提高定向井鉆井速度技術(shù)分析

王印

（大慶鉆探工程公司鉆井一公司， 黑龍江大慶 163411）

定向井鉆井與普通直井相比具有非常大的優(yōu)勢，可以開發(fā)那些因?yàn)榈孛鏃l件限制而難以開發(fā)的油氣田，因此受到了國內(nèi)外各油田的廣泛重視。自定向井鉆井技術(shù)應(yīng)用到油氣田的勘探開發(fā)之后，不僅使一些剩余油藏得到有效的開發(fā)，提高了單井的產(chǎn)量，而且叢式定向井施工還節(jié)約了井場的占地面積，方便了油井地下管道的集中鋪設(shè)和后期油井的集中管理。但在定向井施工工藝與技術(shù)不斷完善的同時(shí)，一些定向井鉆井施工中還存在鉆井速度不高、施工效率較低的情況，這樣的定向井施工嚴(yán)重地影響了油田整體的勘探開發(fā)效率和經(jīng)濟(jì)效益，為此系統(tǒng)地分析定向井鉆井施工速度的影響因素，才能制定相應(yīng)的技術(shù)措施來提高定向井施工的效率。

1 定向井施工中影響速度因素分析

在多年的定向井鉆井施工實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，影響定向井施工速度的因素主要包括地質(zhì)因素、工程因素和人員操作因素等幾方面。

1.1 地質(zhì)因素對定向井速度的影響

所謂的地質(zhì)因素就是所鉆定向井的地層情況，主要包括地層的可鉆性、各向異性和穩(wěn)定性等幾方面。定向井在施工中如果鉆遇的地層比較堅(jiān)硬，就會使定向鉆井中的機(jī)械鉆速比較低，這就會極大地影響定向井的施工速度和定向井施工的效率。當(dāng)定向井施工中所鉆遇的地層在沉積過程中存在地層的各向異性和軟硬交錯(cuò)不均勻，那么在定向井的施工中必然鉆頭要向地層較軟的方向前進(jìn)，這就很可能引起井斜角的產(chǎn)生，為后期定向施工埋下了安全隱患，如果井斜角過大影響了后期的定向施工，那么就要進(jìn)行控制鉆壓進(jìn)行糾斜鉆井，甚至要起鉆更換特殊的儀器和工具進(jìn)行糾斜鉆井，這一過程不僅增加了鉆井工人的勞動強(qiáng)度，而且頻繁的糾斜鉆井和起下鉆作業(yè)也使定向井的施工速度和施工效率變低，從而影響整個(gè)定向井的施工進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 工程因素的影響

在定向井的施工中，影響施工速度和施工效率的另一個(gè)因素是工程因素，工程因素主要包括前期的地面勘察測量、井眼軌道剖面的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場定向施工等幾方面。如果在定向井的設(shè)計(jì)之前未進(jìn)行良好的地面勘察，僅憑借采油廠給出的地質(zhì)坐標(biāo)就進(jìn)行井隊(duì)的搬遷作業(yè)，那么很可能實(shí)際情況與理論情況存在較大的差異而影響定向井的施工效率。在定向井井眼軌道設(shè)計(jì)中，如果設(shè)計(jì)人員對于定向井剖面設(shè)計(jì)只依賴工程軟件進(jìn)行，那么可能與實(shí)際情況脫節(jié)而增加定向井現(xiàn)場施工的難度，進(jìn)而使定向井施工的效率和速度受到影響。在定向井施工中如果工程參數(shù)，例如鉆壓、轉(zhuǎn)速、排量和鉆具組合選擇的不夠合理，那么也會嚴(yán)重影響定向井的施工效率，造成定向井的施工速度低下。

1.3 人員操作因素的影響

影響定向井施工速度和效率的另一個(gè)重要因素是人員操作因素，這一因素與定向井施工人員的素質(zhì)密切相關(guān)。在定向井施工中，如果操作人員對所使用的設(shè)備不夠熟悉，不能很好地操作設(shè)備，那么就會使定向井施工的速度降低。同時(shí)定向井施工中的定向人員如果業(yè)務(wù)能力不夠?qū)I(yè)，也會影響定向井的施工速度。在進(jìn)行定向井施工時(shí)不能根據(jù)現(xiàn)場施工的直井段的井斜角與方位角產(chǎn)生的偏差進(jìn)行定向井的井眼軌道修正設(shè)計(jì)，不能降低定向井井眼軌道控制的施工難度，這樣一定會引起定向井施工速度降低。再有就是在定向井施工中鉆井液的配制人員不能很好地維護(hù)鉆井液的性能，使鉆井液的摩擦阻力增加，甚至出現(xiàn)井壁不穩(wěn)定的情況，那么就會使定向井的施工速度降低，甚至引起定向井的井下事故復(fù)雜情況。

2 定向井提速措施分析

從以上影響定向井施工速度的因素分析可知，地質(zhì)因素不可改變，要想提升定向井的施工速度，只能從工程因素和人員操作上想辦法。

2.1 優(yōu)化定向井剖面的設(shè)計(jì)

若想對定向井施工應(yīng)用的井眼軌道設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，首先要對定向井設(shè)計(jì)人員進(jìn)行強(qiáng)化培訓(xùn)，使這些定向井設(shè)計(jì)人員能夠很好地熟悉定向井在整個(gè)施工中的工藝流程和技術(shù)，熟練掌握定向井剖面模式中的三段制、四段制以及五段制軌道設(shè)計(jì)模式的不同特點(diǎn)，這樣才能在進(jìn)行定向井軌道設(shè)計(jì)時(shí)將多種軌道類型進(jìn)行對比分析，從中找出最適合現(xiàn)場施工的井眼軌道類型，并根據(jù)選定的井眼軌道類型進(jìn)行造斜點(diǎn)、造斜率等關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化，降低現(xiàn)場施工的摩阻和扭矩，使現(xiàn)場定向施工人員能夠準(zhǔn)確地控制井眼軌道，達(dá)到提高機(jī)械鉆速、縮短鉆井周期、進(jìn)而使整體經(jīng)濟(jì)效益得到提升的目標(biāo)。

2.2 優(yōu)化施工參數(shù)

定向井鉆井速度低的原因之一是施工參數(shù)不夠合理，因?yàn)樽鳛槎ㄏ蚓F(xiàn)場施工的技術(shù)人員要對現(xiàn)場施工的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，這樣才能提高定向井的施工速度，保證施工安全。首先是對定向井的施工中的鉆壓、轉(zhuǎn)速和排量等參加進(jìn)行優(yōu)化，如果在普通的215.9mm井眼中要想實(shí)現(xiàn)定向快速進(jìn)行，要保證鉆壓在40-80kN，同時(shí)要保證足夠的排量，一般情況下要求排量要達(dá)到34L/s以上，這樣才能使螺桿鉆具發(fā)揮最大的功率，輸出最大的扭矩，從而提高定向井的施工速度。

2.3 其它技術(shù)措施

一是對鉆具組合的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入優(yōu)化。在定向井的直井段施工過程中，由于會產(chǎn)生井斜角，為了盡量避免井斜角的發(fā)生，需要在施工中及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)和鉆具組合，因此就會影響定向井的施工效率。為了保證直井段井斜角控制在設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍之內(nèi)，會在施工中對鉆具組合進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，對各種使用的鉆具組合進(jìn)行受力分析發(fā)現(xiàn)，在直井段中使用鐘擺鉆具組合不僅可以有效防止井斜角的產(chǎn)生，而且還具有糾斜功能，對于那些易斜區(qū)塊采用大鐘擺鉆具組合，其它區(qū)塊使用小鐘擺鉆具組合能夠有效地提高定向井施工速度和效率。二是應(yīng)用導(dǎo)向鉆井技術(shù)。導(dǎo)向鉆井技術(shù)是一種較為常見的鉆井施工技術(shù)，該技術(shù)有著相對簡單的設(shè)計(jì)，在實(shí)際應(yīng)用過程中有著良好的安全性和適用性，與滑動導(dǎo)向復(fù)合技術(shù)的結(jié)合能有效縮短鉆井時(shí)間，提升鉆井效率。滑動導(dǎo)向復(fù)合技術(shù)有助于井眼軌跡的調(diào)整，能獲得較高的中靶精度，下鉆換鉆具結(jié)構(gòu)的時(shí)間可大大縮短，提升了綜合效率，提高了鉆井速度。三是搞好鉆井液性能的維護(hù)與處理，使鉆井液能夠具有很好的潤滑性能和井壁穩(wěn)定性能，這樣才能使定向井施工速度得到進(jìn)一步提升。

3 結(jié)束語

定向井鉆井是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，影響定向井施工速度低下的原因是多方面的，在系統(tǒng)分析定向井施工影響因素的基礎(chǔ)上，優(yōu)化定向井井眼軌道剖面設(shè)計(jì)、提升定向井施工人員的業(yè)務(wù)水平、優(yōu)選鉆壓、轉(zhuǎn)速和排量等施工參數(shù)，這樣才能使定向井施工的整體速度和效率得到提升。

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