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[摘 要]随着油田勘探开发程度提高和生产的需要，寻找可供继续开采的大规模整装油田难度加大，原先被认为没有工业开采价值的小油层、断块油层、薄油层和老油田衰竭剩余油藏等油藏的重新开发利用，逐渐引起了各国石油公司的高度重视。由于上述油藏地质构造复，常规的直井、定向井和水平井钻井技术和普通的测量仪器无法引导井身轨迹准确的穿越储层。为了满足生产的需要，提高施工效益，经过不断的探索和发展，在普通定向井和水平井钻井技术基础上，逐步形成了导向钻井技术、地质导向钻井技术。
[关键词]地质导向 钻井 页岩气 开发
中图分类号：TE24 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0039-01
一、引言
導向钻井技术在提高定向井钻井速度、缩短建井周期、精确控制轨迹走向方面发挥了积极的作用，但该钻井技术不能确保轨迹一直在产层中穿行，对于油气的运移不能识别，在碰到意外地质变化的情况下仍需要借助电测仪器来确定真实的目的层或重新评价其开发价值，因此，在现代钻井工业领域，该技术存在一定的局限性。随着钻井技术的不断发展和人们对现场施工的要求不断提高，钻井技术人员不能再单单依靠常规导向方法，而需要地质情况来辅助几何导向，这就是地质导向钻井技术。
页岩气是一种非常规天然气，页岩气是以吸附和游离方式赋存于页岩和泥岩地层及其夹层中的天然气。近年来，兴起于美国的页岩气浪潮，不仅对美国天然气市场产生了巨大影响，同时也波及到全球能源化工行业。页岩气开采技术的突破带来了页岩气产量的猛增，不仅导致美国天然气价格极具竞争力，而且页岩气开采的湿气组分所包含的乙烷、丙烷、丁烷等也为下游化工行业提供丰富而廉价的原料。美国页岩气产业的发展对全球能源化工行业趋势的影响将重塑世界石化行业格局，对中国煤化工产生的影响也不容小觑。页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气，具有资源潜力大、开采寿命长和生产周期长的优点。页岩油气储层矿物组成十分复杂，根据矿物组成的不同，页岩油气储层大致可以分为三类：富含方解石的钙质页岩油气储层，富含石英的硅质页岩油气储层，以及富含黏土矿物的黏土质页岩油气储层。
二、页岩气的开发
页岩气开发中的水平井的开发过程是首先通过对区域地质、地震、测井和油藏资料的综合研究，结合工程施工的要求设计出井眼轨迹，然后交由现场施工人员去实施。但是钻前研究所使用的资料具有很大的不确定性，往往会导致实钻过程中沿着设计轨迹钻进的水平井不在预期最佳的位置，从而影响了目的层的钻遇效果，而地质导向可以通过随钻测量多种地质和工程参数对所钻地层的地质参数进行实时评价和对比，根据对比结果而调整控制井眼轨迹，使之命中最佳地质目标并在其中有效延伸。
三、地质导向钻井技术中大位移井钻井问题
在大位移井钻井过程中，合理的钻井工程设计、配套完善的钻机装备、可靠的井下钻具和导向钻井技术、优质钻井液、高效的固控设备技术、合理的完井方法是大位移延伸井钻井技术的关键。
3.1 合理的钻井工程设计
合理的钻井工程设计是指合理的井身结构、施工工艺满足采油要求、尽可能小的井眼的曲率、采用悬链线或准悬链线剖面、设计方位尽可能避开岩石主应力方向。
合理的井眼结构设计是大位移井成功的第一步，在设计大位移井井眼轨迹时，应考虑尽量降低摩阻及井眼弯曲程度。目前比较流行的设计剖面是准悬链线剖面，因为该剖面扭矩和摩阻低，且造斜率较低。
井眼曲率是大位移延伸井完井作业成功与否的关键。曲率过大，对完井作业和钻具的工作寿命都会产生影响，并抑制泥浆的携砂能里，增加钻具受到的摩阻，对施工十分不利，所以应尽量保持小的曲率并确保轨迹平滑。
3.2 优质钻井液
优质钻井液应能满足以下要求：抑制性好，保证井眼的稳定；携岩能力强，保证井眼清洁；润滑性好，减小钻具受到的摩阻和扭矩；尽量控制钻井液密，以减少对地层的损害。
3.3 可靠的井下钻井工具和地质导向钻井技术
井下钻井工具包括非旋转钻杆保护套、旋转导向钻井工具、可调径稳定器、高效优质钻头、重量轻/抗高扭矩的钻杆等。？非旋转钻杆保护套能有效减少钻具的磨损，延长钻具的使用寿命，同时改变井眼的清洁环境、提高井眼清洁能力。？旋转导向工具取消了以往采用的滑动钻井方式，只利用旋转钻井方式控制井眼的轨迹，？能提高钻井速度、确保轨迹平滑、降低钻具受到的摩阻和扭矩、使得轨迹能最大限度的向前延伸，并可使完井作业和测井作业变得更加容易。？可调径稳定器也是为了尽量多的采用转动钻进方式来控制轨迹，和旋转导向工具一起使用可以提高整个井下工具对轨迹的控制能力。？重量轻/抗高扭矩的钻杆是为了降低井下钻具的重量、减轻地面钻机的负荷，同时满足井下钻具需要承受高扭矩的需要。
地质导向钻井技术是为了缩短测量时间，提高钻井速度进而缩短裸眼段的滞留时间，为安全快速完井提供保障。同时实时了解所钻地层的地质情况、了解地层岩性及构造的变化、确定钻井液性能、控制轨迹在最佳的产层位置中穿行，对确定套管鞋位置、产层入口及产层评价十分重要。
可靠的井下钻井工具和地质导向钻井技术是确保工具能满足长时间施工的需要及轨迹控制的需要，尽量避免不必要的起下钻作业，提高施工效率的关键。
四、结论
地质导向钻井技术在国外已经发展成为一项成熟的核心技术，在大位移定向井、水平井及特殊工艺井中获得了广泛应用，是开发复杂油藏的有效工具。地质导向钻井技术能在钻井施工过程中通过井下地质评价仪器或地质导向工具获取地层被污染前的参数，使得地质评价结果更加真实、可靠。地质导向钻井技术利用实时地质参数，能有效地控制井眼轨迹的着陆和走向、及时调整井身轨迹和产层的位置关系，在回避钻井风险、提高产层暴露程度、简化施工过程、提高勘探开发效果和效益等方面，具有重要意义。
参考文献
[1] 汪志明，朱益译，胡湘炯校.水平井现状及未来.国外钻井技术，2012.
[2] 王磊.随钻测井技术发展史.石油仪器，2011.
[3] 胡昌蓬、徐大喜：《页岩气储层评价因素研究》.[天然气与石油]，2013.
[4] 廖永远、罗东坤、袁杰辉：《促进中国页岩气开发的政策探讨》.[天然气工业]，2012.
[关键词]地质导向 钻井 页岩气 开发
中图分类号：TE24 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0039-01
一、引言
導向钻井技术在提高定向井钻井速度、缩短建井周期、精确控制轨迹走向方面发挥了积极的作用，但该钻井技术不能确保轨迹一直在产层中穿行，对于油气的运移不能识别，在碰到意外地质变化的情况下仍需要借助电测仪器来确定真实的目的层或重新评价其开发价值，因此，在现代钻井工业领域，该技术存在一定的局限性。随着钻井技术的不断发展和人们对现场施工的要求不断提高，钻井技术人员不能再单单依靠常规导向方法，而需要地质情况来辅助几何导向，这就是地质导向钻井技术。
页岩气是一种非常规天然气，页岩气是以吸附和游离方式赋存于页岩和泥岩地层及其夹层中的天然气。近年来，兴起于美国的页岩气浪潮，不仅对美国天然气市场产生了巨大影响，同时也波及到全球能源化工行业。页岩气开采技术的突破带来了页岩气产量的猛增，不仅导致美国天然气价格极具竞争力，而且页岩气开采的湿气组分所包含的乙烷、丙烷、丁烷等也为下游化工行业提供丰富而廉价的原料。美国页岩气产业的发展对全球能源化工行业趋势的影响将重塑世界石化行业格局，对中国煤化工产生的影响也不容小觑。页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气，具有资源潜力大、开采寿命长和生产周期长的优点。页岩油气储层矿物组成十分复杂，根据矿物组成的不同，页岩油气储层大致可以分为三类：富含方解石的钙质页岩油气储层，富含石英的硅质页岩油气储层，以及富含黏土矿物的黏土质页岩油气储层。
二、页岩气的开发
页岩气开发中的水平井的开发过程是首先通过对区域地质、地震、测井和油藏资料的综合研究，结合工程施工的要求设计出井眼轨迹，然后交由现场施工人员去实施。但是钻前研究所使用的资料具有很大的不确定性，往往会导致实钻过程中沿着设计轨迹钻进的水平井不在预期最佳的位置，从而影响了目的层的钻遇效果，而地质导向可以通过随钻测量多种地质和工程参数对所钻地层的地质参数进行实时评价和对比，根据对比结果而调整控制井眼轨迹，使之命中最佳地质目标并在其中有效延伸。
三、地质导向钻井技术中大位移井钻井问题
在大位移井钻井过程中，合理的钻井工程设计、配套完善的钻机装备、可靠的井下钻具和导向钻井技术、优质钻井液、高效的固控设备技术、合理的完井方法是大位移延伸井钻井技术的关键。
3.1 合理的钻井工程设计
合理的钻井工程设计是指合理的井身结构、施工工艺满足采油要求、尽可能小的井眼的曲率、采用悬链线或准悬链线剖面、设计方位尽可能避开岩石主应力方向。
合理的井眼结构设计是大位移井成功的第一步，在设计大位移井井眼轨迹时，应考虑尽量降低摩阻及井眼弯曲程度。目前比较流行的设计剖面是准悬链线剖面，因为该剖面扭矩和摩阻低，且造斜率较低。
井眼曲率是大位移延伸井完井作业成功与否的关键。曲率过大，对完井作业和钻具的工作寿命都会产生影响，并抑制泥浆的携砂能里，增加钻具受到的摩阻，对施工十分不利，所以应尽量保持小的曲率并确保轨迹平滑。
3.2 优质钻井液
优质钻井液应能满足以下要求：抑制性好，保证井眼的稳定；携岩能力强，保证井眼清洁；润滑性好，减小钻具受到的摩阻和扭矩；尽量控制钻井液密，以减少对地层的损害。
3.3 可靠的井下钻井工具和地质导向钻井技术
井下钻井工具包括非旋转钻杆保护套、旋转导向钻井工具、可调径稳定器、高效优质钻头、重量轻/抗高扭矩的钻杆等。？非旋转钻杆保护套能有效减少钻具的磨损，延长钻具的使用寿命，同时改变井眼的清洁环境、提高井眼清洁能力。？旋转导向工具取消了以往采用的滑动钻井方式，只利用旋转钻井方式控制井眼的轨迹，？能提高钻井速度、确保轨迹平滑、降低钻具受到的摩阻和扭矩、使得轨迹能最大限度的向前延伸，并可使完井作业和测井作业变得更加容易。？可调径稳定器也是为了尽量多的采用转动钻进方式来控制轨迹，和旋转导向工具一起使用可以提高整个井下工具对轨迹的控制能力。？重量轻/抗高扭矩的钻杆是为了降低井下钻具的重量、减轻地面钻机的负荷，同时满足井下钻具需要承受高扭矩的需要。
地质导向钻井技术是为了缩短测量时间，提高钻井速度进而缩短裸眼段的滞留时间，为安全快速完井提供保障。同时实时了解所钻地层的地质情况、了解地层岩性及构造的变化、确定钻井液性能、控制轨迹在最佳的产层位置中穿行，对确定套管鞋位置、产层入口及产层评价十分重要。
可靠的井下钻井工具和地质导向钻井技术是确保工具能满足长时间施工的需要及轨迹控制的需要，尽量避免不必要的起下钻作业，提高施工效率的关键。
四、结论
地质导向钻井技术在国外已经发展成为一项成熟的核心技术，在大位移定向井、水平井及特殊工艺井中获得了广泛应用，是开发复杂油藏的有效工具。地质导向钻井技术能在钻井施工过程中通过井下地质评价仪器或地质导向工具获取地层被污染前的参数，使得地质评价结果更加真实、可靠。地质导向钻井技术利用实时地质参数，能有效地控制井眼轨迹的着陆和走向、及时调整井身轨迹和产层的位置关系，在回避钻井风险、提高产层暴露程度、简化施工过程、提高勘探开发效果和效益等方面，具有重要意义。
参考文献
[1] 汪志明，朱益译，胡湘炯校.水平井现状及未来.国外钻井技术，2012.
[2] 王磊.随钻测井技术发展史.石油仪器，2011.
[3] 胡昌蓬、徐大喜：《页岩气储层评价因素研究》.[天然气与石油]，2013.
[4] 廖永远、罗东坤、袁杰辉：《促进中国页岩气开发的政策探讨》.[天然气工业]，2012.