺桿的及時(shí)更換，同時(shí)也增加了鉆井成本的額外支出，而實(shí)際鉆井速度也不高。

（二）井身剖面穩(wěn)定器組合

在實(shí)際施工定向井的過(guò)程中，當(dāng)PDC鉆頭產(chǎn)生方位偏移的情況，必須相應(yīng)改進(jìn)其方式組合，那么穩(wěn)定器對(duì)于控制方位漂移具有良好的效果。對(duì)于穩(wěn)定器組合的運(yùn)用是“穩(wěn)、定、直”模式的操作，而在定向控制井斜的過(guò)程中，必須設(shè)計(jì)井斜的最大角度。PDC與穩(wěn)定器進(jìn)行組合結(jié)構(gòu)作為穩(wěn)斜鉆井的方式，而這一過(guò)程中僅需一個(gè)鉆頭或者一趟鉆就能夠完成施工，不僅能夠節(jié)約鉆井時(shí)間，也能夠延長(zhǎng)PDC鉆頭使用年限，促進(jìn)鉆井效率的提升。而提升鉆具組合的增斜增強(qiáng)能力，也是實(shí)際鉆井工程的需要。那么在選擇PDC鉆井技術(shù)的參數(shù)時(shí)，也要規(guī)避井斜快速下降的因素，對(duì)于這種情況可以采用高壓鉆與低鉆速的方式進(jìn)行組合，才能夠提升鉆井施工的速度和效率。地鉆壓及高鉆速是PDC鉆頭的主要應(yīng)用方式，而此種方式能夠?qū)嶋H提升鉆井速度，但由于需要多種方式控制軌跡，包括降斜、增斜和增降方位，那么可以采取定向井試鉆的方法完成。一方面對(duì)施工地層的巖性做出分析，而以地質(zhì)巖性硬度的差異化，作為鉆井方式的選擇。另一方面，有效減輕鉆井負(fù)荷的情況，需要PDC的鉆頭在應(yīng)用過(guò)程中及時(shí)對(duì)穩(wěn)定器數(shù)量進(jìn)行控制。

四、定向井優(yōu)快鉆井技術(shù)的發(fā)展前景

在我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)水平不斷提升的同時(shí)，石油行業(yè)與時(shí)俱進(jìn)發(fā)展快速。多數(shù)油田目前已經(jīng)進(jìn)入中后期階段，含油層厚度較薄，而油藏分布也呈現(xiàn)出不均勻的現(xiàn)象，少數(shù)地區(qū)的油藏地質(zhì)條件與基礎(chǔ)環(huán)境也更加復(fù)雜化。對(duì)于現(xiàn)階段的石油鉆井施工而言，迎來(lái)了更大的大難度以及挑戰(zhàn)。作為新型鉆井技術(shù)的定向井技術(shù)，在實(shí)踐中的應(yīng)用效果明顯突出。與直徑鉆井進(jìn)行比較具有較高的操作優(yōu)勢(shì)和降低成本的特點(diǎn)，對(duì)于鉆井技術(shù)的發(fā)展具有推動(dòng)作用。因此，在石油開(kāi)采的過(guò)程中必然具有長(zhǎng)足發(fā)展的有利因此，而部分技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展，同樣是對(duì)于我國(guó)在定向井施工中的支持和推進(jìn)。那么其發(fā)展方向也會(huì)朝向使用年限提高與工程施工難度加大的方向發(fā)展，而在不同技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新與完善的過(guò)程中，必然對(duì)定向井鉆井技術(shù)的速度提升有所輔助，那么在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)也會(huì)更為明顯。

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