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定向井钻井工艺技术优化措施探讨罗华文

发表时间：2021/9/6 来源：《中国科技信息》2021年9月下作者：罗华文

[导读] 近年来，我国很多油田开采过程都出现了含水量偏高的问题，这在很大程度上影响了石油开采的顺利进行，开采出来的石油品质也得不到有效保证，同时大大增加了石油开采的困难程度。为了使这一影响石油开采的问题得到有效解决，定向井钻井技术应运而生，并逐渐得到了广泛应用。

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摘要：近年来，我国很多油田开采过程都出现了含水量偏高的问题，这在很大程度上影响了石油开采的顺利进行，开采出来的石油品质也得不到有效保证，同时大大增加了石油开采的困难程度。为了使这一影响石油开采的问题得到有效解决，定向井钻井技术应运而生，并逐渐得到了广泛应用。定向井钻井工艺技术可以对油井中的油气资源进行有针对性的探索和开发，在使石油开采效率得到有效提高的同时还降低了石油开采的难度，在一定程度上推动了石油开采工艺的发展。因此，对定向井钻井工艺技术的优化措施展开深入研究和讨论十分必要，对于提高我国石油开采效率、提升石油开采量可发挥重要作用。
关键词：定向井；钻井工艺；技术优化；有效措施
        1定向井钻井工艺技术概述
        使用定向井钻井技术可以避免恶劣自然环境的影响，减少气候和地形干扰，与传统钻井技术相比，其资金投入少、效率高，进一步优化提升定向井钻井技术，有利于石油行业的发展。
        定向井井眼轨迹相对复杂，会加大石油钻探施工难度，对其井眼轨迹需合理控制，以达到定向井井斜角，钻探优质的定向井，满足实际施工技术要求。在定向井直井段钻井作业中，采用防打斜技术措施如塔式钻具、钟摆钻具等。造斜井段、稳斜井段钻探施工可以达到设计要求。要确定好靶点位置，优化造斜钻具组合形式设计，以保证其实际钻井成效[1]。定向井的井眼轨迹需要预先设计好，在施工中井斜角要经常测试，要求具备加大的携带岩屑能力和良好的润滑作用，井壁需保证稳定，确保固井施工质量，完成钻探施工目标。
        2定向井钻井工艺技术存在问题
        2.1定向钻井轨迹控制
        在钻井作业整体过程中，需准确把握其轨迹，确保井眼可以按照预期设计轨道运作，在定向钻井中这是关键所在。比如可以在地下资源储存地设立多个钻井，且在地下互相连接，且需保证其精度，避免产生误差而影响到实际成效。当前，在定向钻井轨迹控制中，井眼会出现无法按照提前设计轨道运作的情况，产生的误差较大，最后过分偏离目的地，不仅加大了钻井成本，且提高了施工安全风险。
        2.2定向钻井井眼倾斜
        当前在定向钻井技术操作中，会出现很多难以规避的问题。以井眼倾斜为例，这一问题会引发石油资源浪费，降低石油开采质量。需进一步提高理论基础、实践水平，减少钻井中井眼倾斜问题。此外就是定向钻井技术实施中存在的清洁问题，开采石油往往带有地下岩石碎屑，然后堆积在一个地方堵塞管道，该问题会降低石油开采效率、加大开采阻力。
        2.3定向仪精度与故障
        仪器发生故障后，定向效果会出现异常，难以实现准确测量。一些仪器会初选螺丝老化而脱落的情况，进而产生错误的测量结果，无法在施工中发挥其指导作用。以及受仪器螺丝弯曲、地层倾角大的因素影响，也会产生异常测量结果。总之，测量是工程正式开工前的重要准备工作，测量结果偏差大会产生严重损失，影响到工程钻井质量，并且加大人力和财力等浪费。
        3定向井钻井工艺技术优化措施
        3.1定向井钻井井眼轨迹控制优化措施
        科学合理的设计井眼轨迹可以有效地提高定向井钻井工艺的施工水平和施工质量。由于垂直井区段和常规钻井作业施工后形成的井眼形状和大小几乎一致，所以在通过定向井钻井工艺对井眼轨迹进行控制优化时，可以根据实际情况选择不同的钻头型号，确保垂直井区段井眼轨迹质量的可靠性。

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在井眼轨迹的施工过程中，首先在相关理论的基础上计算出最合适的造斜点，确保造斜点的位置处于地质情况稳定的地层上，尽量避免在油气水含量较高的地层构建造斜点，尽最大可能减少施工过程中对钻头的冲击和损耗，确保造斜点的优良性和科学性，避免井眼轨迹控制难度增加，出现定向井钻井过程中对井壁造成严重破坏这种不良情况的发生[2]。
        要想对定向井钻井井眼轨迹控制措施进行优化，首先应该将定向井钻井施工方案的具体要求作为基础，加强对井眼轨迹的控制工作，结合较为先进的跟随钻井的测试设备，完成井眼参数的收集和整理，通过对相关数据进行分析，确定造斜点的最佳位置。与此同时选择最贴合实际情况的钻井工具，从多个方面确保造斜井段施工工作的顺利开展。在井下作业时可以利用稳定器等工具为井眼轨迹提供保证，在确保施工质量达到标准的同时解决井眼轨迹偏斜等可能出现的施工问题，避免更严重故障的出现造成井筒无法使用的恶劣后果，降低钻井施工企业的经济成本风险。
        3.2定向井钻井作业施工过程优化措施
        对定向井钻井作业施工进行优化设计，往往是针对井筒的剖面设计来说的。定向井的井斜角度和方位角度的设计情况对造斜井区段、稳斜井区段以及水平井区段的选择影响较大，如何根据实际设计需求来完成钻井方案的选择是人们需要解决的关键性问题。在对定向井钻井作业施工的过程中，还应注意对钻井工具的合理选择，提高施工参数的科学性，确保定向井钻井施工中相关工作人员的生命、财产安全，尽可能地降低安全事故的发生概率，提高施工过程中的安全系数。
        完成定向井钻井作业施工优化离不开科学合理的优化设计方案，在设计方案制订时应充分考虑到分段施工技术的应用，通过对造斜点相关数据进行分析，根据钻井区段和钻井参数的不同，灵活选择钻井工具，在井眼轨迹的测量中确保相关测量数据的准确性，这些都是提高定向井钻井作业施工质量所必须考虑的影响因素。在钻井过程中还应注意绕开障碍井，避免造成其他井眼的破坏从而影响油田的开采进程，甚至使石油企业的经济效益受到损失[3]。相关工作人员在制订定向井钻井作业施工的优化设计方案时，应充分考虑到施工安全问题，尽可能地制订较为完善的安全制度，保证施工过程中相关人员的安全，确保钻井施工作业进程得以顺利开展。
        3.3定向井钻井技术的优化措施
        为了更好地完成对定向井钻井工艺技术优化措施的探讨工作，首先应确保钻井工具的合理性，其次做好测量设备、井下作业工具的准备工作也是关键环节之一，因此应加强对井下动力钻具、定向弯接头、稳定器等设备的日常保养工作，从多个角度出发，确保定向井钻井施工过程的顺利开展[4]。欠平衡钻井技术在实施时应观察井筒是否处于欠平衡状态，避免钻井液对地下储层造成污染。在施工过程中应随时关注井喷、失控的情况，结合钻井动力工具对不同地层区段进行合理的施工，确保钻头质量没有问题，避免套管出现损坏的现象从而影响定向井钻井工艺技术的优化效率。
        3.4钻柱力学及井眼净化仿真优化措施
        对井下钻柱力学通过计算机仿真软件进行模拟，可以较为准确地判断出斜度较大的定向井钻井工作开展的可行性，通过对准确性较高的数据进行分析，以达到对钻井设计水平和施工质量的有效提升。在摩阻转矩的识别、仿真旋转、滑动钻进、起下钻具等方面可以结合钻井设计软件；在完成钻井工具抗拉强度、抗扭强度等方面工作时，可以利用三轴应力的方法对其进行针对性的定性分析和校对，同时检测轴向载荷与正旋方向所产生的弯曲临界载荷之间的大小关系。除此之外，还应保证井眼的清洁程度，降低尘屑床生成的可能性，避免泵组的安全性能受到影响。
        结束语
        综上所述，定向井钻井工艺技术作为我国石油行业中应用范围最广泛的油井开采施工技术，保证其施工效果对整个石油行业的开采而言都发挥着举足轻重的作用。石油开发的相关技术人员已充分认识到定向井钻井工艺技术优化的重要性，通过对井眼的运行轨迹采取多种技术手段进行有效控制，并根据井段的不同设计和实际开采情况选择贴合度较高的施工设计方案，同时将提高定向井钻井工艺的实际施工水平作为工作重心，积极探索定向井钻井工艺技术的有效优化措施，达到提高油井开采效率的最终目的。
参考文献
[1]张帆.高压膏盐层定向井钻井关键技术[J].化工设计通讯，2019，45(09):260-261.
[2]王利华.石油定向井施工过程中的安全分析[J].化工设计通讯，2019，45(09):261-262.
[3]张子彬.定向钻进技术应用及水平井施工的意义[J].西部探矿工程，2019，31(09):101-102.