羅子淇

鉆探工程公司鉆井技術研究院定向井分公司

淺談定向井施工技術

羅子淇

鉆探工程公司鉆井技術研究院定向井分公司

文章簡要介紹了油田定向井的原理和施工過程，并對先進定向井工程的新工藝和技術進行了綜述。

油田；定向井；穩(wěn)定性；可視化

前言

油田鉆井工程中，定向井作為普通模式的油氣井,在整個石油鉆井作業(yè)中,引其優(yōu)秀的經濟效益和安全性,已經得到了廣泛的應用。定向井的主要原理是通過對井眼與動力設備的控制,從而按照原定設計的井身曲度實施鉆井的方法,在鉆井作業(yè)中,先進的技術、精密儀器的裝備和工藝技術等都是必須的。在定向井的實際應用中,在一些復雜極端的環(huán)境很大程度的減少了石油開采中的環(huán)境限制,讓石油資源得到更高效的開發(fā),同時采油成本也得到降低。在定向井井眼的規(guī)劃設計中，地質環(huán)境、施工能力和工藝水平等因素都是需要認真考慮的因素。

1 定向井的設計

鉆進過程出現(xiàn)的實際問題要及時的掌握。施工品質的好壞對井眼的軌跡質量意義重大,因為井眼軌跡無法直接進行,必須依靠測井儀器才能實施數(shù)據(jù)采集后間接予以分析。隨著三維可視化工藝的發(fā)現(xiàn)和實際施工中的普及,鉆井過程的很多環(huán)節(jié)都有應用。在井眼軌跡環(huán)節(jié)的使用中,運用三維技術能把抽象的數(shù)值可視化的圖形體現(xiàn)出來,讓不可視的井眼軌跡變得直觀。鉆井技術的快速進步,針對井眼軌跡的控制標準也日漸提高。更有效的控制井眼的軌跡,能很大程度上提升油氣井的效率。

1.1 井眼軌跡設計原則

定向井的井眼軌跡的設計工作過程，定向井施工施工的主要依據(jù)和設計基礎。井眼軌跡設計是否科學可操作，同時符合開發(fā)需求，油田開發(fā)整體工程中的作用意義重大。文章后面會對定向井井眼在軌跡設計過程。必須考慮的原則和工藝細節(jié)等工作做具體詮釋。

井眼軌跡即井眼軸線?？梢岳斫獬梢粭l空間曲線，體現(xiàn)井身在地層中的分布。有井斜角、井深和井斜坐標等重要的參數(shù)，這些也是設計中的重點因素。鑒于施工中對井眼軌跡控制的新標準，對井眼軌跡的設計原則原則如下，首先要要滿足工程強度要求，同時能滿足鉆井和滿足采油工藝的標準。

1.2 井眼軌跡設計的注意事項

在實施井眼軌跡設計過程中，設計方必須對此方案進行實地論證，對其合理性和可操作性實施總體的綜合分析，充分考量鉆進施工過程每個環(huán)節(jié)的細節(jié)等問題。首先是施工條件的考量。地質條件的重要影響因素，地質環(huán)境的情況很大程度影響了井眼軌跡設計的成功，所以，地質資料實施充分系統(tǒng)的研究分析，把有利因素充分利用，以保證井眼軌跡設計的科學合和施工的可操作性。

在軌道模式的選擇和關鍵參數(shù)的運輸中，井眼軌跡設計過程中，必須要依據(jù)現(xiàn)場的地質環(huán)境對軌道模式作出選擇，在軌道模式敲定后，可以進一步對具體參數(shù)實施計算。再者，對于不同模式的維井，在實施關鍵參數(shù)的運算和選擇中，差異也可能很大，所以在實施設計時，要注意選擇。

2 鉆柱穩(wěn)定性的影響因素

針對穩(wěn)定性曲線，所使用的徑向間隙是依據(jù)鉆桿管線的直徑來確定的,鉆桿的銜接部分可以在很大程度上縮小間隙，同時要使臨界壓彎載荷獲得提升。在進行數(shù)據(jù)分析的具體步驟中，可以確定所使用的泥漿比重,如果在實際密度達到此值,為了提高臨界壓彎符合能力，就需要安裝更強的鉆桿浮重。鉆桿的穩(wěn)定性公式中會出現(xiàn)忽略扭矩影響因素,在穩(wěn)定性測試中，根據(jù)組合形變來實施分析也是扭矩運算中的一項,雖然臨界形變載荷的影響較小。

在斜井是施工中，井眼結構會鉆桿會形成相應的支承約束現(xiàn)象,但是在井眼的后部，因其空間結構是波谷狀,因此能對鉆桿離心初始直線模式的微小變形出現(xiàn)一定的抵抗現(xiàn)象,通過重力的作用，井眼傾向于鉆桿彎曲邊出現(xiàn)一定約束抵抗作用。根據(jù)彈性理論,在定向斜井中的鉆桿可以承受合理的軸向壓縮符合，保證其不出現(xiàn)變形。若井斜角過大。那就必須設置鉆桿處于一個符合的狀態(tài)下承重，并且還要保證鉆桿的穩(wěn)定運行，這就在一定程度上優(yōu)化計底部鉆立柱的設計，讓底部鉆承重在鉆柱的層面上對扭矩和拉力得到很大的降低,針對鉆柱的使用壽命，可以達到一個比較好的延長。

3 定向井井眼軌跡的可視化過程

在定向井井眼軌跡可視化的操作中,有大量的計算機圖形軟件參與，進行相關的數(shù)據(jù)處理。軟件運用頂點運算、原圖的重組，編輯和光柵化等過程,最后形成有可視性的三維結構。在對頂點運算時,軟件簡化過程將頂點坐標引入矩陣乘法來進行針對性轉換。對井眼軌跡的綜合可視軌道范圍系統(tǒng)，不能完全進行科學性的顯示,所以需要對超載部分完成裁剪,從而降低了片元處理量和數(shù)據(jù)化的計算負荷。通過圖像的編輯組裝，將頂點參數(shù)實施轉化后才完成幾何對象的顯示，裁剪是圖像的顯示過程。光纖化的定義是將圖像轉化為可視化數(shù)據(jù)的過程,這就需要對頂點實施裁剪和處理。轉變?yōu)閳D像數(shù)據(jù)后,可以實施像素和幾何體色差的確定。用像素模式代替原有直線,在顯示過程中就是數(shù)據(jù)化處理。接著是進行圖像處理,就是把已經光線化處理之后的數(shù)據(jù)使用模擬信號的形式在設備上完成處理，在三維圖形中要注意處理眾多的隱藏面，完成明暗之間的轉化，完成整個過程的處理。這種途徑完成的圖形有較好的真實感,對幾何體很多材質表面的效果可以比較真實顯示。片元計算過程作為立體圖像生成的關鍵環(huán)節(jié),要注意將處理好的信息安全保存。需用是可以從顯示設備完成數(shù)據(jù)讀取。

4 結語

隨著油田采油的難度的日益加大，定向井越來越廣的運用在實際生產中，油田企業(yè)應該對定向井有科學的認識，同時加強技術的不斷改進，同時兼顧相關職工的培訓。以提高石化企業(yè)的整體競爭力。定向井在實際應用中的技術已經趨于成熟，但是應該看到，存在很多問題有待解決。在實際鉆進施工過程中，正確處理好工程進度與施工治療的問題，使得定向井的施工質量得到提升。

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