定向井軌跡控制技術

童鑫　王濤

摘 要：石油作為我國重要的能源資源，隨著人們生產生活對于能源的需求增加，石油開采的力度逐步加大。從油氣資源的分布來看，很多資源地面存在遮擋物、地質條件極為復雜，基于油氣資源開發的難度較大，定向井技術的應用具有現實意義，該技術的應用不僅可以提高油氣資源開發的效率與質量，還可以有效控制開采的成本。但是，定向井技術的應用中，井眼軌跡控制是決定技術應用效果的重要因素。

關鍵詞：定向井;軌跡控制;關鍵技術

0 引言

我國石油資源常常面臨著惡劣的開采環境，因此，在這種情況下，定向井鉆井技術具有應用的必要性，該技術在應用中可以保證開采的安全性，提高開采的效率。定向井鉆井技術在成本控制等方面也有著突出的優勢，因此，在油氣開采中要結合開采區域的實際情況，科學應用定向井技術。軌跡控制是定向井技術中的難點，只有保障軌跡的合理性，方能保證開采的順利進行。

1 定向井井眼軌跡概念解讀

從定向井鉆井施工的過程來看，井眼軌跡受到多方面因素的影響。一般情況下，地質特性、鉆具組合結構、井眼軌跡形狀、鉆井工藝參數等是影響軌跡的重要因素。從地質特性來看，主要包含了地層是否可鉆、地層的各向異性、自然傾斜情況與巖石類型、特性等。而鉆具組合結構主要是指鉆頭的類型、穩定器的具體位置、鉆具的剛度、傾斜彎曲情況等。井眼軌跡的形狀具有多樣性，包含了井斜角、井斜方位角、井眼直徑等。而鉆井的工藝參數主要包含了鉆壓、轉速等。因此，綜合來看，井眼軌跡受到多方面因素的影響，必須在鉆井工藝的應用中科學應用此定向井技術。從我國當前定向井技術的應用來看，還沒有相對準確的模型來反映軌跡與這些影響因素之間的關系，在開采中只能依據開采經驗等來判定軌道是否存在偏差。

定向井井眼軌跡的正確性直接影響著鉆井施工的效果，因此，為避免軌跡偏差，在定向井技術的應用中必須對鉆頭的活動方向加以實時監控。一般情況下，由于井眼位于地表以下，井眼軌跡的有關參數無法在地面上直接獲取，往往需要借助于專業的儀器設備來進行這些參數的觀測。為保證觀測結果的準確性，必須將方向參數傳感器與鉆頭維持一定的距離，一般在4～17cm最佳，但是由于傳感器與鉆頭的運動具有不同步性，這就使得在鉆井技術的應用中，儀器檢測的有關數據存在滯后性。

2 定向井井眼軌跡控制的關鍵技術

2.1 直井段的井眼軌跡控制技術

在油氣資源的開發中，如果面臨的是直井段鉆探施工，為保證鉆井施工的整體效果，往往采取的是防斜鉆具組合的方式，在這種開采前提下，更能夠保證井眼軌跡的垂直性，避免了開采過程中軌跡誤差的出現。在實際的鉆探過程中，還需要借助于一定的監測設備實時監測井眼軌跡的有關參數等數據，一旦在監測過程中發現井眼存在偏差問題，就要立即采取必要的糾偏措施，保證井眼軌跡能夠保持正確的鉆井路線。如果是叢式井的鉆探施工，在施工過程中要避免井下碰撞的出現，因此，在鉆探的過程中應用防碰技術，可以保證鉆井工作的順利進行。

2.2 造斜井段的井眼軌跡控制技術

造斜井段的鉆探主要是從造斜點開始的，其在施工中改變了垂直井眼的鉆探施工。在實際的施工過程中，需要將鉆頭偏離井口的鉛垂線使其達到造斜井段的井斜角。此時，使用螺桿，使得早些可以與設計的造斜率一致，以縮小在鉆探施工過程實際造斜率與設計造斜率的偏差，使得其鉆探施工能夠達到施工的具體要求。定向造斜中鉆具的科學選擇，在一定程度上大大提高了造斜井段鉆探施工的整體質量。在造斜井段，為保證造斜率滿足設計的要求，往往采用的是隨鉆跟蹤測斜技術，隨著鉆進施工的進行，必須根據測量的結果及時進行造斜井段井斜角的調整，保證定向井施工的整體效果。另外，在施工過程中還需要對鉆井施工參數等加以優化，如果與設計存在較大的偏差，還需要對鉆進的參數等加以調整，改變近鉆頭鉆具的組合等，保證定向井施工的整體質量。

2.3 穩斜井段和降斜井段的井眼軌跡控制技術

如果針對的是穩斜井段與降斜井段的鉆探施工，在實際的鉆探過程中，應盡量采用無線隨鉆測井設備，在鉆進的過程中實現對井斜角、方位角的動態監測，如果在監測過程中出現實際鉆探的井眼軌跡與設計軌跡不一致的情況，必須立即進行偏差的調整，加強測斜的頻率，保證井斜率參數等能夠達到工程設計施工的要求。

2.4 水平井段的井眼軌跡控制技術

水平井段定向井施工的過程中，對于中靶的要求較高，因此，其施工的難度系數較高，在施工中需要處理與注意的問題也較多，尤其是要依賴于一些特殊的工具與設備，對于這些設備的維護與保養等也是工程管理的一項重要內容。井下管柱的受力條件極為復雜，在實際的鉆井過程中，鉆井液密度的選擇范圍有限，一旦操作不規范，極易引發井漏、井塌等問題，嚴重影響了施工的效率。固井與完井施工同樣具有一定的難度，必須采用科學的控制技術，保證其符合工程施工的標準與要求。

3 結束語

定向井技術是當前油氣開發中應用最為廣泛的技術，而井眼軌跡控制是影響定向井技術應用效果的關鍵因素，因此，有關的工程施工人員在該技術的應用中必須根據井眼軌跡的設計要求，應用最為科學的軌跡控制技術，使得其能夠達到鉆探施工的具體要求，提高定向井施工的整體質量。

參考文獻：

[1]常學平，張浩，馬驍，高慧杰.石油鉆井定向井軌跡控制關鍵技術分析[J].中國石油和化工標準與質量，2018，38 （15）：149-150.