定向井钻井轨迹影响因素与控制

李洪伟

摘  要： 定向井钻井是当前国内油田开发油气期间常用的技术手段，也是一项有效提升油气开采数量和开采效率的技术，对于石油化工行业的资源 开发具有积极意义。轨迹控制是定向钻井过程中的难点也是影响油气开发能力进一步提升的关键技术，实际钻井过程中往往会因设计精度不足而无法精 确绕过各类障碍物或者因施工技术不到位而引发实际轨迹与设计轨迹不符问题。从加强定向井钻井轨迹控制的必要性入手，对定向井钻井轨迹控制中的 影响因素和控制对策进行了探讨。

关键词： 定向井;钻井轨迹;影响因素;控制

引言

随着现代科学技术的快速发展，定向井钻井技术在油田钻井施工过 程中也取得了巨大的进步。而随着当今油田勘探开采中对钻井速度要求的 不断提升，要想在定向井钻井施工过程中充分保证施工的安全性以及高效 性，就必须要不断强化定向钻井轨迹控制。鉴于此，要针对定向井钻井轨 迹控制的各种影响因素进行全面分析，并不断创新和优化轨迹控制，这样 才能有效提升钻井施工的技术水平。

1 强化定向井钻井轨迹控制的必要性分析

定向钻井施工人员是遵循一定的设计轨迹进行钻井操作的，然而在 现场钻井过程中，轨迹不合适等问题频繁出现，例如轨迹中出现较多严重 阻碍钻进工作的障碍物等，为施工人员钻井工作的顺利开展带来了较多难 题，导致施工时间延长的同时也增加了施工成本。为此，加强钻井轨迹控 制、优化设计精度和施工技术是十分必要的，尤其针对国内复杂的地质环 境，相关企业更需要对轨迹影响因素进行细致分析，从而提升控制效果， 增加定向钻井技术应用效果和工作效率。

2 影响定向井钻井轨迹精度的因素分析

2.1  设计方面的影响因素分析

钻井轨迹的确定，对于确保整个钻井施工质量的提升有着十分重要 的意义。所以在确定钻井轨迹时，主要是设计人员结合实际进行针对性的 设计，但是由于其对设计人员的专业要求较高，需要大量的经验和专业的 技术。目前在定向井钻井轨迹设计中，三维设计技术已经得到了广泛的应 用。但是在很多特殊复杂的地质条件下，要想从障碍物绕开还存在一定的 难度[1]。加上三维轨迹设计的精确性和缜密度难以满足实际需要：在绕开 障碍方面的问题较多，在确定井身轨迹关键点时缺乏较高的精确度，对井 眼曲率的校核精准率和最大曲率的精确度不高，对井身轨迹接点顺序和曲 率问题的计算与校核的精确度不达标，导致定向钻井轨迹的精确度和合理 性受到巨大影响[2]。

2.2  施工因素

首先在进行表层钻井施工的时候，经常会出现因水阀门的泵压与排量 不到位而导致表层出现打滑现象，严重的情况下，甚至会造成井漏事故， 不仅会导致钻井效率低下，甚至会造成钻井成本的增加，给钻井企业带来 巨大的经济损失。其次，在进行直径段钻井施工的时候，为了尽量避免在 钻井过程中出现碰井问题，必须要在钻井过程中对井距方位及时、合理调 整。而在实际的钻井施工中经常出现因井距方位调整不合理而导致出现碰 井问题，与此同时，在实际钻井施工过程中由于对直径段的井斜控制不到 位，重视程度不足，从而使在后续的钻井施工过程中风险进一步增加[3] 。 最后，在实际进行造斜段钻井施工的时候，由于机械钻具在磨阻以及不合 理因素的影响下导致造斜难度进一步增加。

3 钻井轨迹控制策略分析

3.1  直井段的井眼轨迹控制技术

防斜打直是直井段定向井井眼轨迹控制技术的基础，直井段因为工程 因素、地质因素、井眼扩大等因素的影响下，经常出现井斜的现象，地质 因素是我们无法进行控制的，因此我们主要从工程和井眼扩大两个方面制 定措施，控制直井段钻井井眼轨迹。首先我们要根据直井段钻井的实际情 况选择合适的钟摆钻具和满眼钻具组合，满眼钻具能够有效避免钻井施工 中的倾斜现象发生，只要井壁和扶正器之间的间隙在合理的范围之内，就 会防止井斜现象出现;钟摆钻具在施加小钻压的情况下能够在井斜超过范 围值后产生一定的回复力，能够及时地纠正已经产生的井斜，如果钻压过 大就会影响钟摆的回复力，出现井斜的现象。

3.2  稳斜段的井眼轨迹控制技术

造斜段施工完成后，就要对稳斜段进行钻井施工，稳斜段的钻井 施工过程中，首先要根据实际的情况选择合适的随钻测斜仪器设备，能 够及时对钻进过程进行动态跟踪，实时监测钻进的方位角、井斜角等数 据，避免钻进轨迹出现偏差，保障钻头中靶。如果现场没有无线随钻测 斜仪器设备，就需要利用稳斜钻具组合的形式进行钻进，一般采用单 点、多点并用的测斜仪器进行定点测斜，保障井眼中靶，进一步地提高 钻井质量和效率。

3.3  直井段防斜打直

钻井轨迹控制的工作前提是在直井段做好倾斜打直工作，施工人员 需要从井眼扩展、作业情况以及地质地貌特点三个方面对直井段倾斜问题 进行控制。由于地质地貌特点无法直接改变，施工人员往往需要从井眼以 及作业两方面进行防斜操作。在钻井之前，施工人员需要结合实际需求选 择合适的钻井工具组合。例如，在防斜过程中，施工人员可以使用满眼钻 具，通过缩减井内壁与扶正部件之间的间隙预防倾斜问题;在纠正倾斜问 题的过程中，施工人员需要选择钟摆钻具进行相关操作。随着钟摆角度的 增加，一个力量大小随之改变的回复力量将会出现，用于控制钻井斜率[4] 。 在钟摆钻具应用期间，钻压力会对钻具摆动力量产生削减作用，施工人员 可以利用较小的钻压力完成预防和纠正倾斜等操作。为此，在实际操作 时，施工人员需要及时控制钻压力，避免钻压无法及时释放反而对钻具工 作效果产生不利影响。

3.4  加强设计控制，优化钻井轨迹

为了达到控制钻井轨迹的目的，在设计过程中，应严格按照精度要求 和实际， 加强对现场的勘察，采取针对性的目标函数，加强对定向井钻井轨 迹的设计，并采取专业技术、科学方法和專业软件加强对井身轨迹的优化。 所以设计人员必须注重自身专业技术水平的提升， 切实注重三维设计技术的 学习和创新性的应用，加强对复杂地形的研究，注重技术难点的攻克。

3.5  造斜段的轨迹控制技术

在整个定向井钻井施工过程中造斜段的钻井施工是一个非常重要的环 节。造斜主要指的是按照提前设计的造斜点作为造斜段钻井的起点，让钻 头偏离铅锤线向倾斜方向的目的进行钻进。整个钻井施工需要严格按照井 眼轨迹设计，并在钻井施工过程中综合考虑方位角、井斜角等相关因素， 来精确的计算造斜段的造斜率，这样才能为实际造斜段的钻井施工形成有 效的指导，然后还必须要对钻铤进行合理应用，并在钻井过程中合理调整 滑动钻进、复合钻进的比例，由此来达到造斜段钻井目标。

4 结束语

综上所述，定向钻井轨迹的控制效果对于油气开发效率和质量具有较 大影响，油气开发单位需要正确应对设计不良以及施工不到位对于钻井轨 迹的影响。在实际操作过程中，油气开发单位需要持续提升设计人员和施 工人员的技术水平，做到设计工作、现场勘察结果以及施工技术的高效结 合，对直井段、造斜段以及稳斜段的施工操作进行优化控制，不断提升轨迹控制水平。

参考文献：

[ 1 ] 刘雪琪 . 定向井钻井轨迹影响因素与控制探讨 [ J ] . 中国化工贸易， 2020（5）：183-184.

[2]林金锁，卞洪伟.定向井钻井轨迹影响因素与控制对策[J].城市建设理论研 究：电子版，2016（10）：202.

[3]郭睿鹏，钟仕明，周海峰.定向井钻井轨迹影响因素与控制对策[J].云南化工， 2018，45（4）：189.

[4]杨兴华.浅谈定向井钻井轨迹设计与控制需要注意的问题[J].化工管理， 2017（24）：53.

2001501705278