定向井轨迹控制关键技术分析

王磊

摘要：随着油气资源的不断开发，定向井的钻井技术开始被广泛的应用在实践的生产过程中，有效的提升了我国石油开发的整体水平。在定向井钻井技术的应用过程中，轨迹控制技术的保证该项技术有效应用的关键。本文对定向井轨迹控制的关键技术进行了分析，希望为相关的工作开展，提供参考。

关键词：定向井;轨迹控制;关键技术

前言：

在石油勘探开发的过程中，定向井的钻井施工技术主要是通过有效的控制井眼的轨迹，使钻头按照既定的方向进行钻井施工，完成钻探的任务。该项技术的应用，能够有效的提升开采效率，降低成本。因此，在实践的应用过程中，定向井的轨迹控制技术非常重要，其关键的技术应用，主要体现在以下三个方面。

一、井眼轨迹剖面的设计

在定向井中，对井眼轨迹剖面进行优化设计，是保证该项技术有效应用的关键，设计工作的开展主要体现在两个方面。

（一）设计原则

在进行定向井井眼轨迹的剖面设计过程中，要遵循以下两个设计原则。第一，要能够通过设计的开展，保证达到最终的应用效果。定向井的钻井技术应用效果体现在不同的油井钻井过程中，比如在含多层的油层中，要对钻井的速度进行加速设计;在复杂的环境中，不能进行侧钻的设计;为更好的利用场地优势，进行丛式结构设计等等。要根据不同的钻井要求，进行个性化的设计。第二，要能够通过设计的开展，保证钻井施工的高效性。因此在进行设计的过程中，首先要对造斜点进行设置，然后对开采的位置进行选择，尽可能的避开复杂地质结构的区域，对定向井的井斜角进行15°—45°的設计。最后，要根据开发区域的地层要求，对造斜率进行确定，不断的提升钻井效率。第三，要在实践的应用过程中，保证安全钻井，对井眼的曲率进行控制，保证顺利的开采，提高工作效率。

（二）轨道类型

在进行定向井的轨迹设计过程中，主要体现在控制直、控制增、控制稳等三个方面。在进行设计的过程中，要根据施工的目标，对井眼的轨迹进行明确，选择使用不同的井眼轨道类型。比如三段制的施工方式中，应用比较方便，造斜井段的距离小，现场施工过程中的其他要求较少，灵活性较强。四段制的施工方式中，主要是应用在岩屑床的地质结构中，钻井阻力较大，容易产生卡钻的现象，应用的范围有限。无端制的施工方式，主要被应用在采油的施工过程中。因此，在大多数情况下，经常采用三段制和五段制的方式进行应用。

二、井眼轨迹的控制

（一）直井段轨迹控制

在直井段中井眼轨迹的控制技术应用，主要表现在防斜打直的过程中。因此，需要在进行技术应用的过程中，根据整体施工的地质条件、环境因素、井眼等情况进行综合的控制。首先，要对钻具的使用进行优化组合。根据实际的施工现场，大多选择使用满眼钻具组合、摆钟组钻具组合两种方式保证防斜打直。其中满眼钻具组合的方式应用，能够有效的防斜，但是对存在的偏斜问题不能纠正，需要将扶正器和井壁之间的距离进行最大化的缩小处理，保证孔内始终处于饱满的状态，减少井斜。摆钟组钻具组合的方式应用，需要在一定的角度环境中应用，对于钻具的选择使用有一定的要求。比如要保证钻具的钻压，在钻压不断升高的过程中，摆动的回复力下降，增斜力上升，能够有效的防治偏斜，并进行及时的纠正。其次，要在实际的运行过程中，对钻具的作用进行优化组合，更好的保证钻井施工的顺利进行。

（二）造斜段轨迹控制

在造斜段中井眼轨迹的控制技术应用，主要表现在对造斜点的严格控制，保证施工的顺利进行。在施工中，对直井段中产生的井斜，各种钻井的数据进行综合的分析，然后对下钻的轨迹进行明确，并保证在下钻的过程中，能够有效的进行实时的纠正，重新对造斜率进行极端，完成定向造斜的过程。在造斜的初级阶段中，要根据实际工程的需要，选择连续的单根，并且保证使用的钻具符合钻井施工的要求，能够根据实际的要求，对滑动钻进、复合钻进的比例进行控制，保证钻进的轨迹要与设计的要求一致，并且保证造斜工作的顺利完成。在造斜的施工过程中，从造斜点开始进行斜进施工，整个过程中，要能够保证钻头的下钻过程中，不偏离井口设施的垂直线，一旦发现偏离的现象，要及时的进行纠偏处理，只有这样，才能更好的保证造斜施工的顺利进行，不断的提高定向井的施工效率。

（三）稳斜段轨迹控制

在稳斜段的施工过程中，进行轨迹的控制，需要对使用的随钻测量设备进行及时的处理，能够时刻的对钻进过程中，各种数据进行实时的监控，并且掌握实时的动态数据，一旦发生斜角、方位偏离的现象，要能够在第一时间进行及时的纠正处理，保证下钻过程的顺利进行。因此，在该阶段中进行轨迹控制的重点，是要对使用的仪器设备进行质量保障，确保其能够有效的发挥监控作用。比如在使用无线随钻测斜仪器的过程中，要选择稳定的钻具组合，并且能够在单点、多点的方式应用中，进行有效的测斜，保证轨迹的有效控制。并且能够在合理的控制钻速的结合中，有效的满足工程的钻井要求。另外，还可以根据实际钻井检测过程中发现的问题，对钻井本身的各种问题进行判断。比如，如果实际的钻井过程，和设计的钻井过程出现了较大的偏差，甚至出现脱靶的现象，则说明井身本身的质量存在问题;如果在实际的应用过程中，频繁的发生测斜现象，但是实际运行轨迹、和设计的轨迹要求相差不大，这种现象的发生，很有可能是由于随钻具的拆卸过于频繁。

三、定向井轨迹的控制思考

在定向井轨迹的控制过程中，要对垂直井段和造斜井段进行不同的轨迹控制技术应用。在垂直井段中，要重点控制对钻具的组合使用，并对钻井的参数进行合理设置;在造斜井段，要对造斜点、造斜率进行有效的控制，并且对钻井的施工过程进行实时监控，对使用的造斜方式进行科学选择，保证有效的钻井。

结语：

总之，随着技术的而不断进步，在石油开采过程中，定向井的轨迹控制技术应用效率也将不断提升。定向井轨迹控制，是一项系统的工程，需要从设计的过程中，结合实际应用进行优化，并且在实践的应用过程中，结合不同的要求，保障操作过程的质量水平，才能发挥出有效控制的作用，不断提高钻井施工的效率。

参考文献：

[1]侯华升.大斜度定向井钻井施工技术[J].石油和化工设备，2020，23（10）：123-124.

[2]王尔林，陈元朋，赵泉等.定向钻进工艺技术轨迹控制偏差分析[J].能源科技，2020，18（07）：39-42.

[3]谢立昕.某国EOX项目定向井轨迹精细控制技术[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（12）：232-233.

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