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摘要:随着油气资源的不断开发,定向井的钻井技术开始被广泛的应用在实践的生产过程中,有效的提升了我国石油开发的整体水平。在定向井钻井技术的应用过程中,轨迹控制技术的保证该项技术有效应用的关键。本文对定向井轨迹控制的关键技术进行了分析,希望为相关的工作开展,提供参考。
关键词:定向井;轨迹控制;关键技术
前言:
在石油勘探开发的过程中,定向井的钻井施工技术主要是通过有效的控制井眼的轨迹,使钻头按照既定的方向进行钻井施工,完成钻探的任务。该项技术的应用,能够有效的提升开采效率,降低成本。因此,在实践的应用过程中,定向井的轨迹控制技术非常重要,其关键的技术应用,主要体现在以下三个方面。
一、井眼轨迹剖面的设计
在定向井中,对井眼轨迹剖面进行优化设计,是保证该项技术有效应用的关键,设计工作的开展主要体现在两个方面。
(一)设计原则
在进行定向井井眼轨迹的剖面设计过程中,要遵循以下两个设计原则。第一,要能够通过设计的开展,保证达到最终的应用效果。定向井的钻井技术应用效果体现在不同的油井钻井过程中,比如在含多层的油层中,要对钻井的速度进行加速设计;在复杂的环境中,不能进行侧钻的设计;为更好的利用场地优势,进行丛式结构设计等等。要根据不同的钻井要求,进行个性化的设计。第二,要能够通过设计的开展,保证钻井施工的高效性。因此在进行设计的过程中,首先要对造斜点进行设置,然后对开采的位置进行选择,尽可能的避开复杂地质结构的区域,对定向井的井斜角进行15°—45°的設计。最后,要根据开发区域的地层要求,对造斜率进行确定,不断的提升钻井效率。第三,要在实践的应用过程中,保证安全钻井,对井眼的曲率进行控制,保证顺利的开采,提高工作效率。
(二)轨道类型
在进行定向井的轨迹设计过程中,主要体现在控制直、控制增、控制稳等三个方面。在进行设计的过程中,要根据施工的目标,对井眼的轨迹进行明确,选择使用不同的井眼轨道类型。比如三段制的施工方式中,应用比较方便,造斜井段的距离小,现场施工过程中的其他要求较少,灵活性较强。四段制的施工方式中,主要是应用在岩屑床的地质结构中,钻井阻力较大,容易产生卡钻的现象,应用的范围有限。无端制的施工方式,主要被应用在采油的施工过程中。因此,在大多数情况下,经常采用三段制和五段制的方式进行应用。
二、井眼轨迹的控制
(一)直井段轨迹控制
在直井段中井眼轨迹的控制技术应用,主要表现在防斜打直的过程中。因此,需要在进行技术应用的过程中,根据整体施工的地质条件、环境因素、井眼等情况进行综合的控制。首先,要对钻具的使用进行优化组合。根据实际的施工现场,大多选择使用满眼钻具组合、摆钟组钻具组合两种方式保证防斜打直。其中满眼钻具组合的方式应用,能够有效的防斜,但是对存在的偏斜问题不能纠正,需要将扶正器和井壁之间的距离进行最大化的缩小处理,保证孔内始终处于饱满的状态,减少井斜。摆钟组钻具组合的方式应用,需要在一定的角度环境中应用,对于钻具的选择使用有一定的要求。比如要保证钻具的钻压,在钻压不断升高的过程中,摆动的回复力下降,增斜力上升,能够有效的防治偏斜,并进行及时的纠正。其次,要在实际的运行过程中,对钻具的作用进行优化组合,更好的保证钻井施工的顺利进行。
(二)造斜段轨迹控制
在造斜段中井眼轨迹的控制技术应用,主要表现在对造斜点的严格控制,保证施工的顺利进行。在施工中,对直井段中产生的井斜,各种钻井的数据进行综合的分析,然后对下钻的轨迹进行明确,并保证在下钻的过程中,能够有效的进行实时的纠正,重新对造斜率进行极端,完成定向造斜的过程。在造斜的初级阶段中,要根据实际工程的需要,选择连续的单根,并且保证使用的钻具符合钻井施工的要求,能够根据实际的要求,对滑动钻进、复合钻进的比例进行控制,保证钻进的轨迹要与设计的要求一致,并且保证造斜工作的顺利完成。在造斜的施工过程中,从造斜点开始进行斜进施工,整个过程中,要能够保证钻头的下钻过程中,不偏离井口设施的垂直线,一旦发现偏离的现象,要及时的进行纠偏处理,只有这样,才能更好的保证造斜施工的顺利进行,不断的提高定向井的施工效率。
(三)稳斜段轨迹控制
在稳斜段的施工过程中,进行轨迹的控制,需要对使用的随钻测量设备进行及时的处理,能够时刻的对钻进过程中,各种数据进行实时的监控,并且掌握实时的动态数据,一旦发生斜角、方位偏离的现象,要能够在第一时间进行及时的纠正处理,保证下钻过程的顺利进行。因此,在该阶段中进行轨迹控制的重点,是要对使用的仪器设备进行质量保障,确保其能够有效的发挥监控作用。比如在使用无线随钻测斜仪器的过程中,要选择稳定的钻具组合,并且能够在单点、多点的方式应用中,进行有效的测斜,保证轨迹的有效控制。并且能够在合理的控制钻速的结合中,有效的满足工程的钻井要求。另外,还可以根据实际钻井检测过程中发现的问题,对钻井本身的各种问题进行判断。比如,如果实际的钻井过程,和设计的钻井过程出现了较大的偏差,甚至出现脱靶的现象,则说明井身本身的质量存在问题;如果在实际的应用过程中,频繁的发生测斜现象,但是实际运行轨迹、和设计的轨迹要求相差不大,这种现象的发生,很有可能是由于随钻具的拆卸过于频繁。
三、定向井轨迹的控制思考
在定向井轨迹的控制过程中,要对垂直井段和造斜井段进行不同的轨迹控制技术应用。在垂直井段中,要重点控制对钻具的组合使用,并对钻井的参数进行合理设置;在造斜井段,要对造斜点、造斜率进行有效的控制,并且对钻井的施工过程进行实时监控,对使用的造斜方式进行科学选择,保证有效的钻井。
结语:
总之,随着技术的而不断进步,在石油开采过程中,定向井的轨迹控制技术应用效率也将不断提升。定向井轨迹控制,是一项系统的工程,需要从设计的过程中,结合实际应用进行优化,并且在实践的应用过程中,结合不同的要求,保障操作过程的质量水平,才能发挥出有效控制的作用,不断提高钻井施工的效率。
参考文献:
[1]侯华升.大斜度定向井钻井施工技术[J].石油和化工设备,2020,23(10):123-124.
[2]王尔林,陈元朋,赵泉等.定向钻进工艺技术轨迹控制偏差分析[J].能源科技,2020,18(07):39-42.
[3]谢立昕.某国EOX项目定向井轨迹精细控制技术[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(12):232-233.
中国石油集团渤海钻探工程有限公司定向井公司工程作业部 天津 300280
关键词:定向井;轨迹控制;关键技术
前言:
在石油勘探开发的过程中,定向井的钻井施工技术主要是通过有效的控制井眼的轨迹,使钻头按照既定的方向进行钻井施工,完成钻探的任务。该项技术的应用,能够有效的提升开采效率,降低成本。因此,在实践的应用过程中,定向井的轨迹控制技术非常重要,其关键的技术应用,主要体现在以下三个方面。
一、井眼轨迹剖面的设计
在定向井中,对井眼轨迹剖面进行优化设计,是保证该项技术有效应用的关键,设计工作的开展主要体现在两个方面。
(一)设计原则
在进行定向井井眼轨迹的剖面设计过程中,要遵循以下两个设计原则。第一,要能够通过设计的开展,保证达到最终的应用效果。定向井的钻井技术应用效果体现在不同的油井钻井过程中,比如在含多层的油层中,要对钻井的速度进行加速设计;在复杂的环境中,不能进行侧钻的设计;为更好的利用场地优势,进行丛式结构设计等等。要根据不同的钻井要求,进行个性化的设计。第二,要能够通过设计的开展,保证钻井施工的高效性。因此在进行设计的过程中,首先要对造斜点进行设置,然后对开采的位置进行选择,尽可能的避开复杂地质结构的区域,对定向井的井斜角进行15°—45°的設计。最后,要根据开发区域的地层要求,对造斜率进行确定,不断的提升钻井效率。第三,要在实践的应用过程中,保证安全钻井,对井眼的曲率进行控制,保证顺利的开采,提高工作效率。
(二)轨道类型
在进行定向井的轨迹设计过程中,主要体现在控制直、控制增、控制稳等三个方面。在进行设计的过程中,要根据施工的目标,对井眼的轨迹进行明确,选择使用不同的井眼轨道类型。比如三段制的施工方式中,应用比较方便,造斜井段的距离小,现场施工过程中的其他要求较少,灵活性较强。四段制的施工方式中,主要是应用在岩屑床的地质结构中,钻井阻力较大,容易产生卡钻的现象,应用的范围有限。无端制的施工方式,主要被应用在采油的施工过程中。因此,在大多数情况下,经常采用三段制和五段制的方式进行应用。
二、井眼轨迹的控制
(一)直井段轨迹控制
在直井段中井眼轨迹的控制技术应用,主要表现在防斜打直的过程中。因此,需要在进行技术应用的过程中,根据整体施工的地质条件、环境因素、井眼等情况进行综合的控制。首先,要对钻具的使用进行优化组合。根据实际的施工现场,大多选择使用满眼钻具组合、摆钟组钻具组合两种方式保证防斜打直。其中满眼钻具组合的方式应用,能够有效的防斜,但是对存在的偏斜问题不能纠正,需要将扶正器和井壁之间的距离进行最大化的缩小处理,保证孔内始终处于饱满的状态,减少井斜。摆钟组钻具组合的方式应用,需要在一定的角度环境中应用,对于钻具的选择使用有一定的要求。比如要保证钻具的钻压,在钻压不断升高的过程中,摆动的回复力下降,增斜力上升,能够有效的防治偏斜,并进行及时的纠正。其次,要在实际的运行过程中,对钻具的作用进行优化组合,更好的保证钻井施工的顺利进行。
(二)造斜段轨迹控制
在造斜段中井眼轨迹的控制技术应用,主要表现在对造斜点的严格控制,保证施工的顺利进行。在施工中,对直井段中产生的井斜,各种钻井的数据进行综合的分析,然后对下钻的轨迹进行明确,并保证在下钻的过程中,能够有效的进行实时的纠正,重新对造斜率进行极端,完成定向造斜的过程。在造斜的初级阶段中,要根据实际工程的需要,选择连续的单根,并且保证使用的钻具符合钻井施工的要求,能够根据实际的要求,对滑动钻进、复合钻进的比例进行控制,保证钻进的轨迹要与设计的要求一致,并且保证造斜工作的顺利完成。在造斜的施工过程中,从造斜点开始进行斜进施工,整个过程中,要能够保证钻头的下钻过程中,不偏离井口设施的垂直线,一旦发现偏离的现象,要及时的进行纠偏处理,只有这样,才能更好的保证造斜施工的顺利进行,不断的提高定向井的施工效率。
(三)稳斜段轨迹控制
在稳斜段的施工过程中,进行轨迹的控制,需要对使用的随钻测量设备进行及时的处理,能够时刻的对钻进过程中,各种数据进行实时的监控,并且掌握实时的动态数据,一旦发生斜角、方位偏离的现象,要能够在第一时间进行及时的纠正处理,保证下钻过程的顺利进行。因此,在该阶段中进行轨迹控制的重点,是要对使用的仪器设备进行质量保障,确保其能够有效的发挥监控作用。比如在使用无线随钻测斜仪器的过程中,要选择稳定的钻具组合,并且能够在单点、多点的方式应用中,进行有效的测斜,保证轨迹的有效控制。并且能够在合理的控制钻速的结合中,有效的满足工程的钻井要求。另外,还可以根据实际钻井检测过程中发现的问题,对钻井本身的各种问题进行判断。比如,如果实际的钻井过程,和设计的钻井过程出现了较大的偏差,甚至出现脱靶的现象,则说明井身本身的质量存在问题;如果在实际的应用过程中,频繁的发生测斜现象,但是实际运行轨迹、和设计的轨迹要求相差不大,这种现象的发生,很有可能是由于随钻具的拆卸过于频繁。
三、定向井轨迹的控制思考
在定向井轨迹的控制过程中,要对垂直井段和造斜井段进行不同的轨迹控制技术应用。在垂直井段中,要重点控制对钻具的组合使用,并对钻井的参数进行合理设置;在造斜井段,要对造斜点、造斜率进行有效的控制,并且对钻井的施工过程进行实时监控,对使用的造斜方式进行科学选择,保证有效的钻井。
结语:
总之,随着技术的而不断进步,在石油开采过程中,定向井的轨迹控制技术应用效率也将不断提升。定向井轨迹控制,是一项系统的工程,需要从设计的过程中,结合实际应用进行优化,并且在实践的应用过程中,结合不同的要求,保障操作过程的质量水平,才能发挥出有效控制的作用,不断提高钻井施工的效率。
参考文献:
[1]侯华升.大斜度定向井钻井施工技术[J].石油和化工设备,2020,23(10):123-124.
[2]王尔林,陈元朋,赵泉等.定向钻进工艺技术轨迹控制偏差分析[J].能源科技,2020,18(07):39-42.
[3]谢立昕.某国EOX项目定向井轨迹精细控制技术[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(12):232-233.
中国石油集团渤海钻探工程有限公司定向井公司工程作业部 天津 300280