余泓遠(yuǎn)

哈爾濱石油學(xué)院

一、我國(guó)定向井鉆井技術(shù)的發(fā)展

在上個(gè)世紀(jì)的五十年代，我國(guó)就開(kāi)始了對(duì)定向鉆井技術(shù)的研究，在1956年，在玉門(mén)油田的建設(shè)中首開(kāi)先例，取得較好的開(kāi)采效果，由此鉆井技術(shù)得以被廣泛使用。在七十年至今，定向鉆井技術(shù)在海洋中油田的開(kāi)采中發(fā)展最為迅速，其中在渤海海域的縱式井中，有十二口定向井在同一座鉆井平臺(tái)上進(jìn)行施工。從1986年以后，通過(guò)各種技術(shù)的發(fā)展和政府的支持，鉆井的數(shù)量大量增加，突破了4000口，在“七五”期間我國(guó)已經(jīng)深入的研究了定向井等鉆井技術(shù)的核心原理，并研發(fā)出相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件，其中主要包括：三維多目標(biāo)井以及縱式井等鉆井技術(shù)在平臺(tái)設(shè)置上的優(yōu)化設(shè)計(jì)。到了九十年代，我國(guó)在水平井方面取得了技術(shù)上的突破，包括長(zhǎng)、中、短三類半徑的鉆井，且在軌跡的處理上也進(jìn)行了較大的優(yōu)化，水平井井眼的軌跡可以通過(guò)一定的模型被準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)出來(lái)，在某種程度上已經(jīng)接近了世界水品。在九十年代以后，我國(guó)注重了對(duì)國(guó)外先進(jìn)鉆井機(jī)技術(shù)的引進(jìn)，主要體現(xiàn)在工具和設(shè)備上，例如：無(wú)線鉆井儀，單點(diǎn)陀螺儀等設(shè)備。當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)完全掌握了定向井軌道的設(shè)計(jì)與控制技術(shù)，地層測(cè)試等技術(shù)，與此同時(shí)，也擁有了螺桿鉆、非此鉆鋌等先進(jìn)的鉆井工具。

二、定向井軌道設(shè)計(jì)與控制技術(shù)

1.定向井軌道設(shè)計(jì)內(nèi)容

定向井的鉆井軌道要以抵制條件為依據(jù)。（1）首先明確增降斜率的大小，固定造斜點(diǎn)的位置（2）經(jīng)過(guò)計(jì)算求出全井斜角的最大值（3）還要對(duì)各井段的井斜角、方位角、井深等相關(guān)數(shù)據(jù)做好測(cè)量（4）制作出垂直和水平兩個(gè)方向上的投影圖，如果工作中需要的話，還應(yīng)繪制出控制安全圓柱。一般情況下定向井的軌道主要分為三段制剖片和五段制剖面兩種類型，當(dāng)然這是由特定的地理?xiàng)l件和設(shè)計(jì)要求才能決定的。有時(shí)也會(huì)轉(zhuǎn)化成多靶三段制剖面等等。

2.造斜點(diǎn)的選擇

（1）地質(zhì)條件相對(duì)穩(wěn)定，盡量避免在地層較薄，斷層等易坍塌的地區(qū)建造

（2）盡量選在可鉆性較為均勻的位置上施工，避開(kāi)硬夾層

（3）對(duì)于垂深較大，發(fā)生的位移較小的定向井，應(yīng)適當(dāng)降低造斜點(diǎn)，這樣就可以充分體現(xiàn)直井段鉆井的優(yōu)勢(shì)，而對(duì)于垂深較小發(fā)生的位移卻較大的定向井，則應(yīng)將造斜點(diǎn)的位置適當(dāng)提升，這樣做可以大大減少工作量。

（4）如果某一井眼的位置發(fā)生較大程度的漂移，這時(shí)再鉆定向井，造斜點(diǎn)的位置應(yīng)選方位漂移較小的地層。

3.定向井井眼軌跡控制技術(shù)

在定向井施工之前，應(yīng)該制定出一套詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案，確保在施工時(shí)可以具有一定參照，防止盲目的施工。完成準(zhǔn)備工作之后，要對(duì)需要使用的各種儀器設(shè)備等做好全方位的檢查，對(duì)于需要調(diào)整的設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。接著計(jì)算出方位角偏差可接受的范圍。水平定向井靶區(qū)在一般條件下是筒狀靶，是以水平定向井井眼的運(yùn)行軌跡為軸線跨國(guó)的區(qū)域，若想對(duì)水平井井眼的軌跡的整體做好掌控，就需要細(xì)化到每個(gè)靶柱的位置。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐，可以發(fā)現(xiàn)：將軌跡點(diǎn)控制在較為接近的位置或者略微存在延遲可以更好地把握井斜角的方向。一旦控制點(diǎn)的井斜超出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的水平，極易導(dǎo)致脫靶現(xiàn)象的發(fā)生，或者造成造斜率的值偏高。在實(shí)際的工作中，造斜段井眼的控制要從軌跡點(diǎn)和食量方向兩個(gè)角度入手，做到全方位的綜合控制，對(duì)于某些沒(méi)有設(shè)計(jì)好斜角的井段更是要注意這一問(wèn)題。當(dāng)軌跡預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)顯示有空余，具備后續(xù)工具條件的情況下，就要充分利用好動(dòng)力鉆的優(yōu)勢(shì)，提升鉆具的造斜能力，最大限度的提高鉆頭的使用效率。

定向井井眼軌跡的控制會(huì)受到很多因素的影響，其中包括地質(zhì)條件、鉆具的造斜能力等，這樣的問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致造斜率在理論和實(shí)際上存在一定的差異，此外，地質(zhì)設(shè)計(jì)的目的層也會(huì)對(duì)實(shí)際的造斜率產(chǎn)生影響，因此，需要鉆頭的操作人員根據(jù)實(shí)際的施工狀況及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)的角度和趨勢(shì)，相應(yīng)的也要對(duì)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行調(diào)整，采取必要的措施。在井眼的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)中，根據(jù)不同的中靶要求需要設(shè)置不同的計(jì)算公式，定向井井眼軌跡的設(shè)計(jì)目的在于確定鉆頭下鉆到入靶位置時(shí)，其垂深、井斜角等數(shù)據(jù)是否符合相應(yīng)的要求，也就是說(shuō)要保證鉆頭的軌跡要按照矢量的方向滿足一定的精度中靶。

結(jié)束語(yǔ)

綜合以上的內(nèi)容，可以看出定向井鉆井技術(shù)已經(jīng)在石油行業(yè)發(fā)揮了較大的作用，這項(xiàng)技術(shù)很好的解決了在開(kāi)采各種油藏的過(guò)程中所遇到的多項(xiàng)技術(shù)難題，同業(yè)也極大地提升了對(duì)原油的開(kāi)采效率。但從另一方面上也必須認(rèn)識(shí)到，當(dāng)前階段的開(kāi)采技術(shù)仍不是最為先進(jìn)的，研究人員還需要在實(shí)際的工作中不斷地總結(jié)規(guī)律，深入研究，才能進(jìn)一步豐富和完善定向井鉆井技術(shù)。全球現(xiàn)在正處于對(duì)能源的急劇需求的時(shí)期，因此對(duì)于該技術(shù)的改進(jìn)與提高成為當(dāng)前石油領(lǐng)域的核心問(wèn)題之一，作為定向井技術(shù)的研究者則應(yīng)該充分利用一切條件，在其他技術(shù)的幫助下，使定向井鉆井技術(shù)向著更加自動(dòng)化、智能化的方向轉(zhuǎn)變。

[1]王岳.石油鉆井技術(shù)智能化發(fā)展研究[J].知識(shí)經(jīng)濟(jì)，2011（08）.

[2]岳小騏.定向井軌道設(shè)計(jì)與控制技術(shù)研究[J].技術(shù)研究，2006（12）.

[3]向興華.定向井氣體鉆井新技術(shù)[J].鉆采工藝，2007（11）.