朱浩

（長城鉆探鉆井三公司 遼寧盤錦 124010）

我國的經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提升，各行各業(yè)都迎來了技術(shù)驅(qū)動下的新發(fā)展，特別是石油開采這一類與社會發(fā)展息息相關(guān)的行業(yè)更是如此，各種各樣的新技術(shù)層出不窮，保障著石油開采的順利進行。定向井鉆井技術(shù)正是其中比較具有代表性的一種技術(shù)，它在石油資源開發(fā)中扮演著重要角色，盡可能地了解定向井鉆井速度的影響因素，并采取適當?shù)拇胧┨嵘溷@井速度，是未來工作的重中之重。

1 定向井鉆井工藝技術(shù)

定向井鉆井工藝技術(shù)是一種比較常用的鉆井方法，相比于過去的鉆井技術(shù)，其具有一定的優(yōu)越性，比如可以適應惡劣開采環(huán)境和復雜的地質(zhì)條件完成鉆進任務，同時又具有資金用量少、鉆進效率高的特點，正是由于這一系列優(yōu)勢，定向井鉆井工藝技術(shù)近年來得到了越來越多的重視和關(guān)注，在油田開采的后期中應用效果也得到了證實，除了能夠保證油氣田開采的效率之外，還能有效控制鉆井施工的成本，從根本上提升油田開采的綜合效益［1］。另外，定向井鉆井工藝技術(shù)形成的井眼軌跡非常復雜，也會給后續(xù)的其他工作帶來不利影響，因此必須要采取措施控制井眼軌跡，形成穩(wěn)定的、符合其他操作需求的井斜角，同時結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，在鉆井過程中合理應用防打斜措施，借助塔式鉆具、鐘擺鉆具等保證定向井鉆井工藝技術(shù)的應用效果。更重要的是，在正式進行鉆井施工之前，需要做好鉆井方案設(shè)計工作，根據(jù)實際情況設(shè)計優(yōu)化井眼軌跡，并在施工過程中不斷測定和調(diào)整井斜角，并同時提升鉆井液的攜帶巖屑能力及潤滑效果，確保整個鉆井過程順利完成。

2 定向井鉆井速度的影響因素

2.1 工程因素

定向井鉆井工藝技術(shù)比較復雜，其鉆井速度可能會受到多種因素的共同影響，其中工程因素可能給鉆井速度帶來不可忽視的限制。第一，在定向井鉆井施工過程中，鉆進的壓力和排量必然會影響鉆進效果，想要切實保證定向井鉆井速度，目前有一部分施工單位選擇了引進先進的鉆進設(shè)備，確實在一定程度上確保了順利鉆進，另外還有一些施工單位選擇了調(diào)整施工鉆進壓力的方式保證鉆進速度，在鉆進壓力不合理的情況下，鉆頭很難順利進入地層結(jié)構(gòu)并完成鉆進任務，鉆進設(shè)備的轉(zhuǎn)速也會受到一定的影響，在鉆進排量和理論設(shè)計排量有較大差異的情況下，定向井鉆井工藝技術(shù)涉及的各類鉆具也很難達到標準施工效果，即使鉆進工具將地層結(jié)構(gòu)的巖石破碎成方便攜帶的巖屑，也不能順利排出地面，最后必然要影響到定向井鉆井速度。第二，定向井鉆井工藝技術(shù)本身的應用價值毋庸置疑，但是施工作業(yè)的作業(yè)帶也可能影響到實際的鉆進速度，在實際工作中，工作人員往往需要通過各種手段保證直井段的施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)井斜角偏差，保證定向井鉆井施工能夠正常進行。特別需要提到的是，在具體的鉆進中，如果不能控制好井斜角，很容易發(fā)生碰井問題，在影響定向井鉆井工藝技術(shù)正常應用效果的同時，還可能導致施工安全度下降、施工效率下降等一系列問題，這不符合定向井鉆井工藝技術(shù)的使用要求［2］。

2.2 人員因素

定向井鉆井工藝技術(shù)十分復雜，因此往往會受到許多因素的共同影響，除了工程因素之外，人員因素也會給定向井鉆井速度帶來不可估量的影響。換而言之，定向井鉆井施工人員的綜合素質(zhì)水平會影響鉆進的速度和效果。例如，在施工人員不了解定向井鉆井工藝設(shè)備的情況下，難以正確操作設(shè)備并保證鉆進正常進行，施工的速度自然就會減緩［3］。再如，負責對定向井鉆井的方向進行控制的工作人員如果沒有專業(yè)化的學習經(jīng)歷，很難在復雜的地質(zhì)條件下保證鉆進方向的正確性，一旦出現(xiàn)偏差，很可能發(fā)生鉆進速度大幅度下降的問題。而在利用定向井鉆井工藝技術(shù)進行施工的過程中，工作人員能否結(jié)合施工現(xiàn)場的具體情況對井斜角、方位角等偏差進行糾正，也可能影響到井眼軌跡的合理性，并會導致定向井施工速度降低的問題。此外，定向井鉆井工藝技術(shù)的鉆進速度在很大程度上取決于鉆井液，在實際的施工中如果不能保證鉆井液配制人員的專業(yè)水平，后續(xù)的鉆進速度必然要大打折扣。

2.3 井眼軌跡因素

2.3.1 鉆頭力

定向井鉆井工藝技術(shù)的應用條件比較復雜，在石油開采的過程中，時常會遇到各種復雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，這些地質(zhì)結(jié)構(gòu)將會對傾向方位角、下部鉆具組合、鉆頭偏轉(zhuǎn)角度等造成一定的負面影響，并直接減緩施工鉆井的速度。為了進一步提升定向井鉆井的效率，部分技術(shù)人員充分分析了地質(zhì)結(jié)構(gòu)的開采數(shù)據(jù)，并根據(jù)不同地層結(jié)構(gòu)下地層傾斜角等數(shù)據(jù)的變化情況，確定了調(diào)整井斜角和開采方向的重要方法，在專業(yè)化鉆頭和鉆井液的作用下，才能保證定向井鉆井工藝技術(shù)的應用效率。從實際工作經(jīng)驗來看，井眼軌跡因素對定向井鉆井的速度有很大的影響，如鉆頭力就是不容忽視的因素之一，鉆頭主要負責對巖石結(jié)構(gòu)進行破碎等，將鉆頭力作用在巖石上，即可保證其順利施工，而鉆進速度一般取決于沿井眼前進方向的分力，工作人員需要控制好鉆頭力，將鉆頭加壓控制在160～180kN的范圍內(nèi)，是保證其順利鉆進的必然要求［4］。

2.3.2 下部鉆具結(jié)構(gòu)

井眼軌跡是一個比較復雜的概念，其最終形成的軌跡情況，可能受到穩(wěn)定器類型、穩(wěn)定器與井眼間隙、穩(wěn)定器的數(shù)量和位置等因素的影響，目前常用的穩(wěn)定器主要包括螺旋穩(wěn)定器和滾子穩(wěn)定器，其中滾子穩(wěn)定器存在方位難以控制的問題，特別是在涉及軟土地層的時候更是如此，因此目前螺旋穩(wěn)定器的應用頻率比較高。另外，穩(wěn)定器和鉆頭之間往往會存在一定的差異，二者的直徑不可能完全一致，這中間的空隙被稱為井眼間隙，井眼空隙的存在，必然要影響到井眼軌跡，工作人員一般可通過更換符合要求和井口實際情況的扶正器解決這一問題，在分析增斜率的情況下，盡可能規(guī)避井眼間隙帶來的負面影響。另外，合理應用穩(wěn)定器能夠保證鉆進方向的穩(wěn)定性，但是它本身的結(jié)構(gòu)特征決定了其可能導致阻卡嚴重的問題，在常規(guī)鉆進施工中一般可用到3 個穩(wěn)定器，首先將近鉆頭穩(wěn)定器與鉆頭相連，控制不必要的彈性形變，同時控制中間扶正器的尺寸，并結(jié)合井斜幅度調(diào)整扶正器與鉆頭的距離，可在一定程度上規(guī)避鉆具結(jié)構(gòu)給鉆進速度帶來的負面影響。

2.3.3 鉆井參數(shù)

定向井鉆井工藝技術(shù)比較復雜，其鉆進速度受到諸多因素的共同影響，比如說鉆頭的壓力和旋轉(zhuǎn)速度不同的情況下，井眼運行路線就可能發(fā)生變化，在鉆頭壓力不斷增加的情況下，斜力與方向變斜也會發(fā)生變化，鉆進的速度就會受到影響。在具體操作中，技術(shù)人員往往會通過對鉆頭壓力進行調(diào)整等方法控制井斜角變化，從而確保定向井鉆井工藝技術(shù)正常應用［5］。

3 提升定向井鉆井速度的重要性

定向井鉆井工藝技術(shù)正在我國石油資源開采過程中發(fā)揮著不可替代的重要作用，越來越多的施工單位對這一技術(shù)給予了認可和關(guān)注，但是這并不意味著其已經(jīng)完全成熟，在具體鉆進施工中，定向井鉆井工藝技術(shù)體系仍然存在許多不足之處，無論是鉆進設(shè)計還是施工操作，都存在許多亟待解決的問題。在上文提到的幾方面影響因素的作用下，定向井鉆井工藝技術(shù)的鉆進速度時至今日仍然得不到保障，和過去常見的直井鉆井技術(shù)比較起來有一定的欠缺，在這種情況下技術(shù)人員不斷進行嘗試和探索，通過各種各樣的方式保障鉆進速度逐步增長，這為我國石油資源開采提供了更加穩(wěn)定的技術(shù)支持。特別是在復雜地質(zhì)條件下，對定向井鉆井工藝技術(shù)的鉆井速度進行優(yōu)化，更是完全符合石油資源開采壓力日益增加、開采成本不斷降低的行業(yè)發(fā)展要求。

4 提升定向井鉆井速度的對策

4.1 控制井壁的穩(wěn)定性

中國特色社會主義現(xiàn)代化建設(shè)取得的基本技術(shù)成果，給石油開采行業(yè)各種技術(shù)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，在定向井鉆井工藝技術(shù)應用過程中，工作人員就選擇了利用壓力觀測技術(shù)等基礎(chǔ)性技術(shù)對井壁穩(wěn)定性進行控制的方案，確實取得了比較可觀的效果。定向井鉆井工藝技術(shù)的步驟比較多，每一個步驟的質(zhì)量又會影響著下一步的操作，保證井壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，是保證定向井鉆井工藝技術(shù)鉆進速度的重中之重。目前來看，保證井壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的措施主要為結(jié)合外界壓力變化對鉆井壓力進行調(diào)整，使二者之間達到動態(tài)平衡等，除此之外，還有一部分施工單位選擇結(jié)合地質(zhì)密度合理調(diào)控壓力變化，使壓力處在合理范圍內(nèi)，避免負壓環(huán)境導致井壁結(jié)構(gòu)坍塌的問題。另外，在起鉆的過程中一般需要對起壓速度進行有效控制，避免泥漿倒吸影響到后續(xù)的正常操作，在此基礎(chǔ)上調(diào)整排量數(shù)據(jù)、將地層破碎產(chǎn)生的巖屑排到地面，避免井壁結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定導致的一系列問題。為了確保井壁結(jié)構(gòu)萬無一失，也可以向井中添加1%～2%的防塌劑，從而保證井壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免井下失水率超過標準數(shù)據(jù)。所謂的防塌劑往往具有非常突出的聚合力，如常見的PAM、降濾試劑、聚合醇等都是如此，能夠保證定向井內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為后續(xù)順利鉆進打下堅實的基礎(chǔ)。

4.2 優(yōu)化定向井剖面的設(shè)計

井眼軌跡是影響定向井鉆井工藝技術(shù)鉆進速度的重要因素，為了有效控制井眼軌跡的實際情況，應加強定向井剖面設(shè)計工作，與設(shè)計人員進行良好溝通，在保證定向井設(shè)計人員綜合素質(zhì)的基礎(chǔ)上，將定向井剖面模式中的三段制、四段制及五段制軌道設(shè)計模式的不同特點傳達到位，使設(shè)計人員能夠根據(jù)現(xiàn)場的實際情況選擇最佳的井眼軌跡類型［6］。更重要的是要在確定下來井眼軌跡的基礎(chǔ)上，對造斜點、造斜率等關(guān)鍵參數(shù)進行有效優(yōu)化，避免鉆進過程中產(chǎn)生過大的摩擦阻力，保證現(xiàn)場鉆進施工順利進行，達到提升定向井鉆井工藝技術(shù)鉆進速度的效果。

4.3 優(yōu)化定向井鉆井技術(shù)

石油資源是十分重要的社會發(fā)展資源，保證石油資源穩(wěn)定供應是確保社會經(jīng)濟建設(shè)正常穩(wěn)定進行的必然手段，目前我國的石油資源勘探工作及開發(fā)工作都越來越成熟，層出不窮的先進技術(shù)保證了石油資源開采的效率和質(zhì)量。定向井鉆井工藝技術(shù)在這個過程中同樣扮演了重要角色，因此技術(shù)人員開始對定向井鉆井工藝技術(shù)進行了一系列優(yōu)化。（1）科學且合理地設(shè)置鐘擺結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)的直井鉆井施工中，鐘擺結(jié)構(gòu)的誤差率比較高，很可能導致鉆井質(zhì)量下降的問題，因此工作人員往往需要單獨校正鉆井水平方向，而在對鐘擺結(jié)構(gòu)進行調(diào)整以后，其開始在定向鉆井的整體軌跡設(shè)定與規(guī)范中發(fā)揮作用，在鉆井位置和方向發(fā)生變化的情況下，鐘擺結(jié)構(gòu)將會第一時間反饋問題，工作人員即可以此為基礎(chǔ)及時調(diào)整后續(xù)的鉆進位置，在重新鉆進后繼續(xù)觀察鐘擺結(jié)構(gòu)的情況，如存在問題進一步進行調(diào)整。（2）優(yōu)化鉆井施工是提升定向井鉆井速度的必然選擇。在實際的石油資源開采過程中，鉆進施工的難度最大、最容易出現(xiàn)一系列問題，而對定向井鉆井作業(yè)施工進行優(yōu)化設(shè)計，則能夠從一定程度上降低發(fā)生鉆進問題的可能性。鉆井作業(yè)優(yōu)化設(shè)計通常指的是對井筒剖面設(shè)計進行優(yōu)化，設(shè)計人員可以根據(jù)實際情況，在充分考慮地層結(jié)構(gòu)特征的情況下，對定向井的井斜角度和方位角度進行調(diào)整，并合理確定造斜井區(qū)段、穩(wěn)斜井區(qū)段及水平井區(qū)段的選擇方案，保證鉆井施工方案的合理性。另外，還需要合理選擇鉆井工具，在確保施工參數(shù)合理性的基礎(chǔ)上，通過對鉆井工具的更換輪替，確保定向井鉆井工藝技術(shù)能夠正常發(fā)揮作用，保證鉆進的速度和效率。特別需要提到的是，為了確保定向井鉆井工藝設(shè)計的合理性，工作人員應對造斜點的有關(guān)參數(shù)進行分析，并在有必要的情況下選用分段施工技術(shù)，結(jié)合鉆井區(qū)段和鉆井參數(shù)的差異，選擇適當?shù)你@井工具。同時，要加強井眼軌跡測量工作，對有關(guān)的測量數(shù)據(jù)進行復核，確保井眼軌跡測量數(shù)據(jù)的準確度，并對障礙井進行規(guī)避，從而避免其給鉆進施工造成不必要的負面影響。最后，還需要充分認識到定向井鉆井工藝技術(shù)安全保障問題，根據(jù)鉆進施工的經(jīng)驗和成功案例，在分析安全風險的情況下制定安全制度。

4.4 設(shè)計最佳的井身軌跡

除上文所述的策略之外，對井身軌跡進行優(yōu)化也有一定的積極作用，工作人員可結(jié)合實際情況，對井眼的前進方向進行控制，使之能夠與設(shè)計要求保持一致。這樣一來，鉆井過程中產(chǎn)生的摩擦阻力將會變小，鉆頭的旋轉(zhuǎn)速度將不會受到任何影響，無論是起鉆還是下鉆的過程中，其施工速度都會有所提升，能夠使定向井鉆井工藝技術(shù)發(fā)揮應有的作用。

5 結(jié)語

石油資源被譽為工業(yè)的血液，保證石油資源開采穩(wěn)定性、提升石油資源開采效率，是從業(yè)人員一直以來追求的目標，在各種新技術(shù)不斷出現(xiàn)的今天，加強對施工開采技術(shù)的探索更是意義重大。定向井鉆井工藝技術(shù)的速度會受到多方面因素的共同影響，工作人員可采取控制井壁的穩(wěn)定性、優(yōu)化定向井剖面的設(shè)計、優(yōu)化定向井鉆井技術(shù)、設(shè)計最佳的井身軌跡等一系列措施，確保定向井鉆井速度達到設(shè)計數(shù)值，為保證石油資源順利開采打下堅實的基礎(chǔ)。