赵波
中国石油集团渤海钻探工程有限公司国际工程分公司 伊拉克项目经理部
摘要：随着油气开采的不断进行，定向井的数量不断增加，与其他类型的油气井相比，定向井在进行钻井作业的过程中，对轨迹控制的要求相对较高，如果轨迹控制出现问题，则会进一步增加工作量，且延长钻井周期，进而给油田单位带来一定的经济损失，甚至还可能会出现油气井报废的问题。目前，国内外专家针对定向井的轨迹控制问题进行了深入研究，也取得了大量的成果，但是由于我国的地域较为宽广，各个区域的地质条件不同，所以在各个区域内进行定向井钻井作业轨迹控制的过程中所采用的技术也存在区别，某些区块的成功经验在其他区块并不一定能得到成功应用。我国各个油田地质条件、地形地貌等存在较大的差异，定向井钻井施工难度比较大，轨迹精度要求也比较高，因此只有加强定向井钻井轨迹的控制，才能促进石油企业的可持续发展。
关键词：定向井；轨迹控制；关键技术；研究
引言
近年来我国科技发展速度越来越快，定向井钻井技术的发展取得了一定的成绩，因此对于定向井钻井速度有了更高的要求，想要保障钻井施工过程的安全、可靠，就要采取科学合理措施对钻井轨迹进行控制，避免钻井轨迹出现问题，找到可能对钻井轨迹产生影响的因素，针对影响因素对其不断的优化和创新，促进钻井技术水平的不断提升。定向井技术作为石油和天然气开采过程中使用较为广泛的技术之一，它的开采效率和施工质量，直接决定着石油和天然气在开采过程中的总体质量。对于天然气和石油的开采效率的提升起到了重要作用。定向井技术使用的地形较为复杂和多变，这就决定了在定向井施工项目中对于轨道设计方面和轨迹控制上有着更严格的要求。轨迹控制的准确性可以说是整个项目施工的主要影响因素，井眼的轨迹设计和轨迹控制对于整个钻井的质量有着相当重要的影响。因此，在石油钻井工程定向井的整个施工过程当中，轨迹控制技术对于整个工程的总体质量具有重要的实际意义和现实意义。
1井眼轨迹的设计优化
对于定向井的井眼轨迹设计来说，应该在前期设计优化的时候按照相应的原则进行。从目标原则上来说，定向井技术是为了对油气进行开采，因此在设计过程中要坚定最终开采油气的目标。工程施工上应当规避其他的非必要目标，尽量规避地质断层等结构，保证油气资源开采工作的顺利进行。在进行前期的井眼轨迹设计过程中，为了节省开采成本，加快开采进度，通常会在井眼设计上要进行相对优化。比如在钻井过程中，结合钻井施工环境进行设计，要挑选相对比较松软的地质结构进行造斜，造斜点的位置一定要选择在稳定性高且不易产生塌陷的地区。避免产生地质灾害等安全事故，排除可能存在的安全隐患。对于斜角的设计也要符合地质环境，不能过小或者过大，要将斜角控制在15°到45°之间。过小的斜角会使得钻井不够稳定，斜角较大则会影响整体的施工难度，拖慢施工效率。在井眼轨迹设计上应该着重进行优化，确保井眼轨迹的准确性，提高工程质量。一般来说，定向井的工程设计大部分都会按照直-增-稳的三段式剖面类型进行开采。
2石油钻井定向轨迹控制
在定向井技术实施中，必须要根据钻井的具体情况来进行必要的技术施工。经验表明：遵循轨迹铺面优化原则，首先在定向井的井眼轨迹技术施工中，符合钻井定向技术工具和仪器使用需求。对于井下地质环境进行详尽的勘测，作为实际施工的基本资料，在实际开发中加以技术方案的优化，是必须要经过的流程。避开地下断层，采取测准的方式，是当前进行钻井定向勘探过程中的一种技术突破。该技术贯穿多个含油地层之后，对剩余油进行挖潜，避开难以处理的区域，同时对复杂的环境进行障碍的排除。
3定向井轨迹控制应注意的问题
3.1减小最大井斜角
根据定向井钻井作业过程中井下轨迹倾斜程度的不同可以将定向井分为3种类型，当井下轨迹的倾斜程度在15°～30°时，此种类型的定向井称之为小斜度的定向井；当井下轨迹的倾斜度在30°～60°时，此种类型的定向井称之为中斜度的定向井；当井下轨迹的倾斜度超过60°时，此种类型的定向井称之为大斜度的定向井。这三种类型的定向井在进行钻井轨迹控制的过程中难度差别相对较大，相对而言，小斜度的定向井进行钻井作业轨迹控制的难度相对较小，因此，在定向井的钻井作业过程中，应尽可能地减小井下轨迹的倾斜角，此时，不但可以提高钻井的工作效率，还可以使得钻井轨迹得到有效的控制[2]。
另一方面，当井下轨迹的倾斜度相对较大时，会出现严重的油气井不稳定问题，因此，从这个角度出发，减小倾斜角的角度对于稳定油气井十分有利。
3.2选择最合理的井眼曲率
经过对实际定向井深入分析后得知，井下的造斜段长度在保障油气井的深度、造斜点位置等数据信息一致的情况下，随着井眼曲率的下降而变长，这就会影响钻井作业施工进程，增加钻井深度。同时如果油气井的稳定性也随着井眼曲率的下降而增加，这就会增加钻井轨迹的控制难度，因此井眼曲率的下降有着一定的优势同时也有着一定的缺点，这就需要保障井眼曲率在合理的范围之内。在不改变井下轨迹倾斜度与深度的情况下，定向井水平井段井眼曲率的下降，会造成造斜点位置的提升，靶位也会出现位移，定向井中整个的弯曲井段长度会有所正价，这就给钻井作业施工和起钻作业施工工作带来了一定的困难。
4定向井轨迹控制关键技术
4.1定向井井眼轨迹的钻探
每口定向井的钻井施工，都存在一定的直井段，因此，直井段的钻探必须达到优质高效，保证井眼轨迹的垂直度，避免打斜而影响到造斜井段的钻探。定向造斜是定向井钻探的关键步骤，应用造斜工具，进行井斜方位的钻探，应用定向钻具和弯接头完成造斜部分，换转盘钻扶正器的钻具组合形式继续增斜，达到设计的井斜角为止。
4.2定向井井眼轨迹的评价标准
评价定向井的井眼质量的标准是否中靶，是否达到井眼轨迹的设计标准。优选各种钻具的组合形式，通过自动化的技术手段，合理控制井眼轨迹，并结合井眼轨迹控制技术措施，解决定向井钻探施工的技术难题。
4.3控制造斜井段的井眼轨迹
在垂直井段的施工完成之后就要进行井段的定向造斜，造斜井段就是在施工过程中造出一定斜度的井眼。但是影响井眼造斜工程的因素众多，给井眼造斜工作带来了一定程度上的干扰，加大了造斜难度。施工过程中要严格对造斜点进行控制，确保整个造斜工作顺利进行。施工上可以采用动力钻具间的相互配合，并且采用定向的钻进方式进行造斜。但是如果井斜角的大小不不一也会对造斜结果有着严重的影响，因此需要在施工过程中，采用单弯螺杆钻具进行相应的组合，通过增加偏心块的方法对整体的防斜效果发挥一定的改善作用。另外，对造斜工具和钻具之间的造斜率数据要有明确的了解和把控，才能对钻井工具进行适当调节。确保整个造斜工作的顺利完成，为后续的稳斜工作打好基础。
4.4跟踪控制到靶点
(1)既要保证中靶，又要提高钻速。评价定向井的轨迹质量指标有以下两点：一是中靶，二是轨迹的符合率。这一过程的主要工作任务就是在实钻的过程中，需要时刻的掌握轨迹的变化情况，保证其造斜工具或者钻机的轨迹符合工程要求。(2)尽量的保证转盘扶正器轨迹符合要求。转盘的钻速与井底动力钻机有着直接的关系，其水平比较高则发生事故率就越低。因此在造斜完成之后，需要按照转盘扶正其进行组合增斜处理。需要及时的进行稳斜和降斜的时候，仍然可以使用转盘扶正器来实现。只有出现以下情况时，才对造斜工具进行控制：其一，增斜率或者降斜率比较高的时候，使用转盘钻速扶正器很难满足工程的需要，需要使用造斜工具进行，实施强力工作。其二，因为转盘扶正器不能很好的控制各个方位，在钻进的过程中容易出现较大位置的偏差，很有可能出现脱靶的情况，这就需要使用造斜工具适当的纠正。
5结束语
在钻井过程中，系统工程的设计要求是保证定向井的轨迹控制能够从多个角度切入，做好相应的优化，在具体的施工中，严格依照井眼的轨迹环节的控制方式，选择最佳的钻井工具，确保钻井过程中施工阶段的合理性，在设计的角度上看，优化工作的目的就是类型简单，操作便捷。基于此随着科技的不断发展，石油行业也得到了相应的提升，对于石油开采来说石油钻井定向井是其中必不可少的技术。当然，在钻井过程中，定向井轨迹控制一直以来都是一种系统工程，对此，在钻井的过程中就需要在设计上面进行多方面的考虑。由此可见，对于石油钻井的工程，需要做好每一步的计划，从而整体上提升石油钻井定向井轨迹控制的技术。
参考文献
[1]常学平,张浩,马骁,高慧杰.石油钻井定向井轨迹控制关键技术分析[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(15):149-150.
[2]齐中华.定向井轨迹控制关键技术探讨[J].石化技术,2020,27(09):132-133.