王安廣

摘要：定向井是根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的對(duì)目標(biāo)層的傾斜度和方向進(jìn)行鉆井的方法。通常用于油田埋藏在山區(qū)、古森林、城鎮(zhèn)、海洋、河流、湖泊、沼澤等地貌復(fù)雜的地方?；蛘弋?dāng)井場(chǎng)設(shè)置搬家安裝困難時(shí)，以及提高泄油面積和單井產(chǎn)量，通常在井場(chǎng)周圍鉆定向井。

關(guān)鍵詞：定向井；軌道設(shè)計(jì)；軌跡控制；

正是定向井適用地形地貌復(fù)雜多變的特征決定了定向井的軌道設(shè)計(jì)和軌跡控制精確性的要求，并且具有非常重要的意義。很多專家學(xué)者以及油氣田現(xiàn)場(chǎng)施工人員都對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，得出了很多具有參考價(jià)值的理論和成果。但現(xiàn)有的研究大多傾向于一種具體的計(jì)算方法或者特定的油田，缺乏對(duì)于定向井井眼軌道設(shè)計(jì)及井眼軌跡控制的整體性描述和認(rèn)識(shí)。

一、定向井軌道設(shè)計(jì)概述

常規(guī)定向井是指水平位移在1km以內(nèi)、垂深不超過3km的定向井。它是最常見的定向井類型，并且軌道的設(shè)計(jì)種類較多。一般造斜點(diǎn)應(yīng)選在地層比較穩(wěn)定的區(qū)域，盡量避免選擇流砂層、漏失地層、巖石破碎帶等比較復(fù)雜的或者容易坍塌的地層。另外，還要設(shè)置合理的井斜角，如果井斜角過大，測(cè)井和完井作業(yè)施工的難度和起下鉆的載荷都會(huì)隨著增加，致使轉(zhuǎn)盤扭矩大，扭方位困難產(chǎn)生井壁坍塌等鉆井事故。反之，容易發(fā)生方位漂移。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明：常規(guī)五段制定向井穩(wěn)斜井段井斜角應(yīng)為15°-25°、常規(guī)三段制定向井井斜角應(yīng)為15°-35°。大位移井軌道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用懸鏈曲線軌道。（懸鏈曲線是指圓在直線上滾動(dòng)時(shí)，圓周上任意一點(diǎn)所形成的運(yùn)動(dòng)軌跡）。高穩(wěn)斜角以及較低的造斜率是大位移井軌道設(shè)計(jì)的最佳選擇。水平井大致分為兩種軌道類型：（1）雙增軌道：由“直一增一穩(wěn)一增一平”五段組成，兩次增斜段都是呈圓弧形，多在地質(zhì)不確定性較高的情況下使用；（2）單增軌道：由“直一增一平”三段組成，增斜段分為變曲率的懸鏈線以及恒曲率圓弧形兩種形狀，多在目造斜率和標(biāo)層

二、定向井經(jīng)驗(yàn)軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

對(duì)于定向井井眼軌跡剖面優(yōu)化的設(shè)計(jì)而言，需本著相應(yīng)的原則給予執(zhí)行。應(yīng)當(dāng)將完成定向井鉆井地質(zhì)目標(biāo)作為原則，定向井鉆井具有諸多地質(zhì)目標(biāo)，包含了跨過諸多含油地層提升勘探研發(fā)成效、規(guī)避地層內(nèi)的斷層等地質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而有效開采地下剩余油氣儲(chǔ)層、完成油井井眼軌跡大面積在油氣儲(chǔ)層的目的層內(nèi)延伸，從而加大油氣藏的外漏面積，并且，由于鉆井或油氣開采時(shí)產(chǎn)生事故而令油井無法被正常開采，或具有地面障礙物不能正常鉆井的范圍，也能夠透過定向井完成鉆井開采，為了節(jié)省鉆井成本，還能夠透過叢式平臺(tái)定向井開發(fā)的方法節(jié)約井場(chǎng)的占地面積。需要通過安全、高效、優(yōu)質(zhì)的鉆井施工當(dāng)做現(xiàn)場(chǎng)施工的目標(biāo)，在執(zhí)行定向井井眼軌跡剖面設(shè)計(jì)中，融合所處范圍的地質(zhì)特點(diǎn)給予設(shè)計(jì)，挑選地層穩(wěn)定、松軟適宜之地進(jìn)行造斜，造斜點(diǎn)盡可能規(guī)避較易縮徑、塌陷、漏失乃至壓力有異的地層層位給予執(zhí)行，需把造斜段的井斜角掌控于15°至45°區(qū)間，由于井斜角過大則會(huì)加大施工的難度，并且容易造成鉆井事故的發(fā)生，反之則會(huì)令鉆井方位出現(xiàn)不穩(wěn)定性，加大了調(diào)整的數(shù)量，并且在選擇造斜率方面，需綜合考量油井所在地層的地質(zhì)情況與鉆井工具的真實(shí)造斜能力，在符合定向井鉆井的目標(biāo)下，盡可能降低造斜率并將造斜段長(zhǎng)度縮短，達(dá)成迅速鉆井的目的。需盡可能符合后期采油與完井工藝進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)，在符合定向井鉆井的標(biāo)準(zhǔn)下，盡可能降低井眼的曲率，有利于后續(xù)抽油桿與油層套管的下井，并且降低兩者間的偏磨，有利于后續(xù)改進(jìn)安全采油泵等井下作業(yè)的施工。

三、定向井軌跡控制技術(shù)分析

1.直井段防斜打直。直井段防斜打直在定向井井眼的軌跡控制的井段中極為重要的基礎(chǔ)，直井段出現(xiàn)井斜是由于地質(zhì)、工程乃至井眼擴(kuò)大等原因。地質(zhì)原因成為無法控制的方面，所以，若想完成防斜打直，只能夠透過工程因素以及井眼擴(kuò)大等方面找出解決的方法。對(duì)于鉆具組合而言，應(yīng)當(dāng)執(zhí)行下部鉆具組合的方式，在現(xiàn)場(chǎng)施工中，挑選滿眼鉆具組合與鐘擺鉆具組合而執(zhí)行防斜打直。滿眼鉆具組合可以防斜，可是無法糾斜，滿眼鉆具組合中，“滿”尤為重要，指的是需扶正器和井壁相互間的間隙盡量小，從而確保滿的狀況，謹(jǐn)防出現(xiàn)井斜。鐘擺鉆具組合是通過在鐘擺擺過相應(yīng)角度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)回復(fù)力，此回復(fù)力會(huì)由于鐘擺擺過的角度加大而增多。當(dāng)鐘擺鉆具組合降低擺動(dòng)力后，增斜力加大，如此則無法具有防斜及糾斜的效果。在鉆壓過低時(shí)，鐘擺鉆具組合才能夠展現(xiàn)出防斜和糾斜的作用，因此在運(yùn)用當(dāng)中，鐘擺鉆具組合無法令鉆壓徹底開釋，會(huì)在某種程度中對(duì)機(jī)械鉆速的提升具有影響。所以在執(zhí)行防斜打直時(shí)，應(yīng)當(dāng)依照狀況的差異挑選相應(yīng)的鉆具組合。

2.將定向造斜關(guān)掌握好。造斜的過程則為由造斜點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)制鉆頭脫離井口鉛垂線增斜鉆進(jìn)的歷程，在這一區(qū)間的重要工作則為如何令鉆頭脫離井口鉛垂線，令造斜過程更為順利，所以應(yīng)當(dāng)挑選適宜的造斜工具，確保造斜率。并且即便直井段打造的十分直，可是依舊會(huì)在井斜角及方位角中具有一定的偏差，所以在進(jìn)行定向以前，應(yīng)當(dāng)將直井段測(cè)斜數(shù)據(jù)輸入至定向井核計(jì)算軟件當(dāng)中，且給予計(jì)算分析，之后依照直井段的井斜與位移偏差，綜合原定向井軌跡進(jìn)行設(shè)計(jì)，再次對(duì)定向段給予改正設(shè)計(jì)，并且核算出定向各段的造斜率，而指引定向造斜施工。在定向造斜當(dāng)中，為了有效掌控造斜工具的造斜率，規(guī)避由于造斜率較高或較低對(duì)井身的質(zhì)量具有影響，則應(yīng)當(dāng)在施工中持續(xù)定向2個(gè)單根，找尋出螺桿實(shí)際造斜率，并且依照井眼曲率的慣性作用，核算出所有定向單根的滑動(dòng)鉆進(jìn)與復(fù)合鉆進(jìn)的比率，令實(shí)際施工造斜率盡量靠近設(shè)計(jì)軌跡造斜率，從而令井眼更為平滑。

3.穩(wěn)斜段軌跡控制技術(shù)。穩(wěn)斜段施工的最佳方式是選擇無線隨鉆測(cè)量設(shè)備給予跟蹤掌控，完成動(dòng)態(tài)監(jiān)控，發(fā)覺實(shí)際井斜角、方位角偏離設(shè)計(jì)值及時(shí)給予調(diào)整，確保中靶?？墒侨粼诓痪邆錈o線隨鉆測(cè)斜儀器時(shí)，則應(yīng)當(dāng)將運(yùn)用穩(wěn)斜鉆具組合，使用單、多點(diǎn)測(cè)斜儀定向測(cè)斜，令實(shí)鉆軌跡不要脫離設(shè)計(jì)軌跡過遠(yuǎn)，不但要確保中靶，還應(yīng)當(dāng)提升機(jī)械的鉆速。

總之，定向井屬于開采繁瑣油氣藏的良好方式，能夠?qū)ΤＲ?guī)油井不能開采的油氣藏給予開采，可是想要順利進(jìn)行，則應(yīng)當(dāng)依照地質(zhì)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且應(yīng)當(dāng)針對(duì)井段的差異性選擇相應(yīng)的井眼軌跡控制技術(shù)，以此能夠依照設(shè)計(jì)的井眼軌跡進(jìn)行鉆進(jìn)，從而提升油氣資源的開采成效。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏鑫.定向井軌跡控制關(guān)鍵技術(shù).2017.

[2]張和.淺談井定向井軌道設(shè)計(jì)及其軌跡控制技術(shù).2017.