定向井井眼軌跡預測與控制技術研究

張喜剛

（中國石油長城鉆探鉆井一公司遼河項目二部，遼寧盤錦 124000）

定向井井眼軌跡預測與控制技術研究

張喜剛

（中國石油長城鉆探鉆井一公司遼河項目二部，遼寧盤錦 124000）

定向井井眼軌跡預測與控制技術決定著鉆井的成功與否，該技術的成功實施是非常關鍵的，因此在進行定向井眼軌跡預測與控制技術實施的過程中需要對整體操作過程進行全面的控制。結(jié)合鉆井的目的以及地質(zhì)情況，優(yōu)化定向井眼的解剖軌跡和施工方法，在定向井施工過程中需要對各項技術進行控制，最大限度地提升機械鉆井的速度，為定向井井眼軌跡預測與控制技術進行更加科學的引導。

定向井；井眼軌跡；預測；控制技術

定向井在鉆井過程中可節(jié)約場地，進一步控制鉆井成本，這是實現(xiàn)石油礦井開發(fā)非常關鍵的手段，可按設計的既定方向?qū)︺@井的位置進行全面的確定，使礦井開采變得更加精確化。隨著我國市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展與進步，對石油資源的需求量也在擴大，這樣就為鉆井勘探技術提出了新的要求，需要鉆井技術不斷的優(yōu)化，而采用定向井技術可以將其作為油田開采后期的發(fā)展規(guī)劃，實現(xiàn)資源的優(yōu)化管理，為油氣資源提供更加可觀的經(jīng)濟效益。

1 確定井眼軌跡預測條件

定向井在施工過程中需對井眼的軌跡進行實際性預測，并對其延伸方向進行分析，在實際施工中力的作用是非常關鍵的，是改變物體運動狀態(tài)的重要依據(jù)，因此在進行定向井施工過程中需要對機械鉆速的大小、方向及井斜角和方位角進行確定，在實際施工中還需控制鉆頭的受力狀態(tài)，及時調(diào)整鉆頭、鉆具的組合，將井眼軌跡的幾何狀態(tài)以及實際施工情況進行實現(xiàn)，如果實際施工中技術人員不能全面的對鉆頭的受力情況進行了解的情況下，需要研究人員對力學的實際數(shù)據(jù)以及鉆頭的使用情況進行分析，掌握不同的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行對比，得出測斜結(jié)果繪制的方法，正確地預測出井眼延伸方向的趨勢，為定向井井眼軌跡預測提供更加科學的依據(jù)。

2 定向井井眼軌跡剖面優(yōu)化設計

在進行定向井施工之前需要依據(jù)實際礦井開采的需要，對周圍的地質(zhì)資料進行全面的勘查，確定井底靶點，對整體的軌跡進行更加科學的考量，這樣一來技術人員就可以從多條軌道剖面中選擇出更加適合的井眼軌跡，提升整體預測的科學性，將不同的方案提供給客戶，從中得到最優(yōu)化的方案。在基本方案實際結(jié)束之后，進行具體的設計，對于預測的依據(jù)可以通過直 -增 -穩(wěn)三段剖面、直 -增 -穩(wěn) -降四段剖面以及直 -增 -穩(wěn) -降 -穩(wěn)五層剖面等不同的方法進行控制，這三種方法各有優(yōu)劣，四段剖面在施工過程中容易出現(xiàn)巖屑床，并且在起下鉆的過程中可能出現(xiàn)鍵槽，因此造成施工中鉆頭的摩擦阻力進一步加大，對于實際施工控制存在問題，嚴重的時候可能出現(xiàn)卡鉆的情況，影響施工的整體進度。因此在施工過程中需要對四段技術進行合理的使用，依據(jù)實際情況選擇適宜的施工方法，相關人員按照開發(fā)建設的實際需要控制施工方案，保證其符合工程施工整體需要。

3 直井段防斜打直技術

直井段防斜打直技術主要是為了對井眼的軌跡進行更加規(guī)范化管理，防止客觀環(huán)境因素對定向井方向產(chǎn)生的影響，對潛在的問題進行合理的控制。因此在進行施工過程中需要采用鉆具組合的方式，在進行實際打井過程中可以選擇滿眼鉆具組合或者鐘擺鉆具組合的方式，這兩種方式在使用過程中都可以為鉆井技術的控制提供必要的條件。滿眼鉆具組合可以盡可能減小扶正器與井壁之間的孔隙，始終保證施工處于正常狀態(tài)，不容易出現(xiàn)傾斜的情況，但是這種組合在實際工作中也存在一些問題，這種組合只能對斜方向的傾斜進行防治，但是不能將出現(xiàn)的傾斜問題進行糾正，對于已經(jīng)出現(xiàn)傾斜的情況可以采用定向井軌跡預測與控制鐘擺鉆具組合的方式，合理的控制好鉆壓，實現(xiàn)鉆井打直的目標。

4 造斜段軌跡控制技術

定向井井眼在控制中需要對造斜段進行合理的控制，這要求技術人員需要做好井口的前垂直線工作，在進行鉆井的過程中需要保證鉆頭在合理的空間內(nèi)，根據(jù)實際礦井的直井段井斜、方位的偏差對靶點位置進行修正，一旦出現(xiàn)問題及時進行調(diào)整，將靶點的位置進行更加全面的控制，及時地計算出定向各個不同井段的造斜率的大小，技術人員就可以依據(jù)造斜率的情況針對性地進行各項數(shù)據(jù)的分析，確定實際工作中的參數(shù)，對設計目標進行確定，通過數(shù)據(jù)的管理可以更加規(guī)范地對可能出現(xiàn)的偏差進行預防，從而全面地對定向井軌跡預測進行科學化的處理，并對技術進行更加合理的控制，提升方向控制的準確性。

為了防止井斜以及位移的偏差，在進行數(shù)據(jù)分析計算的基礎上需要重新計算出定向各段的造斜率大小，并將數(shù)據(jù)輸入到計算機系統(tǒng)中，這樣可以避免因為斜率過高或者過低造成的井深質(zhì)量問題。在進行施工過程中需要連續(xù)定向2個單根，并且摸索出螺桿的實際造斜率，全面的提升施工質(zhì)量，使得井壁更加光滑。

5 結(jié)束語

綜上所述，定向井井眼軌跡的預測與控制技術在定向井施工過程中的應用非常關鍵，因此，施工人員需要對各項措施進行更加全面的分析，保證造斜段施工更加順利的完成，消除現(xiàn)階段施工中可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定性因素，保證施工質(zhì)量。

[1] 魏剛，滿麗，耿安然，等 .淺析水平井井眼軌跡描述方法 [J].內(nèi)蒙古石油化工，2011，（24）.

[2] 張積鎖，魯港，吳俊林 .井眼軌跡位移插值計算的解析法 [J].石油鉆探技術，2007，（4）.

[3] 祝效華，劉清友，李紅巖，等 .井眼軌跡預測理論及方法研究 [J].天然氣工業(yè)，2004，（4）.

Research on Wellbore Trajectory Prediction and Control Technology in Directional Wells

Zhang Xi-gang

The success of wellbore trajectory prediction and control technology determines the success of drilling.The successful implementation of this technology is very important.Therefore，in the process of directional well trajectory prediction and control technology implementation，the whole operation process Comprehensive control，combined with the purpose of drilling and geological conditions，to optimize the anatomical trajectory of the directional well and construction methods，in the directional well construction process need to control the technology to maximize the speed of mechanical drilling，Wellbore trajectory prediction and control technology for more scientif i c guidance.

directional well；well trajectory ；prediction ；control technology

TE243

：B

：1003–6490（2017）07–0245–02

2017–05–22

張雨晴（1995—），女，河北保定人，本科在讀，主要研究方向為化學。

收稿日期 ：2017–05–06

作者簡介 ： 張喜剛（1984—），男，遼寧大洼人，助理工程師，主要從事石油工程現(xiàn)場工作。