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[摘 要]近年来，定向井钻井工艺得到了不断地发展，因而定向井由最初的简单地定向井发展到如今的大位移水平井。随着技术的不断进步机械钻得到了很大的发展进而缩短了建井的周期。众所周知，井眼的轨迹控制技术一直是制约钻井速度的重要影响因素。本文就立足于在定向井施工过程中钻井轨迹控制进行分析和研究，以得出最佳的井身轨迹，旨在不断推动定向井技术的不断发展和进步。
[关键词]油田定向井 定向井钻井轨迹 影响因素及控制
中图分类号：TE243 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0136-01
近年来，随着定向井工艺的不断发展，一系列的成熟工艺不断出现，促使定向井有最初的简单的定向井发展为较为先进的大位移水平井。然而，众所周知钻井井眼的轨迹一直制约着钻井的速度，因而定向井轨迹的控制则被视为是定向井的施工过程中最为基本和核心的主要内容。定向井钻井施工是否可以安全、有效的开展与其井身轨迹的选择直接挂钩。因而井身轨迹的控制是十分重要的，在油田的开采中发挥着至关重要的作用，因而对其进行研究也是十分必要的。
一、 定向井轨迹控制的重要性
在钻井工程开始之前首先需要确定的就是井身的轨迹，如果井身轨迹选择的不当会直接影响工程的进程乃至其成败。在实际的操作过过程中，定向井的轨迹选择和确定是钻井技术中急需解决的问题。井身轨迹的选择直接制约着工程的安全程度及施工的成本和效率。定向井的轨迹的控制是施工的基础条件和质量保证。我国的地形复杂多样，工程因所在地址地形条件不同对施工的施工存在很大的挑战。因而轨迹必须得到合理有效的控制，否则石油开采的安全高效无从谈起。
二、井身轨迹影响因素的分析
2.1 最优化的井身轨迹的目标泛函
在实际的施工条件下，首先确定一个关于井身轨迹的目标泛函。当然不同的井深轨迹会出现不同的数值。而最优化的井深轨迹就是选择在所有的允许的关于井身轨迹的曲线集合中使得π最小的轨迹。因而施工人员必须设置合适的函数，使用最科学的方法求解。
2.2 使用新的绕障三维定向井轨迹设计
目前在许多的石油来踩过程中其后期的加密井以及一些特殊地质条件下的作业需要绕开诸如断层、高压区等障碍物体进行精确的三维轨迹设计。要得到精确的轨迹设计必须首先建立饶障设计的水平投影图，进而得到绕向判断正确的准则，进而对轨迹中的关键点进行探讨和分析。
2.3 表层、直井段、造斜段、稳斜井段的钻进
2.3.1 表层钻进问题
井漏现象是在进行表层的钻进时常常出现的，这主要是由于在施工中如果对回水阀门泵压及排量控制的不合理造成的。井漏事件會使得钻井的成本增加严重时会导致整个工程的失败。除此之外，表层的钻进还存在效率低下、井斜、速度不佳等问题，同样值得关注。
2.3.2直井段钻进的问题
直井段在钻进的过程中是防碰的重点，如果其井距方位调整的不及时就会出现井碰现象；井斜也经常在直井段钻井中出现，需要引起注意。因为直井段的钻进直接关系到造斜及下一井口的施工，由此可见直井段造防斜是关键之所在。
2.3.3造斜段钻进的问题
在造斜钻进的阶段存在着因为钻具组合不合理而阻碍钻进效率及井身轨迹偏离的问题。由于地形条件的不同需要进行增斜、降斜或是稳斜。同时由于地形倾向不同，在此后的施工中还要相应的进行增方位、降方位等等。方位超前角的确定依据就是当地的地层情况，否则日后的钻井工作将会存在很大的风险。
2.3.4稳斜段钻进存在的问题
在稳斜段的施工中常常会因为预算、调整不及时等等问题是井身轨迹的变化失控，因而必须在实际的施工过程中密切关注这些问题，防患于未然。
三、 得到最优化井深轨迹的解决对策
3.1 求取最优井深轨迹
求取最优井身轨迹是实现定向井井眼轨迹控制的有效手段，其实质就是在实际的钻进过程中不断的控制井眼的前进方向，因而必须是实钻的轨迹尽可能的符合设计的轨道。求解最优井深轨迹的过程就是建立并求解最优井身轨迹目标泛函，并通过科学理性的分析建立目标泛函得到最优井身轨迹的过程。要注意的是最优化的井深轨迹应该追求摩阻力最小这一目标。在具体的施工过程中，钻柱的起钻和下钻过程是动态的，在钻柱刚起或是下钻完成的瞬间，这是摩阻力达到了动态过程中的极值。在目标泛函中，π的选取需要依据影响定向井安全和成功的主因素而定。
3.2 采用复合钻进的方法克服钻进的问题
在实际的钻进过程中分为表层钻进、直井段钻进、造斜段钻进以及稳斜井段钻进，在其过程中出现的种种问题可以采用复合钻进的方法解决。因为复合钻进的方法有很多的优点：首先它可以简化施工的方案，利用复合型技术完成各个阶段的施工；再次就是可以提高钻进的效率，有时只需要以此钻进就可以完成；第三就是可以使定向井施工的难度降低，保证施工安全；第四，也是最为重要的一点就是其对定向井轨迹的控制较好，复合钻进的方式可以更加有效的控制井深轨迹并可以进行随时调整；第五，复合钻进采用的四合一的钻具结构以及无线随钻的配备可以使PDC钻头的性能得到充分的发挥。
四、结语
为了有效合理的进行井身的最优轨迹控制首先就是要确定合理的目标函数，实施过程中使用复合钻工具，在保证井身质量的前提下提高钻井的速度，同时注意到无线随钻的使用配合及泥浆的性能。在条件不同的施工现场，依据实际的施工条件选择和确定施工的方案、工具设备。此外，还要注意遵循相应的原则：首先，既要保证中靶，又要加快钻进；第二，尽可能的利用地层的天然规律；第三，尽可能多的使用转盘钻扶正器钻具组合进行控制。只有这样才能实现石油开采的安全有效，获得较好的经济效益，促进石油开采事业的发展。
参考文献：
[1] 陈作，曹红军.水平井造斜段待钻井眼轨迹设计及应用[J].天然气工业. 1998（04）.
[2] 李虎，刘旻.三维技术在定向井井身轨迹设计中的应用[J].软件导刊. 2008（05）.
[3] 孙正义，李玉，杨敏. 钻井轨道设计与井眼轨迹监测三维可视化系统[J]. 西安石油学院学报（自然科学版）.2002（06）.
[关键词]油田定向井 定向井钻井轨迹 影响因素及控制
中图分类号：TE243 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0136-01
近年来，随着定向井工艺的不断发展，一系列的成熟工艺不断出现，促使定向井有最初的简单的定向井发展为较为先进的大位移水平井。然而，众所周知钻井井眼的轨迹一直制约着钻井的速度，因而定向井轨迹的控制则被视为是定向井的施工过程中最为基本和核心的主要内容。定向井钻井施工是否可以安全、有效的开展与其井身轨迹的选择直接挂钩。因而井身轨迹的控制是十分重要的，在油田的开采中发挥着至关重要的作用，因而对其进行研究也是十分必要的。
一、 定向井轨迹控制的重要性
在钻井工程开始之前首先需要确定的就是井身的轨迹，如果井身轨迹选择的不当会直接影响工程的进程乃至其成败。在实际的操作过过程中，定向井的轨迹选择和确定是钻井技术中急需解决的问题。井身轨迹的选择直接制约着工程的安全程度及施工的成本和效率。定向井的轨迹的控制是施工的基础条件和质量保证。我国的地形复杂多样，工程因所在地址地形条件不同对施工的施工存在很大的挑战。因而轨迹必须得到合理有效的控制，否则石油开采的安全高效无从谈起。
二、井身轨迹影响因素的分析
2.1 最优化的井身轨迹的目标泛函
在实际的施工条件下，首先确定一个关于井身轨迹的目标泛函。当然不同的井深轨迹会出现不同的数值。而最优化的井深轨迹就是选择在所有的允许的关于井身轨迹的曲线集合中使得π最小的轨迹。因而施工人员必须设置合适的函数，使用最科学的方法求解。
2.2 使用新的绕障三维定向井轨迹设计
目前在许多的石油来踩过程中其后期的加密井以及一些特殊地质条件下的作业需要绕开诸如断层、高压区等障碍物体进行精确的三维轨迹设计。要得到精确的轨迹设计必须首先建立饶障设计的水平投影图，进而得到绕向判断正确的准则，进而对轨迹中的关键点进行探讨和分析。
2.3 表层、直井段、造斜段、稳斜井段的钻进
2.3.1 表层钻进问题
井漏现象是在进行表层的钻进时常常出现的，这主要是由于在施工中如果对回水阀门泵压及排量控制的不合理造成的。井漏事件會使得钻井的成本增加严重时会导致整个工程的失败。除此之外，表层的钻进还存在效率低下、井斜、速度不佳等问题，同样值得关注。
2.3.2直井段钻进的问题
直井段在钻进的过程中是防碰的重点，如果其井距方位调整的不及时就会出现井碰现象；井斜也经常在直井段钻井中出现，需要引起注意。因为直井段的钻进直接关系到造斜及下一井口的施工，由此可见直井段造防斜是关键之所在。
2.3.3造斜段钻进的问题
在造斜钻进的阶段存在着因为钻具组合不合理而阻碍钻进效率及井身轨迹偏离的问题。由于地形条件的不同需要进行增斜、降斜或是稳斜。同时由于地形倾向不同，在此后的施工中还要相应的进行增方位、降方位等等。方位超前角的确定依据就是当地的地层情况，否则日后的钻井工作将会存在很大的风险。
2.3.4稳斜段钻进存在的问题
在稳斜段的施工中常常会因为预算、调整不及时等等问题是井身轨迹的变化失控，因而必须在实际的施工过程中密切关注这些问题，防患于未然。
三、 得到最优化井深轨迹的解决对策
3.1 求取最优井深轨迹
求取最优井身轨迹是实现定向井井眼轨迹控制的有效手段，其实质就是在实际的钻进过程中不断的控制井眼的前进方向，因而必须是实钻的轨迹尽可能的符合设计的轨道。求解最优井深轨迹的过程就是建立并求解最优井身轨迹目标泛函，并通过科学理性的分析建立目标泛函得到最优井身轨迹的过程。要注意的是最优化的井深轨迹应该追求摩阻力最小这一目标。在具体的施工过程中，钻柱的起钻和下钻过程是动态的，在钻柱刚起或是下钻完成的瞬间，这是摩阻力达到了动态过程中的极值。在目标泛函中，π的选取需要依据影响定向井安全和成功的主因素而定。
3.2 采用复合钻进的方法克服钻进的问题
在实际的钻进过程中分为表层钻进、直井段钻进、造斜段钻进以及稳斜井段钻进，在其过程中出现的种种问题可以采用复合钻进的方法解决。因为复合钻进的方法有很多的优点：首先它可以简化施工的方案，利用复合型技术完成各个阶段的施工；再次就是可以提高钻进的效率，有时只需要以此钻进就可以完成；第三就是可以使定向井施工的难度降低，保证施工安全；第四，也是最为重要的一点就是其对定向井轨迹的控制较好，复合钻进的方式可以更加有效的控制井深轨迹并可以进行随时调整；第五，复合钻进采用的四合一的钻具结构以及无线随钻的配备可以使PDC钻头的性能得到充分的发挥。
四、结语
为了有效合理的进行井身的最优轨迹控制首先就是要确定合理的目标函数，实施过程中使用复合钻工具，在保证井身质量的前提下提高钻井的速度，同时注意到无线随钻的使用配合及泥浆的性能。在条件不同的施工现场，依据实际的施工条件选择和确定施工的方案、工具设备。此外，还要注意遵循相应的原则：首先，既要保证中靶，又要加快钻进；第二，尽可能的利用地层的天然规律；第三，尽可能多的使用转盘钻扶正器钻具组合进行控制。只有这样才能实现石油开采的安全有效，获得较好的经济效益，促进石油开采事业的发展。
参考文献：
[1] 陈作，曹红军.水平井造斜段待钻井眼轨迹设计及应用[J].天然气工业. 1998（04）.
[2] 李虎，刘旻.三维技术在定向井井身轨迹设计中的应用[J].软件导刊. 2008（05）.
[3] 孙正义，李玉，杨敏. 钻井轨道设计与井眼轨迹监测三维可视化系统[J]. 西安石油学院学报（自然科学版）.2002（06）.