摘 要：由于鉆井技術(shù)迅猛的發(fā)展，定向井已成為油田開發(fā)的重要組成部分，而定向井井眼軌跡的預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)與控制則決定了鉆井的成敗。其中，預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)是控制的基礎(chǔ)，控制是預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)的主要實(shí)施方案。只有同時(shí)兼具雙方，才能稱作一次完美的施工。影響井眼軌跡的因素有很多，例如地質(zhì)特性，鉆具組合結(jié)構(gòu)等。因此在具體施工前，應(yīng)注意定向井附近的具體情況，以便優(yōu)化井眼軌跡設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)提升施工技術(shù)，使鉆井的控制盡善盡美。本文通過實(shí)踐與研究介紹了定向井施工的相應(yīng)措施，僅供技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：定向井;軌跡設(shè)計(jì);軌跡控制

前言：油田開發(fā)是一項(xiàng)高成本，高收入，高風(fēng)險(xiǎn)的作業(yè)，而定向井可以節(jié)約用地，降低成本，并且按既定方案進(jìn)行全面鉆井，是目前油田開發(fā)的重要組成部分之一。由于我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，石油這種不可再生資源變得越來越珍貴，因此如何高效開發(fā)油田，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化變得更為重要。本文就定向井的井眼軌跡預(yù)測(cè)與井眼軌跡控制進(jìn)行了具體的分析。

1.井眼軌跡的設(shè)計(jì)

1.1定向井及井眼軌跡概念解讀

定向井也稱叢式井，是由一列人為設(shè)定的井按照設(shè)計(jì)的井身軌跡施工完井后所組成的。定向井不僅能應(yīng)用于開發(fā)地址資源的勘探井，還可以作為開發(fā)油田的采油井，更有甚者還能作為油田安全事故發(fā)生后的救援井。它可以節(jié)約用地，降低成本，提升經(jīng)濟(jì)效益，因此在各大油田得到了廣泛的利用。井眼軌跡指的是定向井井身在地下分布的具體空間曲線，在設(shè)計(jì)井眼軌跡時(shí)，影響其軌跡的主要因素有當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)特性、井眼軌跡幾何形狀、鉆井工藝參數(shù)，鉆具組合結(jié)構(gòu)。這些因素也是控制井眼軌跡的重中之重。但我國(guó)目前并不能完全反應(yīng)出在多種因素影響下井眼軌跡的不同變化形式，因此在施工過程中很容易產(chǎn)生偏離情況，這也是目前定向井打井時(shí)的一大難題。

1.2井眼軌跡設(shè)計(jì)的控制原則及預(yù)測(cè)依據(jù)

在井眼軌跡設(shè)計(jì)中，最重要的幾個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)是井深，井斜角及井斜方位角。在設(shè)計(jì)井眼軌跡時(shí)，應(yīng)首先注意確定井場(chǎng)位置，井組內(nèi)的井?dāng)?shù)排列方式。確定正確的井場(chǎng)位置可有助于節(jié)省投資，方便鉆井且交通方便。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)注意將相鄰兩口井的造斜點(diǎn)深度相互錯(cuò)開，以防止發(fā)生不必要的麻煩。設(shè)計(jì)井眼軌跡的基礎(chǔ)是預(yù)測(cè)井眼軌跡。而預(yù)測(cè)井眼軌跡的本質(zhì)，就是預(yù)測(cè)井眼延伸方向。通過研究可知，力可以改變機(jī)械鉆速，方向等屬性的即時(shí)狀態(tài)，例如鉆頭前進(jìn)方向就是通過鉆頭所受的力的大小和方向來控制的，而鉆頭所受的力則又有一些外在因素的影響。因此，通過了解機(jī)械鉆頭的具體屬性，地質(zhì)情況等相應(yīng)鉆井工藝參數(shù)，技術(shù)人員就可通過不斷改變鉆頭鉆具組合來進(jìn)行測(cè)斜工作，并做出其測(cè)繪圖，根據(jù)測(cè)繪圖，工作人員就可大致預(yù)測(cè)井眼延伸的方向。

1.3井眼軌跡的設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在實(shí)行具體施工前，井眼軌跡測(cè)繪人員應(yīng)根據(jù)充分的地質(zhì)資料將井底靶點(diǎn)定下，然后進(jìn)行軌跡剖面測(cè)繪，讓技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況從其預(yù)測(cè)的多條井眼軌跡中選擇施工最方便，造價(jià)最低，安全高效的井眼軌跡進(jìn)行施工。由于定向井一向都是由直-增-穩(wěn)三段制剖面，直-增-穩(wěn)-降四段制剖面、直-增-穩(wěn)-降-穩(wěn)五段制剖面三種提供，而四段制井眼軌道容易使下鉆的摩擦阻力增大，更有甚者出現(xiàn)卡鉆的情況，因此三段和五段應(yīng)被廣泛采用，來提升井眼軌跡預(yù)測(cè)及具體施工時(shí)的效果與效率。除此之外，為了提升其工作準(zhǔn)確性，應(yīng)在鉆井施工時(shí)對(duì)鉆頭的活動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以確保其運(yùn)動(dòng)軌跡準(zhǔn)確無誤。

2.鉆進(jìn)過程中的軌跡控制

2.1 直井段防斜打直技術(shù)

在定向井的施工過程當(dāng)中，鉆井過程作為其中的一大組成部分，存在著諸多技術(shù)上的難點(diǎn)。而在直井鉆井過程中如何對(duì)直井井道采取防斜處理便是其中的一大要及難點(diǎn)。眾所周知，若是在直井鉆井過程中不做防斜處理直接進(jìn)行鉆井，會(huì)對(duì)最終鉆井的效果造成巨大的影響。其會(huì)導(dǎo)致我們對(duì)井道本身的認(rèn)知產(chǎn)生誤差，并對(duì)接下來的施工造成難以預(yù)知的影響。因此，在定向井的施工過程當(dāng)中，我們應(yīng)對(duì)直井段的防斜打直過程予以足夠的重視。當(dāng)前，在我國(guó)現(xiàn)有的一些定向井施工工程當(dāng)中，我們?cè)诖朔矫娉３?huì)采用特殊規(guī)格的鉆具組合，并隨著鉆井過程的推進(jìn)和深入定期對(duì)整個(gè)井道的傾斜程度進(jìn)行測(cè)量。若發(fā)現(xiàn)井道傾斜程度存在異常，應(yīng)及時(shí)對(duì)井道當(dāng)前的情況進(jìn)行重新勘測(cè)，并結(jié)合我們定向井施工最終的目的對(duì)接下來的施工計(jì)劃進(jìn)行一定程度的修改，從而做到確保整個(gè)定向井施工過程的順利進(jìn)行。

2.2 造斜段軌跡控制技術(shù)

不僅是在直井段，在定向井施工過程中，造斜段也是存在著諸多技術(shù)難點(diǎn)，會(huì)對(duì)整個(gè)定向井施工進(jìn)程造成巨大影響的關(guān)鍵施工階段。不同于上一階段，我們?cè)诖穗A段的主要目的是保證控制好我們鉆井的軌跡，確保最終施工完成的定向井能夠達(dá)成我們最初設(shè)計(jì)定向井時(shí)的目標(biāo)。因此，如何對(duì)整個(gè)造斜階段的鉆具軌跡實(shí)現(xiàn)極為精確的控制便是我們的一大工作重點(diǎn)。然而，在定向井的施工過程當(dāng)中，如何對(duì)鉆井的軌跡進(jìn)行準(zhǔn)確地判斷和修正并非易事，由于在之前施工階段和一些其他人為因素導(dǎo)致的誤差，我們并不能真正意義上完全地使鉆具按照我們最初的預(yù)想進(jìn)行運(yùn)作。因此，這便需要我們?cè)谑┕み^程中結(jié)合實(shí)際情況隨時(shí)對(duì)造斜階段鉆井的軌跡進(jìn)行進(jìn)一步的修正，從而把奧正最終施工的質(zhì)量。此外，在對(duì)鉆具進(jìn)行控制的過程中，我們也應(yīng)提前對(duì)可能對(duì)造斜階段軌跡控制產(chǎn)生影響的一些因素進(jìn)行預(yù)知，從而在操作過程中盡可能人為地避免這些誤差的產(chǎn)生，提高我們定向井鉆井過程的工作效率和最終質(zhì)量。

2.3 導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的人工修正

在實(shí)際的定向井鉆井過程當(dāng)中，我們通常會(huì)結(jié)合一些嵌入式自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行操作。通過操作這些設(shè)備，我們能夠較為輕易地對(duì)整個(gè)鉆井的過程進(jìn)行把控和調(diào)整，總而實(shí)現(xiàn)？整個(gè)鉆井過程的自動(dòng)控制。然而，在這個(gè)過程中，可能會(huì)有諸多的因素對(duì)這個(gè)過程造成莫大的影響，如傳輸回來的鉆井軌跡信號(hào)受地層內(nèi)部的一些因素影響而存在誤差等。因此，在這個(gè)過程中，我們還需要人為地對(duì)這些因素進(jìn)行計(jì)算和比對(duì)，從而保證整個(gè)定向井鉆井工程的精確程度和施工質(zhì)量。我們不能僅僅憑借這些自動(dòng)化設(shè)備傳輸回的數(shù)據(jù)單方面對(duì)鉆井情況進(jìn)行判斷，而是應(yīng)結(jié)合自身的鉆井工作經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際情況對(duì)自動(dòng)化設(shè)備傳輸回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，方可得出準(zhǔn)確無誤的鉆井情況結(jié)論。除此之外，我們還應(yīng)結(jié)合實(shí)際自動(dòng)化控制系統(tǒng)在不同工作環(huán)境中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)誤差進(jìn)行精確地修正，從而使設(shè)備傳輸、處理完成遞交到我們手中的鉆井軌跡數(shù)據(jù)更為精確，起到提高定向井鉆井工程質(zhì)量的作用。

3結(jié)語(yǔ)

目前，定向井是油田開發(fā)中最重要的一環(huán)，而隨著油田開發(fā)，定向井的使用在油田開發(fā)中會(huì)占據(jù)越來越重要的位置。盡管現(xiàn)有的實(shí)用技術(shù)已經(jīng)十分純熟，但不可否認(rèn)的是，該技術(shù)仍舊還有許多如鉆進(jìn)效率與鉆進(jìn)質(zhì)量間矛盾、不能精確控制井眼軌跡等問題存在。因此，定向井施工技術(shù)應(yīng)繼續(xù)不斷的進(jìn)行加強(qiáng)和改善，才能提升自身施工質(zhì)量，使定向井施工技術(shù)順應(yīng)時(shí)代的潮流，提升油田開發(fā)的整體經(jīng)濟(jì)效益，繼續(xù)在油田開發(fā)中發(fā)光發(fā)熱。

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作者簡(jiǎn)介：

陳雷（1987-）男，漢，大專，石油工程技術(shù)，大慶職業(yè)學(xué)院，助理工程師，定向井施工 .