石油钻井工程定向井技术的现状与发展

石油钻井工程定向井技术的现状与发展

发表时间：2019-05-23T11:35:12.740Z 来源：《防护工程》2019年第1期作者：徐洋[导读] 稳斜井区段和水平井区段的钻井施工，合理选用钻井工具的组合，对井眼轨迹进行很好地控制，满足井斜角度以及方位角度的设计要求。

克拉玛依博达工贸有限责任公司摘要：对石油钻井定向井的钻井工程技术的现状进行分析，不断研究和应用石油钻探新工艺、新技术措施，提高定向井钻井施工的效率。预测定向井钻井的发展趋势，开发现代信息技术，提高自动化钻井技术的应用效果，钻探出更多优质的定向井筒，满足油田勘探开发的需要。

关键词：石油钻井工程；定向井技术；现状；发展趋势

1定向井钻井施工介绍

所谓的定向井钻井，也就是在钻井过程中形成的井筒按着设计的井斜方向进行钻井施工，利用特别性能的井下钻进工具，可以对形成的井眼轨迹进行控制，让地层内的钻头顺着设计的方位钻出方向确定的井眼，达到定向井钻井作业施工的要求。我国已经研究开发了多种定向井钻井作业工具以及设备，采用无线跟随钻井测量设备，对井筒中的数据资料进行采集分析，从而对井眼钻进轨迹进行有效地控制。具备定向井轨道设计技术能力，研发井眼轨道控制技术，可以使定向井钻井作业施工所形成的井眼轨迹达到设计需求，采用套管防卡措施、地层测试措施可以处理好定向井钻进过程中存在的各类问题，从而提升定向井钻井作业效率。定向井钻井施工作业，必须在科学合理的设计前提下开展，选取符合性能要求的钻进工具以及设施，提升钻井作业施工的效率，减少在钻井施工过程中发生事故的可能性，可以有效保证定向井钻井作业在每个不同的井段顺利的施工，实现设计要求的井眼轨迹，使钻井作业施工质量得到保障。由于水平井是定向井的一种比较特殊的方式，对于水平井钻井施工必须要控制好井段的垂直区段、造斜井区段、稳斜井区段和水平井区段的钻井施工，合理选用钻井工具的组合，对井眼轨迹进行很好地控制，满足井斜角度以及方位角度的设计要求。2石油钻井工程定向井技术的现状不断完善和发展常规的定向井钻井技术措施，保证达到设计的井眼轨迹，钻探出优质的定向井，满足油田勘探开发的技术要求。

2.1定向井钻井施工设计

定向井的钻井施工设计，必须符合定向井钻井的需要。施工设计人员具有一定的现场钻井施工的经验，才能保证钻井施工过程中，达到设计的标准。依据邻井的地质数据资料，设计井眼轨迹和井身剖面，为合理钻探提供依据。定向井钻井轨迹的设计，是钻探优质定向井的关键要素之一。依据地质类型，选择最佳的定向井的井眼轨迹，确定井眼的增斜率和降斜率，选择最佳的造斜点，计算出全井的最大井斜角，选择最优化的钻具组合形式，合理控制井眼轨迹。选择地层区域比较稳定的地方，建立造斜点，才能获得最佳的造斜率。

2.2定向井井眼轨迹控制技术对定向井的井眼轨迹的控制，决定定向井钻探施工的质量。优化井眼轨迹控制技术措施，实施地质导向钻井技术措施，保证钻探出最佳的井眼轨迹，穿越储层，为后续油气的开发提供帮助。设计最佳的定向井钻井施工方案，优选钻井施工的工具和仪器设备，并对其性能进行地面检测，使其处于正常的状态。控制定向井的井眼轨迹，只有按照设计要求钻探定向井，才能保证井眼轨迹达到设计要求。合理控制钻井施工参数，对钻压、钻速、钻井液的排量等进行有效地控制，选择有针对性的钻井液体系，保证石油钻井施工的顺利进行。对定向井钻井的工具设备进行优化，选择最佳的钻具组合形式，提高机械钻速，依据预钻探地层的强度，选择最佳的钻头形式，才能延长钻头的使用寿命，降低定向井钻井施工的成本。

2.3定向井钻井工具的应用现状定向井的钻具包括弯接头，属于定向造斜和扭方位的一种工具，为随钻测斜仪确定工具面的方向。非磁钻铤的应用，由于不易磁化，得到广泛应用。井下马达钻具的使用，如涡轮钻具的使用，有利于选择最佳的钻头型号，使其满足定向井钻探施工的技术要求。依靠常规的定向井钻井的工具设备，很难达到预期的钻探施工目标。加强对定向井钻具的研究，形成更多的组合钻具，满足各种特殊井筒的钻井施工需要。

2.4随钻测井技术的应用

应用随钻测井技术措施，获得真实的井筒的地质资料信息，为油田勘探开发提供最有利的数据资料。MWD随钻测井仪器能够准确地定位井斜方位，实施监测钻井施工过程，属于定向井钻井施工中的重要测量工具，有助于保证井眼轨迹达到设计要求。定向井钻井的关键技术就是井眼轨迹控制，目前的技术现状能够获得井眼轨迹控制的数据资料，更加合理地控制还有待于提高技术，才能确保定向井的井眼轨迹完全符合设计要求。

3完善措施

3.1规范仪器操作

设备只有在正确使用的前提下，才能有效发挥其功能。为保障设备的正确使用，应当做好技术人员培训工作，使操作人员能够掌握正确使用方式，规范不当操作行为，减少人为因素形成的设备故障以及设备不坐键情况，提高钻井效率。现场施工时，首先要确保仪器坐键正常，并准确测量角差。仪器坐键异常和角差错误会直接导致定向施工的失败。第二，控制泥浆性能，保证泥浆性能满足定向施工需要。合理使用固控设备并在钻具水眼内安装泥浆滤网可以有效降低粗固相含量，合理控制泥浆黏度能够保证携砂效果。第三，控制钻进速度并按规定进行短起下，保证井壁圆滑，降低摩阻，为下一步施工做好铺垫。

3.2合理设计轨迹

按照设计要求，依据不同地层的实钻差异性，利用轨迹设计软件，合理设计井眼轨迹。通过科学计算，选择若干备选方案，然后依据地质设计和地震剖面，合理地确定增斜、稳斜、降斜井段，在保证井眼轨迹圆滑的前提下，用最容易实现的方法完成设计要求。

3.3气体钻井井斜问题的处理

气体钻井破岩机理不同于常规钻井液钻井，井底岩石应力分布的差异是造成井斜的主要原因，岩屑颗粒碰撞导致井径扩大，从而引起井斜。在实际钻井过程中，要控制气体钻井各类异性指数，减小地层造斜力。双稳定器钻具组合、空气锤、螺杆钻加PDC钻头、预弯曲防斜钻具组合有较好的防斜作用。光钻铤钟摆钻具组合对井径的扩大十分敏感，在气体钻井中防斜功能往往会失效。

4石油钻井工程定向井技术的发展趋势

针对定向井钻井施工的实际情况，精确井眼控制技术措施，而且测试岩性和储层的特点，使其更好地为油田的勘探开发提供依据。研制和应用高效的随钻测量工具，精准地测试井筒数据，并通过数据的远传，使其达到最佳的处理效果。井眼轨迹的控制水平越来越高，利用旋转导向系统，合理控制井眼轨迹，如水平井的钻探，针对造斜井段和稳斜井段的特点，过渡到水平井段，提高水平井段的钻探施工的质量，为后续水平井段的开采，创造了条件。将旋转导向钻井技术与井眼轨迹控制技术结合起来，提高钻井的时效，加快钻井进尺。实现钻井工具的一体化，将最优化的钻具组合形式与定向井的钻井施工结合起来。如果使用独立的钻具形式，一旦发生故障，互相影响。研制和开发一体化的定向井钻具，会大大提高钻井施工的效率。研究和发展自动化钻井技术措施，将钻井施工过程与计算机技术结合起来，实现精确的井眼轨迹控制，是保证定向井钻井施工质量的关键环节。选择最优化的钻井液体系，不断提高钻井液的性能，冷却定向井钻具，提高钻井液的携带岩屑的能力，避免发生钻井事故，保证定向井钻井施工顺利进行。

5结束语

综上所述，对定向井钻井工艺技术措施进行优化改进，应该采用最好的钻井施工技术来打造出性能质量都能满足设计要求的定向井，达到对油气田进行开发利用的要求。应该在不同的井段采用不同的钻井工具组合方式，对井眼轨迹进行科学合理的控制，使水平井钻井作业施工质量符合标准要求。

参考文献

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