劉峰

【摘 要】隨著油田鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展進步，定向井已成為油田開發(fā)勘探的重要措施。本文介紹了定向井井眼軌跡的設(shè)計技術(shù)，對井眼軌跡的控制措施進行了闡述。只有全面掌握這些關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，才能施工定向井游刃有余，保障定向井施工順利進行。

【關(guān)鍵詞】定向井；施工；井眼軌跡；軌跡控制

一、定向井剖面設(shè)計

定向井的剖面設(shè)計工作，作業(yè)人員必須提供靶點水平位移和提供井口方位角與靶點的坐標位置，計算出方位角和水平位移。還要通過資料查找地理位置和井身結(jié)構(gòu)等情況。

設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)定向井不同的鉆探情況對設(shè)計井的井身剖面類型、鉆井液類型、完井方法等進行合理設(shè)計，以利于整潔、優(yōu)質(zhì)、快速鉆井。要根據(jù)不同的鉆探目的對設(shè)計井的井身結(jié)構(gòu)、剖面類型、完井方法等進行合理設(shè)計。對靶點的層位要選擇合理：井身結(jié)構(gòu)、井控措施等應(yīng)滿足要求，盡可能選擇簡單的剖面類型，以減少井眼軌跡控制和施工難度，加快鉆井速度，靶區(qū)半徑要合乎操作要求。

二、定向井井眼軌跡的設(shè)計

（一）定向井井眼軌跡設(shè)計的原則

井眼軌跡就是指井眼軸線，是井身在地層中分布的一條具體空間曲線，井深、井斜角以及井斜方位角是井眼軌跡設(shè)計中最為重要的三個設(shè)計參數(shù)，也是鉆井過程中對井眼軌跡進行有效控制的具體標準。井眼軌跡的設(shè)計與計算主要應(yīng)滿足一下三個原則：一、可滿足實際工程需要，二，能實現(xiàn)安全快速鉆進，三、要有利于采油工藝措施。

（二）選擇造斜點

（1）地層比較穩(wěn)定，要避免在破碎帶、漏失層、流沙層、易坍塌等復雜地層造斜

（2）可鉆性比較均勻的地層，避免在硬夾層造斜。垂深大位移小的定向井，應(yīng)下壓造斜點，以發(fā)揮直井段鉆井優(yōu)勢；垂深小位移大的定向井，應(yīng)提高造斜點，可減少定向施工的工作量。

（三）定向井井眼軌跡設(shè)計注意事項

（1）地質(zhì)施工條件的考慮。地質(zhì)施工條件是設(shè)計人員進行井眼軌跡設(shè)計的主要依據(jù)，地質(zhì)資料即包括了地質(zhì)部門經(jīng)勘查后給出的施工區(qū)塊的整體地形、地貌以及地層情況，還包括了鉆井施工單位對定向井造斜點、井眼曲率等方面的具體施工要求。

（2）軌道類型的選擇與關(guān)鍵參數(shù)的計算。進行定向井井眼軌跡設(shè)計時，首先應(yīng)根據(jù)地質(zhì)施工條件選擇合適的軌道類型，再根據(jù)所選軌道類型進行具體關(guān)鍵參數(shù)的計算，最終設(shè)計出定向井井眼軌跡。特別需要注意。對于不同類想的二維定向井。其井眼軌跡關(guān)鍵參數(shù)的計算方法各不相同，計算設(shè)計過程中需要加以區(qū)分。

三、定向井鉆井過程中的軌跡控制措施

定向井的鉆井工作是對定向井井眼軌跡設(shè)計的具體落實，是定向井施工的具體環(huán)節(jié)，也是定向井施工效果好壞的重要影響因素。下面就定向井鉆井過程中的三個主要工作環(huán)節(jié)分別展開論述。

（一）造斜工作的進行

造斜工作時定向井鉆井施工的難點也是重點，造斜工作的質(zhì)量好壞直接影響著此后的鉆進效果與定向井的整體鉆進質(zhì)量。下面就定向井造斜工具及造斜層位的選擇分別進行分析。

1.主要造斜工具及選擇

目前，定向井鉆井施工中常用造斜工具主要包括動力鉆具造斜工具與轉(zhuǎn)盤造斜工具兩大類。動力鉆造斜工具位于鉆鋌與鉆頭之間，主要包括渦輪鉆具、螺桿鉆具與電動鉆具三大類，通常利用循環(huán)鉆井液所產(chǎn)生的動力來帶動鉆頭破碎地層，常應(yīng)用與定向造斜施工。鉆盤造斜工具包括變向器、射流鉆頭以及扶正器組合，其在實際造斜工作的應(yīng)用并不廣泛，相較于動力鉆具造斜工具，其最大的優(yōu)勢在于鉆速，實際工作中為了提高鉆進效率，長長會在造斜段鉆進完成后使用轉(zhuǎn)盤造斜工具繼續(xù)鉆進。

2.造斜層位的確定以及實施

定向井造斜工作的重點在于井斜方位角的確定。為保證井斜方位角的準確，通常會選擇地層性質(zhì)較為穩(wěn)定，均勻性較好的地層展開造斜工作。具體實施定向井造斜時還應(yīng)根據(jù)具體地層條件選擇適當?shù)脑煨笔侄渭跋鄳?yīng)的造斜工具。

（二）井眼軌跡的控制

二維定向井通?？煞譃榇怪本?、增斜井段、穩(wěn)斜井段以及降斜井段四個部分。對于定向井鉆井過程中的不同井段，一般使用不同的鉆井工具，鉆井過程中的井眼軌跡控制方法也有較大差異。定向井鉆井過程中，實施井眼軌跡修正通常需要根據(jù)實際情況使用不同的造斜工具和鉆具，更換造斜工具與鉆具則勢必耽誤定向井的鉆井進度，降低鉆井效率。因此，在定向井的鉆井過程中，既要盡可能保證井眼軌跡與設(shè)計方案一致，又要注意提高鉆井效率，控制鉆進成本。因此，在定向井鉆進的跟蹤控制階段，還應(yīng)盡可能使用鉆盤鉆的扶正器鉆具組合，而不是動力鉆具，這樣可有效提高鉆具的鉆速，從而保證鉆進效率。

（三）鉆進參數(shù)的優(yōu)選

（1）鉆速、鉆壓與轉(zhuǎn)速的優(yōu)選。通常情況下，隨著鉆速、鉆壓與轉(zhuǎn)速的增加，井眼鉆進速度也會增加，然而由于鉆頭磨損、起下鉆等問題的客觀存在，如何設(shè)計合理的鉆速、鉆壓與轉(zhuǎn)速，還需要經(jīng)過嚴格的理論計算。

（2）水里參數(shù)的優(yōu)選。水利參數(shù)也會對定向井鉆進效率產(chǎn)生一定影響，實際施工中除了要確定最大鉆頭水功率與最大射流沖擊力以外，還要對甭排量、噴嘴直徑等具體參數(shù)進行確定。

（3）鉆井液的影響。鉆井液性能對定向井鉆進影響極大，其即起著攜帶巖屑，清洗井眼的作用，又能平衡地層壓力，還對鉆頭鉆速有所影響，施工中無比全面考慮，進行優(yōu)選。

（四）選好螺桿鉆具

螺桿鉆具是有萬向軸、旁通閥、馬達和傳動軸四部分組成。其工作動力來自于循環(huán)鉆井液，在壓力一定時，鉆井液進入馬達的螺旋形空腔，使其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，然后經(jīng)萬向軸傳到傳動軸和鉆頭上，當無鉆井液循環(huán)時，彈簧會使閥門芯處于上部位置，致旁通孔開啟，鉆井液可灌入鉆柱或從鉆柱瀉出，把水功率轉(zhuǎn)化為機械能。

四、結(jié)束語

定向井在油田勘探開發(fā)中的運用范圍越來越廣，目前已經(jīng)已成為了油田勘探開發(fā)的中堅力量。同時定向井鉆井技術(shù)對于提高鉆井效率、降低鉆井作業(yè)的成本有著極為重要的作用。定向井井眼軌跡設(shè)計關(guān)系到油田開發(fā)的效果，也直接關(guān)系到施工的順利進行。在定向井鉆井過程中，井眼軌跡控制技術(shù)是施工的關(guān)鍵，需要現(xiàn)場施工技術(shù)人員和操作人員引起足夠的重視。

【參考文獻】

[1]岳翠廣.如何提高定向井施工速度[J].理論研討.