定向鉆井速度影響因素及提升措施研究

摘要：在定向井鉆井作業(yè)的過(guò)程中，提高鉆井速度不但可以提高定向井的鉆井效率，而且有利于提高油氣企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。定向井鉆井作業(yè)十分復(fù)雜，影響鉆井速度的相關(guān)因素較多，主要有地質(zhì)及工程因素、設(shè)計(jì)因素和施工因素等，因此，鉆探企業(yè)需要針對(duì)影響鉆井速度的因素，采取有效的提升措施，提高定向井鉆井作業(yè)效率。

關(guān)鍵詞：定向井;鉆井速度;影響因素;提升措施

近年來(lái)，隨著定向鉆井工藝及相關(guān)配套工具設(shè)備的快速發(fā)展，雖然定向井鉆井速度有了顯著的提高，但是仍然有許多因素制約著定向井鉆井速度的提高，包括地質(zhì)及工程因素、設(shè)計(jì)因素和施工因素等，因此，如何有效的提高定向井鉆井速度是目前鉆探企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，首先對(duì)影響定向井鉆井速度的相關(guān)因素進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，提出了提高鉆井速度的有效措施。

1 定向鉆井速度的影響因素

1.1地質(zhì)及工程因素

地質(zhì)因素主要包括地層傾角、斷層、地層軟硬交互以及地層的各向異性和可鉆性等，使得井斜和方位控制比較困難，需要不斷的調(diào)整井斜和扭方位，影響鉆井時(shí)效。工程因素主要包括地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工程技術(shù)人員對(duì)地層特性和物性了解的不徹底，不能很好的選擇鉆具組合，不能根據(jù)實(shí)際地層情況設(shè)定初始井斜和方位，造成滑動(dòng)進(jìn)尺較多;不能隨時(shí)調(diào)整鉆井參數(shù)，影響鉆井時(shí)效。

1.2設(shè)計(jì)因素

在進(jìn)行鉆井前，需要對(duì)當(dāng)?shù)氐匦?、地貌進(jìn)行仔細(xì)勘查，地層軟硬程度、地層組成成分、地層酸堿度和地層的傾角都直接影響著定向井鉆井速度。在定向井鉆井施工過(guò)程中，因?yàn)樾本魏椭本问┕ず脡膶?duì)定向井的鉆井速度影響較大，所以，對(duì)斜井段和直井段施工要求較高，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合相關(guān)條件，合理的設(shè)計(jì)直井段和斜井段。設(shè)計(jì)人員必須具有過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、豐富的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)歷，但由于設(shè)計(jì)人員自身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)限制，所設(shè)計(jì)的方案不能達(dá)到預(yù)期效果，這也是影響定向井鉆井速度的原因之一。

1.3施工因素

在進(jìn)行定向井鉆井作業(yè)施工的過(guò)程中，如果相關(guān)設(shè)備的參數(shù)達(dá)不到要求，在地層中會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的打滑問(wèn)題，如果打滑問(wèn)題相對(duì)較為嚴(yán)重，則會(huì)出現(xiàn)井漏問(wèn)題，進(jìn)而使得鉆井作業(yè)的效率下降。如果鉆壓不合理，鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)的難度相對(duì)較大，此時(shí)作業(yè)過(guò)程中設(shè)備的轉(zhuǎn)速必然會(huì)嚴(yán)重下降;如果施工過(guò)程中的實(shí)際排量與理論排量之間存在嚴(yán)重的差距，所使用的鉆具的轉(zhuǎn)速也將無(wú)法達(dá)到相關(guān)的要求，導(dǎo)致破碎的巖屑無(wú)法排出地面，此時(shí)進(jìn)行鉆井作業(yè)施工的速度必然會(huì)受到嚴(yán)重的影響。

2定向井鉆井速度提升措施

2.1 提高設(shè)計(jì)能力

充分了解地層性質(zhì)，分析對(duì)比鄰井資料，優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，加深表層套管的下深，減少套管層次;根據(jù)地層的耐磨性和軟硬交互情況，確定合理的機(jī)械參數(shù)和水力參數(shù);定向時(shí)，確定合理的造斜點(diǎn)，預(yù)測(cè)井斜和方位的變化情況，設(shè)定好初始井斜角和初始方位，盡可能減少滑動(dòng)進(jìn)尺;確保井眼軌跡光滑，避免狗腿度超標(biāo)，執(zhí)行通井方案，提高電測(cè)一次成功率。

2.2優(yōu)化軌跡設(shè)計(jì)

盡可能將造斜施工放在上部井段，造斜率設(shè)計(jì)先高后低，或者增加靶前位移降低設(shè)計(jì)造斜率，在復(fù)雜井段多復(fù)合鉆進(jìn)，減少滑動(dòng)鉆進(jìn)的時(shí)間，有利于攜砂和穩(wěn)定鉆井液性能，減少卡鉆風(fēng)險(xiǎn)，提高鉆井速度。由于斜井段的施工周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直井段的施工周期，極易發(fā)生井下復(fù)雜事故，故在斜井段中的重點(diǎn)井段需要重點(diǎn)封堵，使鉆壓有效傳遞，提高機(jī)械鉆速。

2.3合理控制鉆井液

結(jié)合測(cè)量?jī)x器和螺桿的性能、特點(diǎn)，確定最佳的鉆井液排量，使儀器、螺桿始終處于最佳的工作狀態(tài)，以達(dá)到延長(zhǎng)螺桿使用壽命的目的，同時(shí)達(dá)到充分?jǐn)y砂與徹底凈化井眼的效果。定期泵入一定量的稠漿清洗井眼，可以有效避免井下復(fù)雜情況發(fā)生的概率。在易坍塌井段增強(qiáng)鉆井液的抑制性，通過(guò)化學(xué)封堵來(lái)維持徑向支撐以平衡地層坍塌壓力，改善鉆井液的抗溫性，使泥餅更優(yōu)質(zhì)、更扎實(shí)，從而達(dá)到穩(wěn)定井壁的作用。

2.4加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理

加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理對(duì)于提高定向井鉆井速度十分關(guān)鍵，在施工前，需要對(duì)施工作業(yè)的所有工作進(jìn)行合理且科學(xué)的安排，鉆井過(guò)程中，對(duì)斜井段和直井段進(jìn)行合理的控制。如果不同地層中巖性的差別相對(duì)較大，則工作人員可以通過(guò)在不同地層使用不同鉆井工具的方式，使得鉆井速度得到提升，如果鉆井作業(yè)的環(huán)境較為惡劣，則現(xiàn)場(chǎng)管理人員必須加強(qiáng)安全管理，防止因?yàn)槌霈F(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題影響鉆井速度。

2.5優(yōu)化鉆井技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，在提高定向井鉆井速度的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)借助先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來(lái)進(jìn)行定向井鉆井技術(shù)優(yōu)化。首先，合理的設(shè)置鐘擺結(jié)構(gòu)。因?yàn)橹本问┕さ倪^(guò)程中，容易出現(xiàn)定向偏差的情況，所以，以往的施工中，需要頻頻進(jìn)行水平定向，再進(jìn)行鉆進(jìn)。合理的設(shè)置鐘擺結(jié)構(gòu)，可以對(duì)鉆井進(jìn)行規(guī)范，如若出現(xiàn)傾斜，鐘擺將會(huì)顯示，施工人員以此為準(zhǔn)，進(jìn)行調(diào)整，再進(jìn)行鉆進(jìn)，可以保證直井段不出現(xiàn)偏斜的情況。所以，定向井鉆井施工中，注意合理的進(jìn)行鐘擺結(jié)構(gòu)的設(shè)置，使其可以作為直井段鉆進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。其次，優(yōu)化鉆井工藝、引用新技術(shù)。為了使定向井鉆井高質(zhì)高效的完成，還應(yīng)當(dāng)在具體鉆井的過(guò)程中，基于定向井鉆井實(shí)際情況，科學(xué)合理的應(yīng)用地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)、井眼軌跡預(yù)測(cè)技術(shù)、MWD隨鉆測(cè)量技術(shù)等，從而提高定向井鉆井速度。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)行定向鉆井施工的過(guò)程中，鉆井速度會(huì)受到地質(zhì)及工程因素、設(shè)計(jì)因素和施工因素等多種因素的影響，導(dǎo)致定向井鉆井速度低，嚴(yán)重影響了施工效率。因此，相關(guān)企業(yè)可以采取提高設(shè)計(jì)能力、優(yōu)化軌跡設(shè)計(jì)、合理控制鉆井液、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理和優(yōu)化鉆井技術(shù)等相關(guān)措施，有效提高定向井鉆井速度，縮短鉆井周期，實(shí)現(xiàn)企業(yè)降本增效的目的。

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作者簡(jiǎn)介：閆立輝（1979-），男，河北曲陽(yáng)人，工程師，從事鉆井工程工作。