定向井施工技術的探討

摘 要：由于鉆井技術迅猛的發展，定向井已成為油田開發的重要組成部分，而定向井井眼軌跡的預測設計與控制則決定了鉆井的成敗。其中，預測設計是控制的基礎，控制是預測設計的主要實施方案。只有同時兼具雙方，才能稱作一次完美的施工。影響井眼軌跡的因素有很多，例如地質特性，鉆具組合結構等。因此在具體施工前，應注意定向井附近的具體情況，以便優化井眼軌跡設計，同時應提升施工技術，使鉆井的控制盡善盡美。本文通過實踐與研究介紹了定向井施工的相應措施，僅供技術人員參考。

關鍵詞：定向井;軌跡設計;軌跡控制

前言：油田開發是一項高成本，高收入，高風險的作業，而定向井可以節約用地，降低成本，并且按既定方案進行全面鉆井，是目前油田開發的重要組成部分之一。由于我國市場經濟的不斷進步，石油這種不可再生資源變得越來越珍貴，因此如何高效開發油田，實現資源優化變得更為重要。本文就定向井的井眼軌跡預測與井眼軌跡控制進行了具體的分析。

1.井眼軌跡的設計

1.1定向井及井眼軌跡概念解讀

定向井也稱叢式井，是由一列人為設定的井按照設計的井身軌跡施工完井后所組成的。定向井不僅能應用于開發地址資源的勘探井，還可以作為開發油田的采油井，更有甚者還能作為油田安全事故發生后的救援井。它可以節約用地，降低成本，提升經濟效益，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，在設計井眼軌跡時，影響其軌跡的主要因素有當地地質特性、井眼軌跡幾何形狀、鉆井工藝參數，鉆具組合結構。這些因素也是控制井眼軌跡的重中之重。但我國目前并不能完全反應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生偏離情況，這也是目前定向井打井時的一大難題。

1.2井眼軌跡設計的控制原則及預測依據

在井眼軌跡設計中，最重要的幾個設計參數是井深，井斜角及井斜方位角。在設計井眼軌跡時，應首先注意確定井場位置，井組內的井數排列方式。確定正確的井場位置可有助于節省投資，方便鉆井且交通方便。在設計過程中，應注意將相鄰兩口井的造斜點深度相互錯開，以防止發生不必要的麻煩。設計井眼軌跡的基礎是預測井眼軌跡。而預測井眼軌跡的本質，就是預測井眼延伸方向。通過研究可知，力可以改變機械鉆速，方向等屬性的即時狀態，例如鉆頭前進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，通過了解機械鉆頭的具體屬性，地質情況等相應鉆井工藝參數，技術人員就可通過不斷改變鉆頭鉆具組合來進行測斜工作，并做出其測繪圖，根據測繪圖，工作人員就可大致預測井眼延伸的方向。

1.3井眼軌跡的設計優化設計

在實行具體施工前，井眼軌跡測繪人員應根據充分的地質資料將井底靶點定下，然后進行軌跡剖面測繪，讓技術人員根據現場實際情況從其預測的多條井眼軌跡中選擇施工最方便，造價最低，安全高效的井眼軌跡進行施工。由于定向井一向都是由直-增-穩三段制剖面，直-增-穩-降四段制剖面、直-增-穩-降-穩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，更有甚者出現卡鉆的情況，因此三段和五段應被廣泛采用，來提升井眼軌跡預測及具體施工時的效果與效率。除此之外，為了提升其工作準確性，應在鉆井施工時對鉆頭的活動進行實時監控，以確保其運動軌跡準確無誤。

2.鉆進過程中的軌跡控制

2.1 直井段防斜打直技術

在定向井的施工過程當中，鉆井過程作為其中的一大組成部分，存在著諸多技術上的難點。而在直井鉆井過程中如何對直井井道采取防斜處理便是其中的一大要及難點。眾所周知，若是在直井鉆井過程中不做防斜處理直接進行鉆井，會對最終鉆井的效果造成巨大的影響。其會導致我們對井道本身的認知產生誤差，并對接下來的施工造成難以預知的影響。因此，在定向井的施工過程當中，我們應對直井段的防斜打直過程予以足夠的重視。當前，在我國現有的一些定向井施工工程當中，我們在此方面常常會采用特殊規格的鉆具組合，并隨著鉆井過程的推進和深入定期對整個井道的傾斜程度進行測量。若發現井道傾斜程度存在異常，應及時對井道當前的情況進行重新勘測，并結合我們定向井施工最終的目的對接下來的施工計劃進行一定程度的修改，從而做到確保整個定向井施工過程的順利進行。

2.2 造斜段軌跡控制技術

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難點，會對整個定向井施工進程造成巨大影響的關鍵施工階段。不同于上一階段，我們在此階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成我們最初設計定向井時的目標。因此，如何對整個造斜階段的鉆具軌跡實現極為精確的控制便是我們的一大工作重點。然而，在定向井的施工過程當中，如何對鉆井的軌跡進行準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想進行運作。因此，這便需要我們在施工過程中結合實際情況隨時對造斜階段鉆井的軌跡進行進一步的修正，從而把奧正最終施工的質量。此外，在對鉆具進行控制的過程中，我們也應提前對可能對造斜階段軌跡控制產生影響的一些因素進行預知，從而在操作過程中盡可能人為地避免這些誤差的產生，提高我們定向井鉆井過程的工作效率和最終質量。

2.3 導向鉆井系統的人工修正

在實際的定向井鉆井過程當中，我們通常會結合一些嵌入式自動化設備進行操作。通過操作這些設備，我們能夠較為輕易地對整個鉆井的過程進行把控和調整，總而實現？整個鉆井過程的自動控制。然而，在這個過程中，可能會有諸多的因素對這個過程造成莫大的影響，如傳輸回來的鉆井軌跡信號受地層內部的一些因素影響而存在誤差等。因此，在這個過程中，我們還需要人為地對這些因素進行計算和比對，從而保證整個定向井鉆井工程的精確程度和施工質量。我們不能僅僅憑借這些自動化設備傳輸回的數據單方面對鉆井情況進行判斷，而是應結合自身的鉆井工作經驗和實際情況對自動化設備傳輸回的數據進行處理，方可得出準確無誤的鉆井情況結論。除此之外，我們還應結合實際自動化控制系統在不同工作環境中產生的數據誤差進行精確地修正，從而使設備傳輸、處理完成遞交到我們手中的鉆井軌跡數據更為精確，起到提高定向井鉆井工程質量的作用。

3結語

目前，定向井是油田開發中最重要的一環，而隨著油田開發，定向井的使用在油田開發中會占據越來越重要的位置。盡管現有的實用技術已經十分純熟，但不可否認的是，該技術仍舊還有許多如鉆進效率與鉆進質量間矛盾、不能精確控制井眼軌跡等問題存在。因此，定向井施工技術應繼續不斷的進行加強和改善，才能提升自身施工質量，使定向井施工技術順應時代的潮流，提升油田開發的整體經濟效益，繼續在油田開發中發光發熱。

參考文獻：

[1] 楊成超.陜北地區小位移深造斜點定向井施工技術探討[J].西部探礦工程，2006，（5）：186-187

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

[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，2004，（4）.

[4] 于永南，王暉，呂英民，等.定向井與水平井井眼軌跡控制專家系統 [J]. 石油大學學報，1995（5）.

[5] 岳翠廣 . 如何提高定向井施工速度 [J]. 理論研討，2011，（10）：256

作者簡介：

陳雷（1987-）男，漢，大專，石油工程技術，大慶職業學院，助理工程師，定向井施工 .