定向鉆井技術(shù)進展研究

孔旋 李官福 李曉彥 羅澤民

摘要：在本文中，筆者將會針對定向鉆井技術(shù)進展及其未來發(fā)展趨勢進行初步分析與探討，希望借此可對相關(guān)從業(yè)人員起到一定借鑒價值。

關(guān)鍵詞：定向鉆井技術(shù)，鉆井勘探，鉆井速度

引言：隨著我國工業(yè)工程領(lǐng)域的快速發(fā)展，定向鉆井技術(shù)也同步邁入全新階段，鉆井的鉆進速度不斷提升，井筒內(nèi)壁更為光滑，鉆井工作質(zhì)量得到棉線改善，勘探作業(yè)成本更是得到有效控制，這對于我國油氣資源開發(fā)過程而言極為有利。定向鉆井技術(shù)在于實際工程作業(yè)場景融合過程中，為提高鉆井技術(shù)對勘探作業(yè)質(zhì)量的影響力，相關(guān)單位與企業(yè)需不斷提高實際工具性能，強化技術(shù)可靠性，進而不斷提高鉆井作業(yè)流程質(zhì)量與效率。

1、定向鉆井技術(shù)新發(fā)展

1.1、井下數(shù)據(jù)測量與傳輸

井下數(shù)據(jù)測量與傳輸是當(dāng)前定向鉆井技術(shù)的重要發(fā)展方向之一，這種技術(shù)通常與多層邊界隨鉆探測技術(shù)共同使用，以電磁測量技術(shù)為核心要點，實現(xiàn)鉆井作業(yè)過程地質(zhì)導(dǎo)向目標(biāo)，并可有效判斷出鉆井內(nèi)部底層與流體的邊界位置。井下數(shù)據(jù)測量與傳輸技術(shù)支持下，工程人員可快速完成地層傾角的判斷，讓鉆井保持最佳的鉆進角度。井下數(shù)據(jù)測量與傳輸亦可應(yīng)用于近鉆頭隨鉆測井技術(shù)場景，該模式下，鉆探過程的地面導(dǎo)向能力得到全面提升，而工作人員亦可利用馬達與短節(jié)等工程器械，進一步控制鉆井作業(yè)成本，延長其總體使用壽命。

1.2、井眼軌跡控制技術(shù)

井眼軌跡控制技術(shù)是一種較為新穎的定向鉆井模式，勘探鉆井團隊在該技術(shù)的支持下，可完成旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)的快速構(gòu)建。隨著技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，井眼軌跡控制技術(shù)的實際工作效率得到明顯提高，尤其是在鉆軌跡復(fù)雜的開采區(qū)域，對于我國油氣資源開采工作起到良好的推動作用。此外，井眼軌跡控制技術(shù)也常被應(yīng)用與鉆井液馬達工作中，此時，工程團隊需做好定向鉆速的有效控制，而這種應(yīng)用模式有著更低的應(yīng)用成本，并可根據(jù)鉆井內(nèi)部巖石壓力及強度的變化，調(diào)節(jié)實際的鉆進速度。

1.3、定向鉆井配套技術(shù)

水力振蕩器是定向鉆井配套技術(shù)的核心內(nèi)容，其技術(shù)的主要發(fā)展點在于對軸向振動的有效利用，而工程團隊通過調(diào)整鉆具與井壁之間的摩擦力，可以讓鉆具與動力馬達之間形成更為良好的配合，避免鉆探過程出現(xiàn)鉆壓急劇上升的異?，F(xiàn)象。在此環(huán)境下，鉆具以及鉆頭的磨損得到全面控制，定向井的鉆探深度得到進一步增長，鉆探作業(yè)風(fēng)險進一步降低，并可在較短時間內(nèi)完成具體的鉆探目標(biāo)。

1.4、定向鉆井新模式

依照當(dāng)前油氣資源鉆井作業(yè)場景，定向鉆井新模式主要呈現(xiàn)兩種模式，分別為：井工廠作業(yè)技術(shù)、遠程決策控制技術(shù)。其中，井工廠作業(yè)技術(shù)利用工廠化模式理念，其目的在于提高鉆探作業(yè)效率，工作人員利用移動式鉆井在從式井場的多口井實施連續(xù)作業(yè)。遠程決策控制技術(shù)主要利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)通信模式，可以實現(xiàn)鉆具工作參數(shù)及相關(guān)數(shù)據(jù)的遠程傳輸與控制，并依照具體的鉆探場景，優(yōu)化鉆進速度與導(dǎo)向，降低鉆探作業(yè)風(fēng)險。

2、定向鉆井技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

2.1、工程與地質(zhì)數(shù)據(jù)的隨鉆測量與實時獲取

隨著我國鉆井系統(tǒng)機械制造水平的不斷改善，鉆井工作水平的提升已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)向?qū)?shù)據(jù)的精準(zhǔn)把控層面，工程團隊需要實施獲取鉆井內(nèi)部各項數(shù)據(jù)，尤其是在鉆井密度較高、井下延伸位移較大的區(qū)域條件下，工作人員更需要嚴格控制各項地質(zhì)數(shù)據(jù)與鉆探工作參數(shù)。高密度鉆井作業(yè)區(qū)域，工作人員需保障不同井眼之間的距離處理合理范圍，并強化鉆井底層相關(guān)數(shù)據(jù)信息的獲取效率，因此，工程團隊可從數(shù)據(jù)獲取及傳輸層面入手，采用更為可靠的傳感器以及數(shù)據(jù)傳輸線路。針對那些容易出現(xiàn)滲漏的鉆探區(qū)域，作業(yè)人員需要比對鉆井內(nèi)部壓力與鉆探風(fēng)險，優(yōu)化套管下放位置，減少鉆探作業(yè)事故發(fā)生幾率，提高整體工作效率，并需精準(zhǔn)掌控井下信息，為施工作業(yè)人員提供更為安全的勘探環(huán)境。

2.2、井下工具及鉆井配套系統(tǒng)一體化設(shè)計

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，定向鉆井技術(shù)所形成的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)以及定性鉆頭，需要針對不同的工程場景與應(yīng)用環(huán)境，調(diào)節(jié)系統(tǒng)細節(jié)設(shè)計與應(yīng)用方式，合理優(yōu)化鉆井作業(yè)技術(shù)手段。針對復(fù)雜鉆井、大傾斜角度鉆井以及水平鉆井等高難度鉆探作業(yè)場景，工程人員需對導(dǎo)向工具進行合理選擇，以保障鉆井工作安全性為基礎(chǔ)，以提升鉆井工作效率為目標(biāo)，對井下工具及鉆井配套系統(tǒng)實施一體化設(shè)計，提高其施工能力，提高不同子系統(tǒng)之間的工作協(xié)調(diào)性，不斷削減鉆井作業(yè)井下事故發(fā)生的可能，提高鉆井勘探企業(yè)的經(jīng)濟效益并保障實際作業(yè)過程效率。

2.3、注重對井眼質(zhì)量的控制并實施掌控具體工具性能

隨著定向鉆井技術(shù)所對應(yīng)的工程場景愈發(fā)復(fù)雜化，定向鉆井工作量大幅度提升，如何提高井眼質(zhì)量與鉆井作業(yè)工作效率，已經(jīng)成為困擾鉆探領(lǐng)域發(fā)展的重要因素。因此，工程團隊在應(yīng)用定向鉆井技術(shù)過程中，需注重技術(shù)自身與具體鉆探場景的契合度，注重對技術(shù)細節(jié)的調(diào)整，鉆井配套設(shè)備使用前，需進行全面細致的檢查與鑒定，確保工具的可靠性，并嚴格按照實際設(shè)計規(guī)范實施鉆井作業(yè)，保障井眼質(zhì)量。當(dāng)工程團隊實現(xiàn)對井眼質(zhì)量的控制，并可有效掌控鉆探工具質(zhì)量，其井下復(fù)雜事故的發(fā)生幾率將全面下滑，工具的使用壽命大幅度延長，定向控制效果更為良好，鉆探作業(yè)成本進一步降低。定向鉆井技術(shù)發(fā)展過程中，導(dǎo)向系統(tǒng)的優(yōu)化工作是其應(yīng)用效能提升的關(guān)鍵，行業(yè)科研人員可針對性開發(fā)可導(dǎo)向的尾管鉆井技術(shù)，徹底改變傳統(tǒng)鉆井作業(yè)模式。

2.4、人工干預(yù)轉(zhuǎn)向自動化與智能化

自動化與智能化為定向鉆井技術(shù)的發(fā)展提供全新思路，而在人工干預(yù)模式下的導(dǎo)向系統(tǒng)中，自動化需依照馬達與鉆井液脈沖所上傳的數(shù)據(jù)進行決策，并全面推進智能鉆桿或電磁波等數(shù)據(jù)傳輸手段，提高決策工作效能。此外，在自動導(dǎo)向能力發(fā)展層面，工作人員也要注重對程序嵌入的有效控制，完善鉆井控制與工作系統(tǒng)，依靠自動化與智能化程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動上傳與分發(fā)，在不需要人工監(jiān)督的情況下，讓鉆井工作得到更為精準(zhǔn)的導(dǎo)向。對于當(dāng)前定向鉆井技術(shù)而言，人工干預(yù)依舊必不可少，地質(zhì)導(dǎo)向與井場作業(yè)依舊需要大量技術(shù)人員對其進行監(jiān)督管理，而在未來的發(fā)展中，隨著智能化與自動化程序的迅速完善與成熟，鉆機自行工作的場景將愈發(fā)普遍。

結(jié)束語：綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的快速進步與完善，定向鉆井技術(shù)發(fā)展速度越來越快，鉆井作業(yè)工作質(zhì)量得到有效提高，自動化與智能化技術(shù)理念的應(yīng)用，更是讓定向鉆井技術(shù)具備更高的作業(yè)準(zhǔn)確性與安全性。

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