關(guān)于分析定向井水平井摩阻控制與優(yōu)化處理

楊帆

摘要：隨著社會(huì)中科學(xué)技術(shù)逐漸進(jìn)步與發(fā)展的新趨勢(shì)走向，在定向井水平井鉆井工程的施工作業(yè)中，逐漸對(duì)于鉆井時(shí)出現(xiàn)的問題，比如產(chǎn)生的摩阻現(xiàn)象，進(jìn)行科學(xué)化的控制與優(yōu)化處理。幫助定向井水平井在鉆井開采過程中，能夠更加快速、順暢的進(jìn)行施工作業(yè)，從而縮短施工進(jìn)行工期，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，所以關(guān)于如何對(duì)于定向井水平井的摩阻進(jìn)行控制與優(yōu)化處理是我們需要分析和研究的問題。

關(guān)鍵詞：定向井;水平井;摩阻控制;優(yōu)化處理

引言：

定向井水平井鉆井摩阻是在石油開采過程中有待解決的一項(xiàng)重要問題，利用對(duì)于引起摩阻現(xiàn)象出現(xiàn)的原因分析，實(shí)施具有針對(duì)性的解決措施，幫助定向井水平井鉆井過程中控制摩擦阻力大小，促進(jìn)鉆井工程順利實(shí)施，對(duì)摩阻的解決辦法制定相關(guān)方案，進(jìn)行摩阻優(yōu)化與處理。

1.摩阻產(chǎn)生的原因

定向井水平井鉆井過程中產(chǎn)生的摩擦力的原因，主要是由于鉆頭或者鉆柱等鉆井用具，在井眼內(nèi)由于不同作用力產(chǎn)生變形，導(dǎo)致增大其與井壁接觸產(chǎn)生接觸力，同時(shí)井壁并不是完全光滑，存在一定的摩擦系數(shù)這樣就導(dǎo)致了在定向施工過程中鉆具在井眼內(nèi)滑動(dòng)，與井壁間會(huì)產(chǎn)生摩擦力。由于實(shí)鉆井眼軌跡并不是一條光滑的曲線。自然會(huì)存在井眼縮徑或者狗腿度變化而形成的微小“鍵槽”同時(shí)井眼內(nèi)存在巖屑鉆柱的接篩通過這些井段時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的附加阻力。所以實(shí)際鉆井過程中的摩阻力是由上述兩部分組成，即摩擦力和附加阻力。因此鉆具與井壁間的接觸力的計(jì)算對(duì)于研究摩阻產(chǎn)生機(jī)理具有重要意義。

2.定向井水平井影響摩阻的因素

2.1施工鉆具因素

在定向井水平井鉆井的過程中會(huì)產(chǎn)生摩阻現(xiàn)象，而對(duì)于如何控制摩阻我們需要先從源頭入手，施工鉆具就是影響水平井定向井鉆井中摩阻的重要因素，由于定向井水平井鉆井必定會(huì)利用到施工用具，所以在施工用具的選擇上，我們需要選擇適合相關(guān)項(xiàng)目工程施工的用具，舉個(gè)例子，鉆頭是在鉆井施工工程時(shí)幫助施工鉆井前進(jìn)的專業(yè)器械，一個(gè)鉆頭如果受力面積過大，就會(huì)導(dǎo)致在定向井水平井鉆井的過程中摩阻增大，但是如果采用受力面積過小的鉆頭，就會(huì)減小相對(duì)的施工作用力，所以在施工的鉆頭選擇上，需要針對(duì)鉆井的具體現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來進(jìn)行相適應(yīng)的鉆頭選用。而施工的鉆柱也是同理，一個(gè)鉆柱如果承受施工壓力過大，就會(huì)造成鉆柱的損壞、鉆柱的彎曲現(xiàn)象。而鉆柱彎曲，如果施工的鉆井直徑較小，則會(huì)造成鉆柱與井壁摩擦產(chǎn)生的額外摩阻，所以在鉆柱的選材上，也需要施工團(tuán)隊(duì)選用質(zhì)量較好的，能夠承受相應(yīng)壓力的專業(yè)鉆柱。

2.2地理地質(zhì)環(huán)境因素

地理地質(zhì)環(huán)境也會(huì)影響摩阻的產(chǎn)生，在定向井與水平井在進(jìn)行鉆井之前，施工團(tuán)隊(duì)需要利用專業(yè)勘測(cè)儀器對(duì)地下的巖層情況進(jìn)行了解，如果地下巖層中的砂石較多，就會(huì)對(duì)施工作業(yè)產(chǎn)生影響。當(dāng)鉆井工具進(jìn)入地下時(shí)，會(huì)和地下地層的巖石和砂石產(chǎn)生摩擦，巖石較為堅(jiān)硬對(duì)于施工用具的摩阻就會(huì)越大，砂石如果較多，也會(huì)對(duì)于深入地下的鉆具產(chǎn)生一定的摩阻，所以地理地質(zhì)環(huán)境因素，對(duì)于定向井水平井鉆井的摩阻也具有重要影響。

2.3井眼清潔度因素

井眼清潔度是指井眼的環(huán)空內(nèi)巖屑濃度，如果井眼的清潔度較低，那么在定向井水平井鉆井過程中就會(huì)造成較大的摩擦阻力。環(huán)空內(nèi)巖屑的濃度就會(huì)較高，如果想要減小鉆井摩阻，就需要對(duì)于施工井眼的環(huán)空內(nèi)巖屑濃度進(jìn)行一定程度的降低作用，幫助其井眼清潔度增加，從而減小摩阻。

2.4地質(zhì)泥漿潤(rùn)滑程度因素

地質(zhì)泥漿潤(rùn)滑程度也是影響定向井水平井鉆井的因素，當(dāng)施工用具在進(jìn)行鉆井時(shí)，如果地下的地址泥漿潤(rùn)滑程度很高，就會(huì)使鉆井鉆頭等施工用具在地下作業(yè)與泥漿的摩擦大大減小，并且能夠在施工作業(yè)時(shí)工作十分流暢，這樣就能夠減小地下的摩阻現(xiàn)象。如果地質(zhì)泥漿的潤(rùn)滑程度較弱，就會(huì)使得泥漿泥土較實(shí)，會(huì)導(dǎo)致施工用具的壓力增大，不易進(jìn)行鉆井施工，從而使得施工的摩阻加大，所以地址泥漿的潤(rùn)滑程度也能夠造成摩阻現(xiàn)象的改變。

3.減小摩阻的優(yōu)化處理

3.1優(yōu)化施工機(jī)械設(shè)備

對(duì)于定向井水平井鉆井的摩阻現(xiàn)象進(jìn)行控制與優(yōu)化處理，首先就需要對(duì)于項(xiàng)目工程施工過程中的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于施工用具鉆頭，專業(yè)技術(shù)人員可以針對(duì)不同情況使用的不同鉆頭進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)參數(shù)記錄，然后再分析其使用規(guī)律，研制出能夠自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換適應(yīng)各個(gè)環(huán)境的多用型鉆頭用具，這樣能夠在施工過程中使得不論施工條件如何，在鉆頭摩阻的方向上，都能夠做到產(chǎn)生最小的摩阻，幫助施工作業(yè)更加方便快捷。施工的鉆柱選材上，也可以在經(jīng)濟(jì)合適的條件下，選擇能夠承受相關(guān)阻力，不會(huì)造成自身彎曲或者有柱身造成損傷的鉆柱，這樣可以增加鉆柱在施工過程中的使用壽命，也能夠在承受壓力的同時(shí)不會(huì)增加鉆柱與井壁的摩擦阻力，從而控制定向井水平井鉆井的摩阻。

3.2提升泥漿潤(rùn)滑度

在施工過程中，專業(yè)的施工作業(yè)技術(shù)人員能夠根據(jù)一定的專業(yè)配比，將施工作業(yè)中的泥漿進(jìn)行調(diào)制作業(yè)，提升地下鉆井經(jīng)過的泥漿潤(rùn)滑程度，使得地下泥漿在與施工鉆頭等機(jī)械工具相接觸時(shí)，能夠減小對(duì)于施工用具的產(chǎn)生的摩擦阻力，可以讓施工鉆頭順利的按照施工方向前進(jìn)，幫助定向井水平井有效的進(jìn)行鉆井作業(yè)。

3.3對(duì)井眼進(jìn)行清潔處理

針對(duì)井眼的清潔度低，使得鉆井用具會(huì)和和井壁摩擦，產(chǎn)生較多的摩擦阻力的現(xiàn)象，我們可以對(duì)井眼進(jìn)行一定的清潔處理，在團(tuán)隊(duì)施工前，讓基礎(chǔ)的施工人員對(duì)于井眼清潔情況進(jìn)行查看了解，針對(duì)存在的需要清潔的地方，利用科技用具或者人工，進(jìn)行清潔，幫助井眼清潔度提高，促進(jìn)環(huán)空內(nèi)巖屑的濃度降低，從而幫助定向井水平井鉆井作業(yè)摩阻減小。

3.4制定鉆井軌跡路線

想要在定向井水平井鉆井的過程中減小摩阻，還可以在施工之前制定能夠規(guī)避砂石地區(qū)、以及具有堅(jiān)硬巖石不易開采、具有較大摩擦阻力的地下巖層的施工軌跡路線，利用專業(yè)科學(xué)技術(shù)儀器，進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)，了解定向井水平井鉆井的周圍地理環(huán)境。如果出現(xiàn)較小問題、可以利用相關(guān)解決措施進(jìn)行有效改善的地質(zhì)問題，可以利用人工或者機(jī)械用具進(jìn)行調(diào)節(jié)清理，如果不可以進(jìn)行解決的地理位置，可以進(jìn)行有效的規(guī)避，防止施工團(tuán)隊(duì)作業(yè)進(jìn)行無用功，增加施工團(tuán)隊(duì)的人力與物質(zhì)，導(dǎo)致額外支出，幫助定向井水平井鉆井有效節(jié)約成本。

結(jié)語(yǔ)：

在定向井水平井鉆井的施工進(jìn)程之中，摩阻對(duì)于施工進(jìn)度以及石油開采鉆井的成功率都具有十分重要的影響。通過對(duì)于定向井水平井鉆井中的摩擦阻力出現(xiàn)因素的分析，從而做出針對(duì)不同原因制定的相應(yīng)優(yōu)化處理方法，幫助定向井水平井鉆井摩阻減小，對(duì)施工作業(yè)難度減輕，提高我國(guó)石油鉆井開發(fā)成功率，增加石油產(chǎn)量，幫助定向井水平井鉆井施工作業(yè)更加快速有效。