定向井钻井技术探析

2022-09-12

一、我国定向井钻井技术的发展

在上个世纪的五十年代, 我国就开始了对定向钻井技术的研究, 在1956年, 在玉门油田的建设中首开先例, 取得较好的开采效果, 由此钻井技术得以被广泛使用。在七十年至今, 定向钻井技术在海洋中油田的开采中发展最为迅速, 其中在渤海海域的纵式井中, 有十二口定向井在同一座钻井平台上进行施工。从1986年以后, 通过各种技术的发展和政府的支持, 钻井的数量大量增加, 突破了4000口, 在“七五”期间我国已经深入的研究了定向井等钻井技术的核心原理, 并研发出相应的计算机软件, 其中主要包括:三维多目标井以及纵式井等钻井技术在平台设置上的优化设计。到了九十年代, 我国在水平井方面取得了技术上的突破, 包括长、中、短三类半径的钻井, 且在轨迹的处理上也进行了较大的优化, 水平井井眼的轨迹可以通过一定的模型被准确的预计出来, 在某种程度上已经接近了世界水品。在九十年代以后, 我国注重了对国外先进钻井机技术的引进, 主要体现在工具和设备上, 例如:无线钻井仪, 单点陀螺仪等设备。当前, 我国已经完全掌握了定向井轨道的设计与控制技术, 地层测试等技术, 与此同时, 也拥有了螺杆钻、非此钻铤等先进的钻井工具。

二、定向井轨道设计与控制技术

1. 定向井轨道设计内容

定向井的钻井轨道要以抵制条件为依据。 (1) 首先明确增降斜率的大小, 固定造斜点的位置 (2) 经过计算求出全井斜角的最大值 (3) 还要对各井段的井斜角、方位角、井深等相关数据做好测量 (4) 制作出垂直和水平两个方向上的投影图, 如果工作中需要的话, 还应绘制出控制安全圆柱。一般情况下定向井的轨道主要分为三段制剖片和五段制剖面两种类型, 当然这是由特定的地理条件和设计要求才能决定的。有时也会转化成多靶三段制剖面等等。

2. 造斜点的选择

(1) 地质条件相对稳定, 尽量避免在地层较薄, 断层等易坍塌的地区建造

(2) 尽量选在可钻性较为均匀的位置上施工, 避开硬夹层

(3) 对于垂深较大, 发生的位移较小的定向井, 应适当降低造斜点, 这样就可以充分体现直井段钻井的优势, 而对于垂深较小发生的位移却较大的定向井, 则应将造斜点的位置适当提升, 这样做可以大大减少工作量。

(4) 如果某一井眼的位置发生较大程度的漂移, 这时再钻定向井, 造斜点的位置应选方位漂移较小的地层。

3. 定向井井眼轨迹控制技术

在定向井施工之前, 应该制定出一套详细的设计方案, 确保在施工时可以具有一定参照, 防止盲目的施工。完成准备工作之后, 要对需要使用的各种仪器设备等做好全方位的检查, 对于需要调整的设备进行调试。接着计算出方位角偏差可接受的范围。水平定向井靶区在一般条件下是筒状靶, 是以水平定向井井眼的运行轨迹为轴线跨国的区域, 若想对水平井井眼的轨迹的整体做好掌控, 就需要细化到每个靶柱的位置。经过长期的实践, 可以发现:将轨迹点控制在较为接近的位置或者略微存在延迟可以更好地把握井斜角的方向。一旦控制点的井斜超出标准状态下的水平, 极易导致脱靶现象的发生, 或者造成造斜率的值偏高。在实际的工作中, 造斜段井眼的控制要从轨迹点和食量方向两个角度入手, 做到全方位的综合控制, 对于某些没有设计好斜角的井段更是要注意这一问题。当轨迹预测的数据显示有空余, 具备后续工具条件的情况下, 就要充分利用好动力钻的优势, 提升钻具的造斜能力, 最大限度的提高钻头的使用效率。

定向井井眼轨迹的控制会受到很多因素的影响, 其中包括地质条件、钻具的造斜能力等, 这样的问题就会导致造斜率在理论和实际上存在一定的差异, 此外, 地质设计的目的层也会对实际的造斜率产生影响, 因此, 需要钻头的操作人员根据实际的施工状况及时调整钻进的角度和趋势, 相应的也要对设计的方案进行调整, 采取必要的措施。在井眼的现场设计中, 根据不同的中靶要求需要设置不同的计算公式, 定向井井眼轨迹的设计目的在于确定钻头下钻到入靶位置时, 其垂深、井斜角等数据是否符合相应的要求, 也就是说要保证钻头的轨迹要按照矢量的方向满足一定的精度中靶。

结束语

综合以上的内容, 可以看出定向井钻井技术已经在石油行业发挥了较大的作用, 这项技术很好的解决了在开采各种油藏的过程中所遇到的多项技术难题, 同业也极大地提升了对原油的开采效率。但从另一方面上也必须认识到, 当前阶段的开采技术仍不是最为先进的, 研究人员还需要在实际的工作中不断地总结规律, 深入研究, 才能进一步丰富和完善定向井钻井技术。全球现在正处于对能源的急剧需求的时期, 因此对于该技术的改进与提高成为当前石油领域的核心问题之一, 作为定向井技术的研究者则应该充分利用一切条件, 在其他技术的帮助下, 使定向井钻井技术向着更加自动化、智能化的方向转变。

摘要：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, 定向井逐渐发展成为新的发展趋势。本篇文章主要介绍了定向井这种新的钻井技术在当前阶段的概况, 其次, 重点分析了定向井的轨道设计和对其的控制方面的技术, 最后对定向井钻井技术涉及的一些专用工具进行了全方位的介绍, 为定向井技术的发展提供了重要的理论依据。

关键词：定向井,钻井技术,探析