鉆井井眼軌跡控制技術

秦小虎

摘要：作為世界上人口最多的發(fā)展中國家，我國對于能源的消耗量是巨大的。尤其在當前新的發(fā)展時期下，各行各業(yè)都呈現(xiàn)出一片蓬勃的發(fā)展態(tài)度，對于能源的依賴程度始終處于高位。雖然我國已經探明的油氣儲量十分豐富，但是由于位置，技術等多方面因素的限制，大部分的油氣資源尚未得到有效的開發(fā)。而一些正在開發(fā)中的油氣井，由于經過數(shù)十年的開發(fā)，均已進入中后期階段，采出量減少，開采難度加大，市場供應的形勢十分嚴峻。所以，如何創(chuàng)新開采技術，提升油氣資源的采收率，一直是油企，以及整個社會重點關注的課題。在油氣資源的開發(fā)中，鉆井作業(yè)是十分關鍵的一環(huán)，也是決定油氣采收率的重要環(huán)節(jié)。高效，有序的鉆井活動實施是保障采收率的重要前提?；谟蜌馓锏刭|特征以及開采需求的差異，鉆井的形式也各不相同，比如有些油田需要采取定向鉆井技術，有些油田需要進行大位移井作業(yè)，除此之外，還有水平井，側鉆井等多種鉆井形式。鉆井作業(yè)的差異能夠造成采收率的差異，但這些鉆井形式共同的前提是，在鉆井作業(yè)實施之前，需要對井眼軌跡進行精準的控制，通過控制井眼軌跡，為鉆井作業(yè)提供有效的指引，從而實現(xiàn)高效率的鉆井作業(yè)，為油氣的高產穩(wěn)產奠定基礎。

關鍵詞：鉆井;井眼軌跡;控制技術

前言：

作為資源需求大國，一直以來，就如何提高能源采收率，以及對于油氣資源開發(fā)技術的研究與創(chuàng)新就從未停止過。鉆井作業(yè)是決定油氣開采率有效實現(xiàn)的關鍵性技術，隨著我國油氣開采技術的進步，鉆井作業(yè)形式也越來越多樣化，有效地緩解了能源緊張的局面?；谖覈刭|資源的多樣化，在實施鉆井作業(yè)之前，需要利用有效地井眼軌跡控制技術來為鉆井作業(yè)的實施提供方向與指引。這樣一方面可以避免由于軌跡不明而造成的無效作業(yè)，不僅無法有效的提升開采效率，同時還會造成成本的增加。因此，結合不同的油井特征，采取科學的井眼軌跡控制技術就顯得尤為重要且必要。本文就井眼軌跡控制技術應用的重要性，以及井眼軌跡控制技術的具體應用進行簡單闡述，以供參考。

1井眼軌跡控制技術應用的重要作用

基于鉆井作業(yè)的重要性，以及在具體鉆井過程中的復雜性以及不確定性，為了切實提升鉆井效率，提高油氣資源的采收率。唯有通過有效的技術手段對井眼軌跡進行控制，為有效鉆井創(chuàng)造有利條件。井眼軌跡控制技術是可以使實鉆井眼沿著預先設計的軸線鉆達目標靶區(qū)的綜合性技術。其主要內容包括，對鉆井作業(yè)的鉆具結構進行優(yōu)化，對鉆井參數(shù)進行研究之后優(yōu)選出最適合的鉆井作業(yè)工藝，同時對井眼軌跡進行預測和檢測，以確認鉆井作業(yè)實施的可行性，同時綜合分析地層對井眼軌跡的影響規(guī)律，并結合規(guī)律對鉆井作業(yè)的實施進行相應的調整。井眼軌跡的控制技術的有效實施，關系到后續(xù)測井工作，試油工作，以及在修井與采收等多個作業(yè)的質量實現(xiàn)。所以，毫不夸張的說，井眼軌跡控制技術是鉆井作業(yè)實施中的關鍵性技術。尤其在一些定向井的鉆井作業(yè)中，通過利用井眼軌跡控制技術，可以實現(xiàn)井眼規(guī)律的有效控制，在鉆井井場的布局完成后便可進行下一步的鉆井準備，一般情況下，作業(yè)油井間的井網的密集程度較高，如果不進行科學井眼軌跡設計與控制，那么在多井同時作業(yè)的情況就有可能會出現(xiàn)交叉、重疊、碰撞等問題產生，不僅嚴重影響鉆井安全，同時還降低了鉆井效率，所以，對井眼軌道進行科學的設計，可以有效地避免鉆井過程中出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象而影響鉆井效率和鉆井質量。在確保鉆井安全的同時，實現(xiàn)鉆井作業(yè)效率的提升，切實提升油氣采收率，為企業(yè)良好經濟效益的實現(xiàn)奠定基礎。

2井眼軌跡控制技術的應用

2.1優(yōu)選鉆具結構參數(shù)，實施直井段防斜打直

在井眼軌跡控制技術實施的第一步，是需要根據(jù)不同的油井特征，以及井眼的長度與尺寸來合理的選擇鉆具，同時確認鉆具的結構與鉆井所需相適應，這樣才能夠將井斜控制在要求范圍內，也是直井段鉆井作業(yè)中的關鍵點。一是可以有效地防止相鄰井產生碰撞現(xiàn)象，二是便于定向井的造斜施工，這樣才能夠為井眼軌跡的控制提供有效的依據(jù)，否則井眼軌跡無法在控制范圍內的話，后續(xù)的鉆井作業(yè)不僅談不上效率的提升，連最基本的安全問題，也很難得到保障。所以，必須把第一步工作落到實處。當前，在直井段防斜打直中最為適合的鉆具為滿眼鉆具，以及塔式鉆具和鐘擺鉆具。經過大量直井防斜打直的實踐說明，這三款的鉆具比較契合防斜打直的具體要求，以鐘擺鉆具為例，其結構相對簡單，而且有良好的糾斜力，但其弱點在于沒有防斜力，所以在直井段實施防斜打直作業(yè)時，要確保鉆鋌長度足夠，那么就需要根據(jù)油井的地層特征來優(yōu)選鉆井參數(shù)。就塔式鉆具來說，相對于鐘擺鉆具其優(yōu)勢更大，而且塔式鉆具可以隨著大尺寸鉆鋌長度的增加，相應的防斜能力也就越佳，塔式鉆具尤其適應于加大鉆壓快速鉆井，提高鉆井速度。但由于鉆頭與鉆鋌的距離相隔較遠，無法實現(xiàn)實時的檢測，所以當井斜接近3度時，必須改變鉆井參數(shù)來嚴格控制井斜，使直井段井斜不超過規(guī)定標準。使用塔式鉆具結構的目的是以控制井斜為主，通過測斜而獲取井眼軌跡參數(shù)，計算實際井眼剖面。而相對于鐘擺鉆具與塔式鉆具的優(yōu)缺點來說，滿眼鉆具是最好的防斜鉆具，不僅可以加大鉆壓實現(xiàn)快速鉆進，十分有利于提高鉆進速度，在鉆進效率上有較好的保障。

2.2實施定向造斜作業(yè)

確認好鉆具結構參數(shù)之后，但開始著手進行造斜作業(yè)。造斜點是根據(jù)目標靶區(qū)的垂直井深，井眼水平位移，設計的剖面類型，增斜鉆具的增斜率，叢式井井口數(shù)目等綜合來確定。在造斜過程中要注意幾個因素，一是目標點的垂深愈深，造向點相對較深。二是水平位移愈大，造斜點相對較淺。三是井眼剖面類型選擇，直、增、穩(wěn)三類剖面類型是滿足我油田鉆井目的的最理想的一種剖面，其最大井斜角在15°～45°的最佳井斜角范圍之內。大量的實踐證明，井斜角小于15度，方位不穩(wěn)定，容易漂移;井斜角大于45°，測井和完井作業(yè)施工難度較大，扭方位困難，轉盤扭矩大，并易發(fā)生井壁坍塌等現(xiàn)象。四是增斜鉆具的增斜率。定向井的大多數(shù)井段是靠轉盤帶動鉆具完成的。增斜鉆具增斜率的大小、增斜井段的長度是確定造斜點位置的參考依據(jù)。增斜鉆具的增斜率愈大，增斜段相對愈短，造斜點則較深;增斜鉆具的增斜率小，增斜段相對較長，造斜點則較淺。五是叢式井井口的數(shù)量影響，叢式井中兩口相鄰定向井的造斜點深度要相互錯開，錯開距離應不小于30米，鉆井順序應先鉆水平位移大，造斜點淺的井;后鉆水平位移小，造斜點深的井。這樣既有利于定向造斜時防止磁性測斜儀受鄰井套管的影響，又有利于定向和井眼軌跡控制，同時，還有利于防止造斜點附近井眼串通或相碰。在定向造斜的具體操作中，定向一次成功率取決與直井段的井斜角，造斜點的偏移距，增斜段地層的自然方位漂移規(guī)律，增斜鉆具的增斜率和增斜段長度，反扭角確定的準確度等。所以，要結合這些綜合參數(shù)進行合理而準確的選擇。

2.3對井眼軌跡進行確認和調整

實施井眼軌跡控制技術的根本目的在于為后續(xù)的鉆井作業(yè)以及采收工作奠定基礎，所以必須要結合油井地層特征，以及井眼軌跡控制技術的實施要求，對鉆井結構參數(shù)進行調整，對造斜點進行確認，對針對井眼軌跡控制技術實施中可能出現(xiàn)的問題進行預防之外。還需要對實際的井眼軌跡進行確認與調整。比如，當發(fā)現(xiàn)作業(yè)的井眼井斜出現(xiàn)偏大或是偏小現(xiàn)象時，可通過調整鉆井參數(shù)來對做井眼軌跡進行一定程度的微調。除此之外，還可以通過改換鉆具結構來進行井眼軌跡的調整。比如，當井眼的方位出現(xiàn)較大程度的偏差現(xiàn)象時，可以通過下螺桿鉆具扭方位來進行適當?shù)恼{整。當然，除了通過鉆具來進行井眼軌跡的調整之外，還可以利用地層的自然方位漂移規(guī)律來進行井眼軌跡的調節(jié)。這在當前都已經是應用較為普遍的井眼軌跡控制技術了，而且井斜的調整，現(xiàn)場技術的應用已經十分成熟，重要的在于根據(jù)不同的井眼實際特征，來進行針對性的確認與調整，從而使得整個井眼軌跡控制更具針對性，更能為鉆井作業(yè)的有序有效實施奠定良好的基礎。

結束語：

綜上所述，隨著新的發(fā)展時期的到來，社會各個行業(yè)都在蓬勃的發(fā)展之中，無論是工農業(yè)生產，還是社會生活活動的有序開展，都需要大量的油氣資源支持。而隨著我國油氣開發(fā)時間的增加，油氣田普遍進入開發(fā)中后期，開采的難度越來越大，要想在新的形勢下實現(xiàn)高效開采，確保市場供應，就需要針對當前油氣開采過程中所面臨的技術瓶頸進行深入的研究，并不斷的尋求突破。顯而易見，隨著非常規(guī)開發(fā)時代的來臨，傳統(tǒng)的鉆井技術難以實現(xiàn)油田的戰(zhàn)略性可持續(xù)有效開發(fā)。為了更好的滿足社會經濟發(fā)展對石油用量的要求，必須要在原有基礎上對鉆井技術進行研究分析，結合油井的實際情況，實施科學的井眼軌跡控制技術，通過鉆井導向技術切實有效地提高鉆井效率，為油田的高產穩(wěn)產夯實基礎。

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