石油定向鉆井技術(shù)常見問題與解決策略

魏斯壯

（中海油田服務(wù)股份有限公司，天津300450）

由于石油資源的特殊性，我國不僅擴大了石油資源的進口規(guī)模，同時也通過不斷地提升鉆井技術(shù)應(yīng)用水平，加快我國石油資源的開采力度，確保石油資源可以滿足我國經(jīng)濟發(fā)展的要求。對于石油定向鉆井技術(shù)而言，盡管其在鉆井領(lǐng)域有著多年的應(yīng)用經(jīng)驗，但是仍然在應(yīng)用過程中存在許多問題，如果問題解決不當(dāng)，將會直接影響石油定向鉆井技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，更是會危及我國石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此，積極解決石油定向鉆井技術(shù)在應(yīng)用過程中存在的問題，對推動我國石油資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著積極意義。

1 石油勘測技術(shù)

我國對于石油資源的需求逐年增加，所以為了滿足國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展要求，需要勘測人員利用先進的技術(shù)，對我國石油資源進行勘測，從而實現(xiàn)提升我國石油產(chǎn)量的目的。當(dāng)前，石油鉆井完井技術(shù)按照鉆井形式劃分，可以分為多種形式，例如：定向井、水平井以及超深井等。隨著我國鉆井完井技術(shù)的不斷發(fā)展，我國定向鉆井技術(shù)在石油勘測領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。與西方國家相比，我國石油鉆井技術(shù)的研究起步時間比較晚，但是隨著改革開放的不斷深入，我國加大了對石油鉆井技術(shù)的研發(fā)投入，并且不斷對傳統(tǒng)石油鉆井技術(shù)進行改革創(chuàng)新，同時積極汲取國外現(xiàn)代化的鉆井技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗，從而使我國石油鉆井技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。

2 石油定向鉆井技術(shù)優(yōu)勢

由于石油勘測工作越來越重要，所以定向鉆井技術(shù)在石油勘測領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。在應(yīng)用定向鉆井技術(shù)過程中，由于科研人員的不斷努力以及大量應(yīng)用經(jīng)驗的支持下，使得我國定向鉆井技術(shù)得到了不斷完善，并且收獲了喜人的應(yīng)用效果?，F(xiàn)階段，定向鉆井技術(shù)可以分為三種類型，即：低中斜度定向井技術(shù)，斜度定向井技術(shù)與大斜度定向井技術(shù)。與其他鉆井技術(shù)相比，定向鉆井技術(shù)不僅具有效率高、靈活性好等特點，而且操作更加便捷，同時可對復(fù)雜區(qū)域?qū)嵤┿@井作業(yè)，技術(shù)適用范圍廣，從而拓展了定向鉆井技術(shù)的應(yīng)用范圍。

通常來說，為了對地下油氣資源進行勘探與開發(fā)，需要在被勘測區(qū)域附近實施定向鉆井技術(shù)。如要在海洋中勘探開發(fā)石油，需要在勘探前完成海上平臺的搭建，或者使用可移動式鉆井平臺，再或者從陸地邊緣打定向井。如果地層復(fù)雜，并且難以穿過時，為了繞開復(fù)雜地層，可通過定向井技術(shù)來予以實現(xiàn)，此種方式可稱之為繞障定向井。如果突發(fā)安全事故，例如：火災(zāi)、卡鉆以及鉆具斷裂等情況時，需要采用側(cè)鉆井、救援井等方式解決突發(fā)事故。隨著近年來各類水平井、多分支井的出現(xiàn)，加快了定向井技術(shù)的發(fā)展速度，并且也使油藏開發(fā)方案得到進一步優(yōu)化，從而實現(xiàn)提高原油開采量與開采效率的目的?？傊?，隨著定向鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，未來定向鉆井技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域還將進一步擴大。

3 石油定向鉆井技術(shù)在應(yīng)用過程中存在的問題

3.1 定向儀的精度不夠準確

在應(yīng)用定向鉆井技術(shù)時，儀器設(shè)備的精度高低以及是否存在故障問題，均會影響定向鉆井技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量。其中，如果儀器測量精度低，或者存在故障，將會使測量結(jié)果存在比較大的誤差，從而會對施工指導(dǎo)產(chǎn)生影響。另外，測量是前期準備工作的核心內(nèi)容，如果定向儀的測量偏差過大，不僅會延誤施工工期，而且也會對鉆井質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，有損鉆井單位的經(jīng)濟效益。

3.2 定向鉆井軌跡控制問題

在鉆井作業(yè)中，軌跡控制的重要性不言而喻。在整個鉆井過程中，需要嚴格地對鉆井軌跡進行控制，確保按照事先設(shè)計的路徑完成鉆井任務(wù)。一般來說，為了與地下油氣資源儲藏地進行連接，往往會對鉆井精度有著嚴格要求。但是，在部分鉆井工程中，由于鉆井軌跡控制不嚴格，導(dǎo)致實際井眼與目的地存在比較大的偏差，不僅會增加鉆井支出，甚至?xí)虼艘l(fā)安全問題。

3.3 定向井鉆井井斜問題

長期以來，井斜問題是影響石油定向井鉆井技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。在定向鉆井直井段施工階段，如果出現(xiàn)井斜問題，將會不可避免的影響后期施工計劃，除了會影響鉆井效率，而且也會引發(fā)安全問題。所以，在實施石油定向鉆井技術(shù)過程中，務(wù)必要針對井斜問題的發(fā)生原因進行分析，采取措施降低井斜問題的發(fā)生幾率。

3.4 大斜度定向井井眼清潔問題

在清潔大斜度定向井井眼時，時常會出現(xiàn)巖屑堵塞井眼的問題，影響接下來鉆井工作的開展。在鉆井過程中，井壁下側(cè)的巖屑床會在鉆井過程中出現(xiàn)明顯下滑，導(dǎo)致大量巖屑在井眼位置聚集，引發(fā)井眼堵塞問題。此外，與鉆井液的密度相比，如果巖屑密度大于鉆井液密度，同樣也會引發(fā)巖屑聚集，導(dǎo)致巖屑床在井眼區(qū)域形成。隨著時間的不斷推移，巖屑床會因為大量巖屑堆積而導(dǎo)致厚度不斷增加，在應(yīng)用石油定向鉆井技術(shù)時，鉆具的扭矩會快速增加，從而增加施工難度，影響鉆井效率。

4 解決石油定向鉆井技術(shù)問題的策略

4.1 定向儀的操作精度問題

在石油定向鉆井技術(shù)中，定向儀是影響鉆井質(zhì)量的重要儀器設(shè)備。在操作定向儀過程中，操作人員要按照規(guī)范要求完成定向儀的操作，并且對操作人員的專業(yè)性有嚴格要求。在鉆井階段，定向儀的操作要由多人來完成，并且要對定向儀的使用過程進行相互監(jiān)督，以免因操作失誤而影響鉆井質(zhì)量。此外，在鉆井前，定向儀的維修保養(yǎng)要予以關(guān)注，使用校準螺絲對定向儀的精度進行調(diào)整，保證定向儀的測量精度符合鉆井要求，避免出現(xiàn)失準問題。在勘察階段，定向儀不得在彎曲地段中使用，并嚴格控制鉆井速度，如果鉆井速度過快或者過慢，均會影響定向儀的測量精度，所以鉆井速度要保持在合理區(qū)間?？傊瑸榱颂嵘ㄏ騼x的操作精度，除了要提升操作人員的專業(yè)技能水平外，還應(yīng)做好定向儀的維護工作，保證定向儀的操作精度可以滿足鉆井工作要求。

4.2 控制鉆井軌跡

軌跡控制是提升鉆井質(zhì)量的關(guān)鍵，通過嚴格的軌跡控制，可以使井深的整體走向符合要求，降低后期石油開采難度，提升使用開采效率。在應(yīng)用石油定向鉆井技術(shù)前，需要通過計算的方式確定鉆井軌跡，在計算過程中要將目標點納入在運算公式當(dāng)中，并作為計算依據(jù)，同時結(jié)合物理與數(shù)學(xué)公式完成鉆井軌跡的計算，使鉆井軌跡更加科學(xué)。另外，在計算鉆井軌跡時，需要對泛函極值問題進行合理運用，并可通過設(shè)立極值曲線的方法提升運算的科學(xué)性，在保證鉆井定位準確的前提下，嚴格對鉆井軌跡進行控制。總之，為了提升軌跡控制的精度，合理計算是最基本的要求。

4.3 避免井眼傾斜

井眼傾斜是定向鉆井工作中最常出現(xiàn)的問題，一旦出現(xiàn)井眼傾斜，將會嚴重影響鉆井質(zhì)量。因此，為了解決井眼傾斜問題，需要在鉆井前做好充分的準備工作，并對鉆井流程進行控制，降低鉆井傾斜力對井壁的作用，使井壁得到最大限度的保護，同時對鉆井直徑進行擴大，有助于降低井眼傾斜問題發(fā)生的概率。另外，為了降低地層斜向作用力的鉆井的影響，需要在鉆井時對其他方向的作用力進行嚴格控制，降低地層斜向作用力的影響，并且鉆井環(huán)節(jié)的每一步都要高質(zhì)量完成，方可從根本上解決井眼傾斜問題。

4.4 定向鉆井應(yīng)按時清理井眼

為了解決井眼堵塞問題，在定向鉆井過程中，需要提前做好計劃，定期對井眼中的鉆屑進行清理。在清理鉆屑時，需要使用專業(yè)的清理液，并對鉆井流程進行合理規(guī)劃，避免返砂問題出現(xiàn)，提升定向鉆井技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量。在清潔井眼過程中，做好安全保護措施，以免發(fā)生安全問題。另外，鉆井工作人員要通過不斷學(xué)習(xí)，提升自身專業(yè)素質(zhì)水平，并注重能力訓(xùn)練，有助于提升鉆井工作的質(zhì)量，并可有效地監(jiān)督鉆井全過程。如果在鉆井時發(fā)現(xiàn)異常情況，則要及時對問題進行上報，并根據(jù)問題處理預(yù)案要求完成故障問題的處理。最后，做好崗前培訓(xùn)工作，幫助鉆井人員了解基本儀器的操作常識，不斷將先進的定向鉆井技術(shù)與經(jīng)驗傳授給鉆井人員，為快速解決石油定向鉆井技術(shù)中的常見問題打下堅實基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

總之，隨著我國石油資源需求的不斷提升，未來還將加大石油資源的勘測規(guī)模，從而滿足我國經(jīng)濟發(fā)展的要求。鉆井技術(shù)是石油勘測、開采工作中最為關(guān)鍵的技術(shù)形式，所以下大力氣加快石油定向鉆井技術(shù)的研發(fā)，積極解決定向鉆井技術(shù)中存在的問題，對推動我國石油事業(yè)發(fā)展有著重要意義。