定向井優(yōu)快鉆井技術(shù)研究

宋學(xué)寬（大慶鉆探工程公司鉆井三公司，黑龍江大慶 163413）

定向井優(yōu)快鉆井技術(shù)研究

宋學(xué)寬（大慶鉆探工程公司鉆井三公司，黑龍江大慶 163413）

隨著石油工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，定向井鉆探技術(shù)也得到了快速發(fā)展。為降低勘探成本，需要有針對性地對定向井優(yōu)快鉆井技術(shù)進行研究。本文從分析影響定向井優(yōu)快鉆井因素入手，對定向井施工中的導(dǎo)向技術(shù)，鉆頭優(yōu)選技術(shù)以及鉆具組合等技術(shù)進行了深入研究，對提高定向井鉆井速度有一定的幫助。

定向井；優(yōu)快鉆井；導(dǎo)向；復(fù)合

定向井目的在于降低勘探開發(fā)成本。但隨著科技的進一步發(fā)展，與直井比較而言，定向井向優(yōu)與快的方向發(fā)展亟待進一步提高。

1 影響因素分析

定向井鉆井速度慢一直是石油工人普遍困擾的問題。什么原因產(chǎn)生的，那要先對影響鉆井速度的因素進行分析。

首先是井身剖面影響。由于小井斜增斜段長，需要不斷更換鉆具組合，這樣就推遲了時間；再次就是方位漂移的問題。由于漂移方向與余量難確定，也制約了鉆井速度；然后是鉆頭選型的影響。PDC是較為先進的鉆頭，但是在定向井鉆探中并不適應(yīng)，采用傳統(tǒng)的牙輪鉆頭固然會降低速度；最后，定向井鉆井速度還受事故及其它未料情況的影響，如粘卡、砂卡等，具體不再舉例。

2 定向井鉆探技術(shù)優(yōu)快措施

2.1 導(dǎo)向鉆井技術(shù)的改進

目前國內(nèi)普遍采用導(dǎo)向鉆井技術(shù)運用到定向井施工中。其算法這里不再表述了，其一般采用工具為簡化性滑動導(dǎo)向鉆具組合，事實證明，該結(jié)構(gòu)簡單，安全保障。這里還是建議運用滑動導(dǎo)向復(fù)合技術(shù)。因為該技術(shù)方便調(diào)整井眼軌跡，中靶精度高，起下鉆換鉆具結(jié)構(gòu)的時間能夠省下。根據(jù)實踐得出，采用滑動導(dǎo)向鉆井技術(shù)，在導(dǎo)向鉆井過程中，旋轉(zhuǎn)復(fù)合鉆進低于螺桿鉆具所能允許的純鉆進時間1.8倍，并且比值與單彎度數(shù)成正比。

運用導(dǎo)向鉆井技術(shù)要具體情況具體對待。一般淺層定向井可以全面使用；中深定向井需要頻繁更換螺桿鉆具，速度慢，成本高，不提倡全井段使用；大位移井和水平井如軌跡控制難度大，推薦全井使用。

2.2 PDC鉆頭技術(shù)改進

鉆頭事關(guān)鉆井速度、質(zhì)量和成本，一定要考慮與巖性相適應(yīng)。目前定向井鉆井主要使用牙輪鉆頭和PDC鉆頭。前者由于過去普遍使用，業(yè)內(nèi)人士都知之甚詳，所以本文重點對PDC鉆頭相應(yīng)的改進技術(shù)進行介紹。

2.2.1 “PDC鉆頭+導(dǎo)向鉆具”復(fù)合鉆進

采用這種改進技術(shù)，由于鉆具轉(zhuǎn)速低，鉆頭轉(zhuǎn)速高，機械鉆速較為理想?；瑒优c旋轉(zhuǎn)鉆井方式的和諧搭配，保證了井眼軌跡達到要求，不受井斜及方位變化的影響。適合運用位移和軌跡控制難度較大的定向井。該鉆井方式的不足之處時是不適宜中硬地層的運用。螺桿鉆具壽命較短，鉆一口中深井需要更換多次，增加了鉆井成本，同時也導(dǎo)致PDC鉆頭壽命長、進尺多的優(yōu)點得不到充分發(fā)揮。

2.2.2 穩(wěn)定器組合井身剖面

依然運用“直-定-穩(wěn)”的操作模式，將井斜在定向時直接定到設(shè)計最大井斜角，“PDC+穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)”下入并穩(wěn)斜鉆進，直至完鉆?！癙DC+穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)”鉆完大部分乃至全部穩(wěn)斜井段只需一只鉆頭和一趟鉆即可，既節(jié)省了時間，PDC鉆頭壽命長、進尺多的優(yōu)點也得到了充分發(fā)揮。

2.2.3 穩(wěn)定器組合方位控制

使用PDC鉆頭會產(chǎn)生方位異向漂移，一般在定向時向左預(yù)留3-40余量，改進后的余量不留或向右留；使用PDC鉆頭時，Ⅰ檔低轉(zhuǎn)速鉆進左漂，Ⅱ檔高轉(zhuǎn)速鉆進右漂，將二者結(jié)合交替鉆進，方位漂移即可得到有效控制；

2.2.4 穩(wěn)定器組合井斜控制

這需要在施工中將最大穩(wěn)斜角增大，井斜降斜余量預(yù)留。鉆具組合要求增斜能力強。對PDC的鉆進參數(shù)進行優(yōu)選，為防止鉆進時井斜大幅度降低，可以采用“高鉆壓，地鉆速”的鉆井方式進行操作。

2.2.5 改變鉆井參數(shù)及穩(wěn)定器數(shù)量

運用PDC鉆頭鉆井一般使用低鉆壓，高鉆速的方式，由于軌跡控制、增（降）斜、增（降）方位的需要，在定向井鉆進時可以進行試鉆，根據(jù)巖性不同，采取“低鉆壓，高鉆速”、“中鉆壓，中鉆速”和“高鉆壓，低鉆速”中最為合適的鉆井方式，適時改變鉆井參數(shù)；為了減輕鉆機負荷，使用PDC鉆頭鉆井時，因地制宜控制下部鉆具穩(wěn)定器的數(shù)量，做到恰到好處。

2.3 定向井輔助時間技術(shù)改進

選擇先進的軌跡監(jiān)測儀器。過去普遍采用的是照像式單多點測斜儀，如今采用的電子測斜儀。這里推薦使用隨鉆測量儀器（MWD）。MWD儀器通過鉆井液傳遞測斜數(shù)據(jù)，對井底井斜、方位可以隨時監(jiān)測，不需要電纜等裝備，節(jié)省了工序和時間。在旋轉(zhuǎn)鉆進期間，井底數(shù)據(jù)可以隨時測出，與電子多點監(jiān)測相比，節(jié)省了時間，保證了安全。實踐表明，采用MWD與有線隨鉆、電子單多點方式相比，可節(jié)省測斜輔助時間80%左右。

使用隨鉆井壁修整器。井斜較大及大位移定向井容易形成巖屑床，在定向井施工中使用隨鉆井壁修整器，可以在鉆進過程中進行第二次井壁修整，對已經(jīng)產(chǎn)生的巖屑床進行破壞，通過減少短起下次數(shù)來減少輔助時間。

3 結(jié)語

本文對定向井鉆井速度影響因素進行分析，提出了相應(yīng)的改進措施，起到了定向井鉆井技術(shù)優(yōu)快的效果，希望能得到推廣使用。

［1］程丙方.“五段制”定向井優(yōu)快鉆井技術(shù)［J］.內(nèi)江科技. 2013（10）.

［2］鄭丹.淺析定向井鉆井工藝技術(shù)［J］.中國石油和化工標準與質(zhì)量.2013（10）.

［3］陸華，許欽銳，劉永勝.江蘇油田G6區(qū)塊定向井優(yōu)快鉆井技術(shù)［J］.西部探礦工程.2005（07）.