定向鉆井速度的影響因素及提升探討

楊哲棟

（中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司鉆井技術(shù)服務(wù)公司，遼寧 盤錦 124000）

隨著國內(nèi)油田開采規(guī)模的擴(kuò)大，定向井技術(shù)應(yīng)用愈加廣泛，特別是鉆井作業(yè)方面應(yīng)用最為普遍。與此同時(shí)，需確保鉆井速度與設(shè)計(jì)的要求相符，這樣才能確保后續(xù)鉆進(jìn)工作的更好進(jìn)行，在前期做好準(zhǔn)備工作。在實(shí)際鉆井作業(yè)過程中，因地質(zhì)差異的存在，井身軌跡缺乏良好管控，加上鉆井的工藝水平的影響，難免會(huì)出現(xiàn)鉆井的速度與施工的要求不一致的情況，從而影響到鉆井作業(yè)的正常進(jìn)行，施工延期隨之增加的便是施工的成本。可見，對(duì)定向井鉆井速度作影響因素方面的分析，采取有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施，這些對(duì)鉆井速度的提升都能起到借鑒作用。

一、定向井鉆井速度影響的因素分析

（一）設(shè)計(jì)方面的因素影響定向鉆井速度

定向井鉆井在施工過程中，設(shè)計(jì)上的優(yōu)劣會(huì)對(duì)定向井鉆井的速度產(chǎn)生較大的影響。在對(duì)定向井鉆井進(jìn)行施工時(shí)，需按照原設(shè)計(jì)來開展井眼軌道作業(yè)，如若實(shí)際施工的井眼軌道與原設(shè)計(jì)差距變大，那么原預(yù)計(jì)的目標(biāo)就無法按期完成，定向井就會(huì)出現(xiàn)脫靶現(xiàn)象，井眼的軌跡管控也會(huì)因此以失敗告終。

設(shè)計(jì)定向井的專門人員，首要具備的是足夠豐富的現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)，了解各種不同工況，但實(shí)際上，多年以來現(xiàn)場施工中部分設(shè)計(jì)定向井的工作人員普遍存在缺乏現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)的問題，對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)軟件過于依賴，所設(shè)計(jì)的定向井存在井眼軌道太過復(fù)雜、井斜角太大等問題，在實(shí)際施工中，軌跡摩阻扭矩偏大以致工具面無法擺正，嚴(yán)重影響到了定向井的鉆井施工，速度減緩甚至存在井下安全事故隱患，造成的經(jīng)濟(jì)損失也是巨大的。

（二）現(xiàn)場施工因素影響定向井鉆井的速度

從定向井的現(xiàn)場施工情況來看，對(duì)其速度帶來影響的因素較多，總的來講主要有三個(gè)。一是鉆井施工的排量及鉆壓，受其影響定向井施工的速度提升就需先做到施工井隊(duì)設(shè)備的精良，具備較強(qiáng)的保障性能，如若鉆井施工出現(xiàn)鉆壓施加缺乏合理性，鉆頭進(jìn)入地層的難度就會(huì)增大，定向井機(jī)械的鉆速就會(huì)變低。如若定向井在實(shí)際施工時(shí)所攜巖屑排量與規(guī)定的要求差距較大，所用螺桿鉆具等定向工具就無法達(dá)到轉(zhuǎn)速要求，巖屑就會(huì)在井底出現(xiàn)不斷破碎的情況，定向井施工速度會(huì)因此受到嚴(yán)重影響。二是所有不同的井段帶來的施工影響，在定向井的實(shí)際施工中，如若直井段沒有得到較好管控而出現(xiàn)井斜角，與臨井間就易產(chǎn)生碰撞風(fēng)險(xiǎn)，為確保井眼間互不相碰，需對(duì)施工的參數(shù)進(jìn)行控制，勤加測斜，減少對(duì)定向井鉆井速度的影響。三是現(xiàn)場作業(yè)人員的素質(zhì)也會(huì)較大程度地影響到定向井鉆井的速度，除了實(shí)際操作人員外，還包括定向井井眼軌跡的控制人員，其個(gè)人素養(yǎng)均會(huì)影響到實(shí)際施工的速度。

（三）鉆井軌跡的影響因素

定向井眼軌跡控制應(yīng)達(dá)到精度要求，這是鉆井工具進(jìn)入井身底部的決定因素。在實(shí)操中相關(guān)的影響因素較多，鉆井所形成的軌跡與原設(shè)計(jì)差距較大，水平井眼軌跡主要的影響因素有鉆壓和轉(zhuǎn)速，這也是起決定因素的。鉆壓的提升會(huì)帶動(dòng)增斜及方向力的增大，鑒于此，可通過調(diào)整鉆壓方式來管控井斜的增減率。鉆井的速度變快會(huì)使鉆柱出現(xiàn)橫向振動(dòng)現(xiàn)象，會(huì)影響到鉆頭作業(yè)的穩(wěn)定性導(dǎo)致跑位等問題的發(fā)生。

二、優(yōu)化提高定向井鉆井速度

（一）提高設(shè)計(jì)能力，優(yōu)化鉆井速度

為加快定向井的鉆井速度，在規(guī)劃設(shè)計(jì)鉆井方面應(yīng)深入現(xiàn)場詳細(xì)勘測，按照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范來進(jìn)行，科學(xué)進(jìn)行目標(biāo)函數(shù)的確定使其更合理，通過先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法來優(yōu)化鉆井的速度。相關(guān)設(shè)計(jì)師應(yīng)注重自身業(yè)務(wù)能力和三維設(shè)計(jì)能力的提升，并加以創(chuàng)新利用，地形如果復(fù)雜可就此組建出專門的研究小組，以克服設(shè)計(jì)中遇到的難題，準(zhǔn)確測算相關(guān)技術(shù)性參數(shù)，根據(jù)井身實(shí)況以及鉆井的速度找到關(guān)鍵位置，有針對(duì)性的設(shè)計(jì)優(yōu)化鉆井速度。

（二）強(qiáng)化鉆井施工管理，提高作業(yè)效率

施工管理一般會(huì)對(duì)鉆進(jìn)速度帶來一定影響，合理制定鉆進(jìn)方案，結(jié)合前沿進(jìn)的鉆井施工技術(shù)方法，在保證鉆進(jìn)安全的同時(shí)，對(duì)直井段、定向井段進(jìn)行施工管控，兩相結(jié)合使鉆進(jìn)的速度得到提高。地層不同適用的鉆具也會(huì)有差別，因此應(yīng)根據(jù)巖性來選擇相關(guān)裝置和設(shè)備。強(qiáng)化管理施工作業(yè)人員，實(shí)現(xiàn)不同工種間的高效配合，使用優(yōu)質(zhì)的鉆井液、水泥漿以確保鉆井作業(yè)能夠順利地進(jìn)行。在惡劣環(huán)境中還應(yīng)注重施工的安全性，采取相關(guān)措施防患于未然。

（三）確保井壁穩(wěn)定

定向井鉆井速度的降低與鉆井過程中對(duì)經(jīng)軌跡的不斷調(diào)整有較大的關(guān)系。在定向井鉆井的過程中，工作人員應(yīng)該保證井壁穩(wěn)定，從而防止井斜事故的出現(xiàn)，避免對(duì)經(jīng)軌跡進(jìn)行多次調(diào)整。為了使井壁得以保持穩(wěn)定，工作人員常用平衡壓力鉆井技術(shù)，通過對(duì)排量的合理設(shè)置，防止了剝蝕巖塊給鉆頭帶來的影響，使得井壁保持穩(wěn)定。

（四）優(yōu)化定向井的鉆井技術(shù)

在定向作業(yè)的期間，要對(duì)定向井的作業(yè)技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。如果在直井段就發(fā)生位移，直接會(huì)對(duì)下一階段的工作造成巨大的影響。要給予足夠的重視。直井段應(yīng)用鐘擺的鉆具組合。井斜變大時(shí)，采用大鐘擺或者下動(dòng)力鉆具進(jìn)行糾正井斜。在實(shí)際展開作業(yè)的過程中，一定要保證井斜角在合理的浮動(dòng)區(qū)間之內(nèi)。適時(shí)的采用先進(jìn)的工藝與技術(shù)，根據(jù)地質(zhì)的實(shí)際情況，對(duì)相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，MWD 與PDC 技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。將2 種技術(shù)進(jìn)行綜合的運(yùn)用。使得定向井的工作效率得到根本性的改變。通過對(duì)斜率的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使井眼的設(shè)計(jì)變得更加合理。

三、總結(jié)

總之，在定向井鉆井工作中要對(duì)鉆井技術(shù)進(jìn)行合理地運(yùn)用，對(duì)施工人員進(jìn)行有效的監(jiān)督，同時(shí)采取有效的措施來提高定向井鉆井速度，避免上述因素對(duì)水平井鉆井工作帶來的影響。