[摘 要]目前在國內(nèi)石油定向鉆井作業(yè)現(xiàn)場，普遍使用單彎螺桿+MWD無線隨鉆測量系統(tǒng)監(jiān)測和控制定向井、水平井的定向施工，但在現(xiàn)場作業(yè)過程中由于多種因素的干擾，導(dǎo)致了定向工具與定向效果的差異性，行業(yè)成為定向效果異常，為有效的解決定向效果異常的問題，本文從多個問題點出發(fā)，梳理出導(dǎo)致定向效果異常的問題點及應(yīng)對對策，在現(xiàn)場作業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用價值。

[關(guān)鍵詞]定向井；水平井；定向效果異常；問題研討；應(yīng)對對策

中圖分類號：TE28 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）03-0399-01

定向井、水平井定向鉆井過程中經(jīng)常出現(xiàn)定向效果異常的現(xiàn)象，給現(xiàn)場軌跡控制工程師的軌跡控制帶來嚴重的威脅，如果導(dǎo)致異常的原因判斷不準，而采取了無效的措施，往往會使問題惡化，為有效發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對定向效果異常的現(xiàn)象，保證軌跡控制的順利進行，本文立足海藍YST-48R無線測量系統(tǒng)及單彎螺桿軌跡控制系統(tǒng)，著重從定向效果異常的不同產(chǎn)生原因，來闡述針對性的應(yīng)對方法。

1 定向效果異常

所謂定向效果異常，就是指在單彎螺桿滑動鉆進過程中，單彎螺桿的工具面方向與所鉆出的井眼的井斜方位角存在差異性的現(xiàn)象。

2 導(dǎo)致定向效果的原因分析

2.1 儀器周向定位失效，導(dǎo)致儀器測量工具面失去有效性。海藍YST-48R無線隨鉆測量儀器為自重坐嵌式儀器，由定位螺絲來實現(xiàn)儀器串的周向旋轉(zhuǎn)，但在實際施工中會出現(xiàn)定位螺絲退扣脫落、損壞等定位失效的現(xiàn)象，這樣直接導(dǎo)致了鉆具旋轉(zhuǎn)時，儀器串會與鉆具產(chǎn)生相對運動，從而使滑動鉆進時測量工具面與螺桿彎曲工具面的角差產(chǎn)生隨機性變化，導(dǎo)致測量工具面不具備指導(dǎo)施工的意義。

2.2螺桿彎曲方向倒扣，導(dǎo)致螺桿彎曲工具面在隨機發(fā)生變化。單彎螺桿的彎殼體都由絲扣連接，在井下工作過程中由于受到多種應(yīng)力的左右，會發(fā)生井下倒扣的現(xiàn)象，一旦這種現(xiàn)象發(fā)生，會導(dǎo)致螺桿外殼彎曲方向隨機變化，導(dǎo)致測量工具面不具備指導(dǎo)施工的意義。

2.3螺桿與坐鍵接頭之間的連接扣發(fā)生了緊扣現(xiàn)象。由于在井口組合時，上述連接位置未按規(guī)定扭矩上緊，導(dǎo)致在鉆井過程中，在鉆頭扭矩的作用下自動緊扣，導(dǎo)致井口測量螺桿角差失效，這種情況的角差量時固定的，而不是隨機的。

2.4儀器及鉆具的連接性固定角差測量錯誤。在井口測量坐鍵接頭與螺桿鉆具連接角差時出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致修正值錯誤，從而導(dǎo)致定向效果異常，但此誤差值是固定的，而不是隨機的。

2.5地層傾角大等特異性因素影響。定向井段由于地層傾角過大，導(dǎo)致地層應(yīng)力大，在定向過程中地層應(yīng)力與彎殼體定向造斜應(yīng)力的矢量合力與工具面的定向方向存在一定的角度差，此角度差與地層的應(yīng)力，螺桿的彎曲角度有關(guān)，此種角度差是隨地應(yīng)力變化而變化的，往往只針對某一段特殊地層，鉆穿后，定向效果恢復(fù)正常，而且由定向效果反推的修正的裝置不會太大，一般在30-50°的范圍內(nèi)。

2.6泥漿潤滑性、軌跡平滑性的井況條件不良因素的影響。在定向井的大井斜段，水平井的大井斜段及水平段，滑動定向鉆進時，由于巖屑床、扭矩及泥漿摩阻高等因素的影響，導(dǎo)致井況條件復(fù)雜，影響實鉆中工具面的掌控，從而導(dǎo)致定向效果異常，該效果差異存在隨機性和低造斜率的現(xiàn)象。

3 定向效果原因判斷方法及應(yīng)對對策

3.1 隨機性角差的判斷和對策。在定向施工中如果出現(xiàn)定向效果異常，不能盲目簡單的修正補償值，首先應(yīng)先判斷角差時隨機角差還是固定角差。判斷方法第一步上提鉆具，使鉆具處于自由活動狀態(tài)，測量此時工具面的測量值，然后將此時的鉆具相對位置做好標記，啟動鉆具旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速60-80r/min，旋轉(zhuǎn)2-3分鐘停止鉆具旋轉(zhuǎn)，將鉆具轉(zhuǎn)回原標記位置，重測工具面，重復(fù)三次測量如果工具面測量值不一致，則說明井下出現(xiàn)了儀器周向固定失效的問題，需要立即起鉆檢查修復(fù)，如果工具面穩(wěn)定一致，則可通過計算角度誤差，進行施工判斷，效果繼續(xù)異常，則可判斷為螺桿彎殼體倒扣導(dǎo)致的定向效果異常，必須起鉆檢查更換螺桿。

3.2 固定性角差的判斷和對策。螺桿與坐鍵接頭之間的連接扣發(fā)生了緊扣現(xiàn)象和儀器及鉆具的連接性固定角差測量錯誤，這兩種因素導(dǎo)致的效果異常都有固定角差造成的可以通過計算修正。首先通過隨機角差判斷技術(shù)，排除隨機性誤差的可能性，然后通過定向效果與定向?qū)嶋H工具面的差值計算反推出，角差補償值，根據(jù)新的工具面補償值，調(diào)整工具面進行施工，及時跟蹤測量的結(jié)果判斷，修正是否正確，如果修正值在50°左右及以內(nèi)的，應(yīng)增加對地層傾角大等特異性因素影響的對比排查，固定角差反推計算公式：

4 結(jié)論

4.1 現(xiàn)場施工時應(yīng)及時跟蹤定向效果的測量情況，第一時間掌握異常狀態(tài)，對及時判斷原因，采取有效措施，至關(guān)重要。

4.2 井下出現(xiàn)定向效果異常時，應(yīng)首先判斷工具角差的隨機性和固定性，這是現(xiàn)場決策是否起鉆的關(guān)鍵。

4.3 實時掌握實鉆時有效工具面的狀況，是準確反推角差裝置角的關(guān)鍵。

作者簡介：

于鵬璽（1983.12-），男，漢族，籍貫：山東乳山，本科學(xué)歷，工程師，研究方向：定向井技術(shù)管理與現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)。