浅谈定向井钻井技术的发展

李栓

摘要：随着经济的发展，人口的增加，人们对石油的需求量也逐渐增加，提高石油的开采效率成为当前很多企业关注的重要课题。定向井作为一种新型的实用技术，在我国钻井领域有着非常广泛的应用前景，也受到了各大石油企业的关注。本文对定向井钻井技术进行了阐述，分析了定向井钻井技术的发展，同时也列举了几种常见的钻井技术。

关键词：定向井；钻井技术；发展

定向井钻井机技术一直在石油工业中发挥着巨大的作用，作为一种新型的钻井技术，将会在未来的石油工业中得到广泛的应用。定向井钻井技术能够提高石油的开采效率，降低勘探成本，满足人们日益增长的资源需求，同时为石油企业创造更大的发展空间。

一、定向井钻井技术

定向井钻井是指在钻井过程中，通过一定的方法使井身沿着设计好的斜度和方位钻达目的层。与直井相比较，定向井具有井斜方位角度。目前的定向井按照其刨面不同主要分为三类，即两段型定向井、三段型定向井以及五段型定向井。两段型为垂直段与造斜段，三段型为垂直段、造斜段与稳斜段，五段型为上部垂直段、造斜段、稳斜段一、降斜段与下部垂直段。定向井按照用途主要分为普通定向井、多目标定向井、丛式定向井、救援定向井、水平井以及多底井。

定向井钻井技术有其自身的优势。例如在开发裂缝型油层时，定向井钻井可增加油气层的卸油面积，提高产能，提高效率：在作业过程中若钻通了油水边界，则可在原井内钻定向井，不需要重新钻井，这种做法不仅节省了成本，并且避免了资源的浪费，减少了占地面积，提高了单井的采收率。

二、定向钻井技术的发展

1、导向钻井技术的改进

目前国内普遍采用导向钻井技术运用到定向井施工中。其一般采用工具为简化性滑动导向钻具组合，该结构简单，安全保障。这里还是建议运用滑动导向复合技术。因为该技术方便调整井眼轨迹，中靶精度高，起下钻换钻具结构的时间能够省下。根据实践得出，采用滑动导向钻井技术，在导向钻井过程中，旋转复合钻进低于螺杆钻具所能允许的纯钻进时间1.8倍，并且比值与单弯度数成正比。运用导向钻井技术要具体情况具体对待。一般浅层定向井可以全面使用；中深定向井需要频繁更换螺杆钻具，速度慢，成本高，不提倡全井段使用；大位移井和水平井如轨迹控制难度大，推荐全井使用。

2、PDC钻头技术改进

2.1“PDC钻头+导向钻具”复合钻进

采用这种改进技术，由于钻具转速低，钻头转速高，机械钻速较为理想。滑动与旋转钻井方式的和谐搭配，保证了井眼轨迹达到要求，不受井斜及方位变化的影响。适合运用位移和轨迹控制难度较大的定向井。该钻井方式的不足之处时是不适宜中硬地层的运用。螺杆钻具寿命较短，钻一口中深井需要更换多次，增加了钻井成本，同时也导致PDC钻头寿命长、进尺多的优点得不到充分发挥。

2.2稳定器组合井身剖面

依然运用“直一定一稳”的操作模式，将井斜在定向时直接定到设计最大井斜角，“PDC+稳定器结构吓入并稳斜钻进，直至完钻。“PDC+稳定器结构”钻完大部分乃至全部稳斜井段只需一只钻头和一趟钻即可，既节省了时間，PDC钻头寿命长、进尺多的优点也得到了充分发挥。

2.3改变钻井参数及稳定器数量

运用PDC钻头钻井一般使用低钻压，高钻速的方式，由于轨迹控制、增（降）斜、增（降）方位的需要，在定向井钻进时可以进行试钻，根据岩性不同，采IR"低钻压，高钻速”、“中钻压，中钻速”和“高钻压，低钻速”中最为合适的钻井方式，适时改变钻井参数；为了减轻钻机负荷，使用PDC钻头钻井时，因地制宜控制下部钻具稳定器的数量，做到恰到好处。

3、定向井辅助时间技术改进

选择先进的轨迹监测仪器。过去普遍采用的是照像式单多点测斜仪，如今采用的电子测斜仪。还有随钻测量仪器（MWD），MWD仪器通过钻井液传递测斜数据，对井底井斜、方位可以随时监测，不需要电缆等装备，节省了工序和时间。在旋转钻进期间，井底数据可以随时测出，与电子多点监测相比，节省了时间，保证了安全。实践表明，采用MWD与有线随钻、电子单多点方式相比，可节省测斜辅助时间80%左右。

三、几种常见的钻井技术

1、定向井钻井液防塌技术

定向井的井眼轨迹斜度大，在其斜井段和水平井段，井壁岩面所受的力与直井的不同。直井眼井壁岩面所受的力易达平衡，井壁稳定：斜井眼和水平井眼井壁岩面所受的力不易达平衡，很易因平衡失调而造成井壁坍塌。油田区块断裂带多，地层破碎，地层压力梯度变化大，井眼周围应力不均匀，以及存在异常高压地层，构造应力集中井段和水敏性强的岩性，同时造斜井段将穿过力学不稳定的破碎地层，使防塌问题变得更为复杂。针对区块的特性，定向井钻井液的防塌措施遵循：使用能抑制粘土水化分散性坍塌、有良好的造壁性能护壁、适合的密度平衡地层压力、可稳定力学不稳定井段的高矿化度抑制型钻井液体系：添加适量的惰性泥饼填充剂，提高泥饼质量，降低滤失量。

2、定向井钻井液防卡技术

在斜井段和水平井段，钻具偏心贴壁，使钻具向下嵌在钻屑沉积中，同时增大钻具与泥饼的接触面积，使扭矩和提升阻力增大，加之地层的岩性变化大，起下钻时极易使井壁形成键槽，给安全钻进造成极大的威协。因此，怎样克服和消除可能出现的泥饼粘附卡钻及键槽卡钻，是定向井钻井液技术的关键之一。故要求定向井钻井液必须具有良好的期滑性和很高的极压膜强度，这样可以降低声擦系数，减小扭矩力和提升阻力，同时可以翅高井壁岩面的抗碾磨强度，减少键槽形成的可能。

四、结束语

定向钻井技术作为石油工业中最尖端的技术之一，将其在实际生产作业中良好地应用有十分重要的意义。并且，随着社会发展的需要以及人们日益增长的需求，生产需要进一步扩大，需要提高效率，并且减少资源能源以及人力财力的浪费，在这一过程中，定向井钻井技术起着不可估量的作用。