李栓

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口的增加，人們對(duì)石油的需求量也逐漸增加，提高石油的開(kāi)采效率成為當(dāng)前很多企業(yè)關(guān)注的重要課題。定向井作為一種新型的實(shí)用技術(shù)，在我國(guó)鉆井領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景，也受到了各大石油企業(yè)的關(guān)注。本文對(duì)定向井鉆井技術(shù)進(jìn)行了闡述，分析了定向井鉆井技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也列舉了幾種常見(jiàn)的鉆井技術(shù)。

關(guān)鍵詞：定向井；鉆井技術(shù)；發(fā)展

定向井鉆井機(jī)技術(shù)一直在石油工業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，作為一種新型的鉆井技術(shù)，將會(huì)在未來(lái)的石油工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。定向井鉆井技術(shù)能夠提高石油的開(kāi)采效率，降低勘探成本，滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的資源需求，同時(shí)為石油企業(yè)創(chuàng)造更大的發(fā)展空間。

一、定向井鉆井技術(shù)

定向井鉆井是指在鉆井過(guò)程中，通過(guò)一定的方法使井身沿著設(shè)計(jì)好的斜度和方位鉆達(dá)目的層。與直井相比較，定向井具有井斜方位角度。目前的定向井按照其刨面不同主要分為三類(lèi)，即兩段型定向井、三段型定向井以及五段型定向井。兩段型為垂直段與造斜段，三段型為垂直段、造斜段與穩(wěn)斜段，五段型為上部垂直段、造斜段、穩(wěn)斜段一、降斜段與下部垂直段。定向井按照用途主要分為普通定向井、多目標(biāo)定向井、叢式定向井、救援定向井、水平井以及多底井。

定向井鉆井技術(shù)有其自身的優(yōu)勢(shì)。例如在開(kāi)發(fā)裂縫型油層時(shí)，定向井鉆井可增加油氣層的卸油面積，提高產(chǎn)能，提高效率：在作業(yè)過(guò)程中若鉆通了油水邊界，則可在原井內(nèi)鉆定向井，不需要重新鉆井，這種做法不僅節(jié)省了成本，并且避免了資源的浪費(fèi)，減少了占地面積，提高了單井的采收率。

二、定向鉆井技術(shù)的發(fā)展

1、導(dǎo)向鉆井技術(shù)的改進(jìn)

目前國(guó)內(nèi)普遍采用導(dǎo)向鉆井技術(shù)運(yùn)用到定向井施工中。其一般采用工具為簡(jiǎn)化性滑動(dòng)導(dǎo)向鉆具組合，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全保障。這里還是建議運(yùn)用滑動(dòng)導(dǎo)向復(fù)合技術(shù)。因?yàn)樵摷夹g(shù)方便調(diào)整井眼軌跡，中靶精度高，起下鉆換鉆具結(jié)構(gòu)的時(shí)間能夠省下。根據(jù)實(shí)踐得出，采用滑動(dòng)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，在導(dǎo)向鉆井過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)復(fù)合鉆進(jìn)低于螺桿鉆具所能允許的純鉆進(jìn)時(shí)間1.8倍，并且比值與單彎度數(shù)成正比。運(yùn)用導(dǎo)向鉆井技術(shù)要具體情況具體對(duì)待。一般淺層定向井可以全面使用；中深定向井需要頻繁更換螺桿鉆具，速度慢，成本高，不提倡全井段使用；大位移井和水平井如軌跡控制難度大，推薦全井使用。

2、PDC鉆頭技術(shù)改進(jìn)

2.1“PDC鉆頭+導(dǎo)向鉆具”復(fù)合鉆進(jìn)

采用這種改進(jìn)技術(shù)，由于鉆具轉(zhuǎn)速低，鉆頭轉(zhuǎn)速高，機(jī)械鉆速較為理想。滑動(dòng)與旋轉(zhuǎn)鉆井方式的和諧搭配，保證了井眼軌跡達(dá)到要求，不受井斜及方位變化的影響。適合運(yùn)用位移和軌跡控制難度較大的定向井。該鉆井方式的不足之處時(shí)是不適宜中硬地層的運(yùn)用。螺桿鉆具壽命較短，鉆一口中深井需要更換多次，增加了鉆井成本，同時(shí)也導(dǎo)致PDC鉆頭壽命長(zhǎng)、進(jìn)尺多的優(yōu)點(diǎn)得不到充分發(fā)揮。

2.2穩(wěn)定器組合井身剖面

依然運(yùn)用“直一定一穩(wěn)”的操作模式，將井斜在定向時(shí)直接定到設(shè)計(jì)最大井斜角，“PDC+穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)嚇入并穩(wěn)斜鉆進(jìn)，直至完鉆。“PDC+穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)”鉆完大部分乃至全部穩(wěn)斜井段只需一只鉆頭和一趟鉆即可，既節(jié)省了時(shí)間，PDC鉆頭壽命長(zhǎng)、進(jìn)尺多的優(yōu)點(diǎn)也得到了充分發(fā)揮。

2.3改變鉆井參數(shù)及穩(wěn)定器數(shù)量

運(yùn)用PDC鉆頭鉆井一般使用低鉆壓，高鉆速的方式，由于軌跡控制、增（降）斜、增（降）方位的需要，在定向井鉆進(jìn)時(shí)可以進(jìn)行試鉆，根據(jù)巖性不同，采IR"低鉆壓，高鉆速”、“中鉆壓，中鉆速”和“高鉆壓，低鉆速”中最為合適的鉆井方式，適時(shí)改變鉆井參數(shù)；為了減輕鉆機(jī)負(fù)荷，使用PDC鉆頭鉆井時(shí)，因地制宜控制下部鉆具穩(wěn)定器的數(shù)量，做到恰到好處。

3、定向井輔助時(shí)間技術(shù)改進(jìn)

選擇先進(jìn)的軌跡監(jiān)測(cè)儀器。過(guò)去普遍采用的是照像式單多點(diǎn)測(cè)斜儀，如今采用的電子測(cè)斜儀。還有隨鉆測(cè)量?jī)x器（MWD），MWD儀器通過(guò)鉆井液傳遞測(cè)斜數(shù)據(jù)，對(duì)井底井斜、方位可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)，不需要電纜等裝備，節(jié)省了工序和時(shí)間。在旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)期間，井底數(shù)據(jù)可以隨時(shí)測(cè)出，與電子多點(diǎn)監(jiān)測(cè)相比，節(jié)省了時(shí)間，保證了安全。實(shí)踐表明，采用MWD與有線(xiàn)隨鉆、電子單多點(diǎn)方式相比，可節(jié)省測(cè)斜輔助時(shí)間80%左右。

三、幾種常見(jiàn)的鉆井技術(shù)

1、定向井鉆井液防塌技術(shù)

定向井的井眼軌跡斜度大，在其斜井段和水平井段，井壁巖面所受的力與直井的不同。直井眼井壁巖面所受的力易達(dá)平衡，井壁穩(wěn)定：斜井眼和水平井眼井壁巖面所受的力不易達(dá)平衡，很易因平衡失調(diào)而造成井壁坍塌。油田區(qū)塊斷裂帶多，地層破碎，地層壓力梯度變化大，井眼周?chē)鷳?yīng)力不均勻，以及存在異常高壓地層，構(gòu)造應(yīng)力集中井段和水敏性強(qiáng)的巖性，同時(shí)造斜井段將穿過(guò)力學(xué)不穩(wěn)定的破碎地層，使防塌問(wèn)題變得更為復(fù)雜。針對(duì)區(qū)塊的特性，定向井鉆井液的防塌措施遵循：使用能抑制粘土水化分散性坍塌、有良好的造壁性能護(hù)壁、適合的密度平衡地層壓力、可穩(wěn)定力學(xué)不穩(wěn)定井段的高礦化度抑制型鉆井液體系：添加適量的惰性泥餅填充劑，提高泥餅質(zhì)量，降低濾失量。

2、定向井鉆井液防卡技術(shù)

在斜井段和水平井段，鉆具偏心貼壁，使鉆具向下嵌在鉆屑沉積中，同時(shí)增大鉆具與泥餅的接觸面積，使扭矩和提升阻力增大，加之地層的巖性變化大，起下鉆時(shí)極易使井壁形成鍵槽，給安全鉆進(jìn)造成極大的威協(xié)。因此，怎樣克服和消除可能出現(xiàn)的泥餅粘附卡鉆及鍵槽卡鉆，是定向井鉆井液技術(shù)的關(guān)鍵之一。故要求定向井鉆井液必須具有良好的期滑性和很高的極壓膜強(qiáng)度，這樣可以降低聲擦系數(shù)，減小扭矩力和提升阻力，同時(shí)可以翅高井壁巖面的抗碾磨強(qiáng)度，減少鍵槽形成的可能。

四、結(jié)束語(yǔ)

定向鉆井技術(shù)作為石油工業(yè)中最尖端的技術(shù)之一，將其在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中良好地應(yīng)用有十分重要的意義。并且，隨著社會(huì)發(fā)展的需要以及人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求，生產(chǎn)需要進(jìn)一步擴(kuò)大，需要提高效率，并且減少資源能源以及人力財(cái)力的浪費(fèi)，在這一過(guò)程中，定向井鉆井技術(shù)起著不可估量的作用。