關于分析定向井水平井摩阻控制與優(yōu)化處理

楊帆

摘要：隨著社會中科學技術逐漸進步與發(fā)展的新趨勢走向，在定向井水平井鉆井工程的施工作業(yè)中，逐漸對于鉆井時出現(xiàn)的問題，比如產(chǎn)生的摩阻現(xiàn)象，進行科學化的控制與優(yōu)化處理。幫助定向井水平井在鉆井開采過程中，能夠更加快速、順暢的進行施工作業(yè)，從而縮短施工進行工期，節(jié)約經(jīng)濟成本，所以關于如何對于定向井水平井的摩阻進行控制與優(yōu)化處理是我們需要分析和研究的問題。

關鍵詞：定向井;水平井;摩阻控制;優(yōu)化處理

引言：

定向井水平井鉆井摩阻是在石油開采過程中有待解決的一項重要問題，利用對于引起摩阻現(xiàn)象出現(xiàn)的原因分析，實施具有針對性的解決措施，幫助定向井水平井鉆井過程中控制摩擦阻力大小，促進鉆井工程順利實施，對摩阻的解決辦法制定相關方案，進行摩阻優(yōu)化與處理。

1.摩阻產(chǎn)生的原因

定向井水平井鉆井過程中產(chǎn)生的摩擦力的原因，主要是由于鉆頭或者鉆柱等鉆井用具，在井眼內由于不同作用力產(chǎn)生變形，導致增大其與井壁接觸產(chǎn)生接觸力，同時井壁并不是完全光滑，存在一定的摩擦系數(shù)這樣就導致了在定向施工過程中鉆具在井眼內滑動，與井壁間會產(chǎn)生摩擦力。由于實鉆井眼軌跡并不是一條光滑的曲線。自然會存在井眼縮徑或者狗腿度變化而形成的微小“鍵槽”同時井眼內存在巖屑鉆柱的接篩通過這些井段時會產(chǎn)生一定的附加阻力。所以實際鉆井過程中的摩阻力是由上述兩部分組成，即摩擦力和附加阻力。因此鉆具與井壁間的接觸力的計算對于研究摩阻產(chǎn)生機理具有重要意義。

2.定向井水平井影響摩阻的因素

2.1施工鉆具因素

在定向井水平井鉆井的過程中會產(chǎn)生摩阻現(xiàn)象，而對于如何控制摩阻我們需要先從源頭入手，施工鉆具就是影響水平井定向井鉆井中摩阻的重要因素，由于定向井水平井鉆井必定會利用到施工用具，所以在施工用具的選擇上，我們需要選擇適合相關項目工程施工的用具，舉個例子，鉆頭是在鉆井施工工程時幫助施工鉆井前進的專業(yè)器械，一個鉆頭如果受力面積過大，就會導致在定向井水平井鉆井的過程中摩阻增大，但是如果采用受力面積過小的鉆頭，就會減小相對的施工作用力，所以在施工的鉆頭選擇上，需要針對鉆井的具體現(xiàn)場實際情況來進行相適應的鉆頭選用。而施工的鉆柱也是同理，一個鉆柱如果承受施工壓力過大，就會造成鉆柱的損壞、鉆柱的彎曲現(xiàn)象。而鉆柱彎曲，如果施工的鉆井直徑較小，則會造成鉆柱與井壁摩擦產(chǎn)生的額外摩阻，所以在鉆柱的選材上，也需要施工團隊選用質量較好的，能夠承受相應壓力的專業(yè)鉆柱。

2.2地理地質環(huán)境因素

地理地質環(huán)境也會影響摩阻的產(chǎn)生，在定向井與水平井在進行鉆井之前，施工團隊需要利用專業(yè)勘測儀器對地下的巖層情況進行了解，如果地下巖層中的砂石較多，就會對施工作業(yè)產(chǎn)生影響。當鉆井工具進入地下時，會和地下地層的巖石和砂石產(chǎn)生摩擦，巖石較為堅硬對于施工用具的摩阻就會越大，砂石如果較多，也會對于深入地下的鉆具產(chǎn)生一定的摩阻，所以地理地質環(huán)境因素，對于定向井水平井鉆井的摩阻也具有重要影響。

2.3井眼清潔度因素

井眼清潔度是指井眼的環(huán)空內巖屑濃度，如果井眼的清潔度較低，那么在定向井水平井鉆井過程中就會造成較大的摩擦阻力。環(huán)空內巖屑的濃度就會較高，如果想要減小鉆井摩阻，就需要對于施工井眼的環(huán)空內巖屑濃度進行一定程度的降低作用，幫助其井眼清潔度增加，從而減小摩阻。

2.4地質泥漿潤滑程度因素

地質泥漿潤滑程度也是影響定向井水平井鉆井的因素，當施工用具在進行鉆井時，如果地下的地址泥漿潤滑程度很高，就會使鉆井鉆頭等施工用具在地下作業(yè)與泥漿的摩擦大大減小，并且能夠在施工作業(yè)時工作十分流暢，這樣就能夠減小地下的摩阻現(xiàn)象。如果地質泥漿的潤滑程度較弱，就會使得泥漿泥土較實，會導致施工用具的壓力增大，不易進行鉆井施工，從而使得施工的摩阻加大，所以地址泥漿的潤滑程度也能夠造成摩阻現(xiàn)象的改變。

3.減小摩阻的優(yōu)化處理

3.1優(yōu)化施工機械設備

對于定向井水平井鉆井的摩阻現(xiàn)象進行控制與優(yōu)化處理，首先就需要對于項目工程施工過程中的機械設備進行優(yōu)化，對于施工用具鉆頭，專業(yè)技術人員可以針對不同情況使用的不同鉆頭進行一定的數(shù)據(jù)參數(shù)記錄，然后再分析其使用規(guī)律，研制出能夠自動進行轉換適應各個環(huán)境的多用型鉆頭用具，這樣能夠在施工過程中使得不論施工條件如何，在鉆頭摩阻的方向上，都能夠做到產(chǎn)生最小的摩阻，幫助施工作業(yè)更加方便快捷。施工的鉆柱選材上，也可以在經(jīng)濟合適的條件下，選擇能夠承受相關阻力，不會造成自身彎曲或者有柱身造成損傷的鉆柱，這樣可以增加鉆柱在施工過程中的使用壽命，也能夠在承受壓力的同時不會增加鉆柱與井壁的摩擦阻力，從而控制定向井水平井鉆井的摩阻。

3.2提升泥漿潤滑度

在施工過程中，專業(yè)的施工作業(yè)技術人員能夠根據(jù)一定的專業(yè)配比，將施工作業(yè)中的泥漿進行調制作業(yè)，提升地下鉆井經(jīng)過的泥漿潤滑程度，使得地下泥漿在與施工鉆頭等機械工具相接觸時，能夠減小對于施工用具的產(chǎn)生的摩擦阻力，可以讓施工鉆頭順利的按照施工方向前進，幫助定向井水平井有效的進行鉆井作業(yè)。

3.3對井眼進行清潔處理

針對井眼的清潔度低，使得鉆井用具會和和井壁摩擦，產(chǎn)生較多的摩擦阻力的現(xiàn)象，我們可以對井眼進行一定的清潔處理，在團隊施工前，讓基礎的施工人員對于井眼清潔情況進行查看了解，針對存在的需要清潔的地方，利用科技用具或者人工，進行清潔，幫助井眼清潔度提高，促進環(huán)空內巖屑的濃度降低，從而幫助定向井水平井鉆井作業(yè)摩阻減小。

3.4制定鉆井軌跡路線

想要在定向井水平井鉆井的過程中減小摩阻，還可以在施工之前制定能夠規(guī)避砂石地區(qū)、以及具有堅硬巖石不易開采、具有較大摩擦阻力的地下巖層的施工軌跡路線，利用專業(yè)科學技術儀器，進行地質勘測，了解定向井水平井鉆井的周圍地理環(huán)境。如果出現(xiàn)較小問題、可以利用相關解決措施進行有效改善的地質問題，可以利用人工或者機械用具進行調節(jié)清理，如果不可以進行解決的地理位置，可以進行有效的規(guī)避，防止施工團隊作業(yè)進行無用功，增加施工團隊的人力與物質，導致額外支出，幫助定向井水平井鉆井有效節(jié)約成本。

結語：

在定向井水平井鉆井的施工進程之中，摩阻對于施工進度以及石油開采鉆井的成功率都具有十分重要的影響。通過對于定向井水平井鉆井中的摩擦阻力出現(xiàn)因素的分析，從而做出針對不同原因制定的相應優(yōu)化處理方法，幫助定向井水平井鉆井摩阻減小，對施工作業(yè)難度減輕，提高我國石油鉆井開發(fā)成功率，增加石油產(chǎn)量，幫助定向井水平井鉆井施工作業(yè)更加快速有效。