水平井鉆井施工過程軌跡控制技術研究

摘 要：針對水平井鉆井施工過程中的軌跡控制問題，本次研究結合我國水平井鉆井技術現狀，首先對水平井鉆井作業進行簡單概述，在此基礎上，對水平井鉆井施工過程中軌跡控制的特點進行分析，最后提出水平井鉆井施工過程中軌跡控制的相關技術進行深入研究，為推動該領域的進一步發展奠定基礎。研究表明：對于水平井鉆井施工作業而言，軌跡控制主要具有兩大特點，分別是軌跡控制受到各種因素的影響、沿油氣儲層實施軌跡控制相對較為重要，為了提高水平井鉆井施工作業過程中軌跡控制的質量，需要從對鉆井斜角進行控制、對鉆井作業的相關參數進行優化以及提高鉆井導向等三個方面入手，分別采取多項有效措施，全面推動我國水平井鉆井施工領域軌跡控制技術的進一步發展。

關鍵詞：水平井;鉆井施工;軌跡控制;特點;技術研究

0 前言

隨著我國油氣田開發的不斷進行，我國的部分油氣田已經快速進入到了開發的后期階段，該種類型的油氣田產量會出現嚴重降低的問題，同時，此時進行鉆井作業的難度也會提升。如果可以在該種類型的油氣田中使用水平井鉆井技術，則可以有效的提高油氣資源的開發質量和開采效率[1]。在應用該項鉆井技術的過程中，由于我國對其研究并不深入，引入時間相對較晚，所以在使用的過程中非常容易出現各種類型的問題，其中，對鉆井的軌跡進行準確的把控就是其中最大的問題。事實上，如果可以有效的提升軌跡控制的質量，就可以使得鉆井作業的整體質量得到提升，同時還可以有效的防止出現各種類型的風險問題，由此可見，軌跡控制對于水平井鉆井作業而言十分重要。針對此問題，本次研究主要是對軌跡控制的特點以及相關技術進行全面的研究，為推動該領域的進一步發展奠定基礎。

1 水平井鉆井概述

在進行水平井鉆井作業的過程中，所面臨的對象既包含有直井段也包含有斜井段，所以進行鉆井作業的難度相對較大，在進行水平井鉆井作業的過程中，如果可以對鉆井的軌跡進行全面的控制，可以有效的防止出現井斜的問題，進而使得水平井可以滿足油氣資源開采的基本需求。在實際的鉆井作業過程中，要想達到準確的軌跡控制，首先需要對鉆具進行合理的優選，在滿足相關條件的前提下，可以使用鉆具組合的方式進行鉆井作業，同時，鉆井作業所處的地理位置不同，或者井段存在區別，則使用的鉆具組合方式也將會產生一定的差別[2]。在進行鉆井軌跡控制的過程中，還需要盡可能的提高鉆頭的轉速，如果鉆頭的轉速相對較快，但是鉆具的選擇并不十分合理，則非常容易出現卡鉆問題，這會對鉆井軌跡的控制產生非常嚴重的影響。一般情況下，在對直井段進行鉆井作業的過程中，使用小直徑鉆頭的效果相對較好，由此可見，對于軌跡控制工作而言，鉆具的選擇十分關鍵。

2 水平井鉆井軌跡控制特點

所謂的軌跡控制工作將會涵蓋從導向靶進入井內開始一直到完井作業完成的所有內容，在導向靶進入到井內以后，鉆具將會與地層中的裂縫相互接觸，由此可見，對導向靶進行準確的控制十分關鍵。通過對水平井的鉆井作業進行全面的分析可以發現，其軌跡控制主要具有兩大特點：

2.1 軌跡控制受到各種因素的影響

鉆井作業的軌跡控制主要受到兩方面因素的影響，分別是主觀因素以及客觀因素，所謂的主觀因素主要包括地層中的地質狀況、油氣井的基本結構、軌跡、所使用的鉆井設備以及鉆井作業現場的實際狀況，所謂的客觀因素主要指的是油氣資源所處儲層內的實際情況以及鉆井作業過程中鉆具的摩阻等。在進行水平井鉆井作業的過程中，盡管軌跡控制會受到客觀因素的影響，但是所有軌跡控制工作的安排都是根據主觀因素的狀況進行，根據主觀因素確定軌跡控制的相關方案可以有效的保障鉆井作業順利實施[3]。

2.2 沿油氣儲層實施軌跡控制相對較為重要

所謂的沿油氣儲層的方向進行鉆井軌跡控制主要指的是沿著油氣資源的走向以及地層中儲層的傾角變化狀況對鉆井軌跡進行全面的控制，通過該種方法可以有效的保障鉆井軌跡的平整性，使得整個軌跡可以沿著儲層的方向進行伸展，對我國大多數的油氣資源儲層進行全面的分析可以發現，我國油氣資源儲層的穩定性相對較差，在進行鉆井作業的過程中所使用的工具相對較為落后，所獲取得相關數據都存在較大的誤差。針對此問題，在進行水平井鉆井作業軌跡控制的過程中，需要將預測以及測量計算等工作相互結合。

3 水平井鉆井軌跡控制技術研究

3.1 對鉆井斜角進行控制

在進行水平井鉆井作業的過程中，在某些位置處，需要工作人員進行造斜作業，造斜作業還會受到地質狀況的嚴重影響，這會對控制控制帶來一定的難度，因此，工作人員必須采取合理的措施對造斜的斜角進行全面的控制。目前，對斜角進行控制的方法主要可以分為三種類型：①對鉆井作業使用的鉆具進行優化作業，使得在鉆井作業的過程中工作人員可以對鉆頭進行全面的控制，防止在進行鉆井作業的過程中鉆頭的移動產生較大的誤差;②對鉆頭的強度進行不斷的提高，如果鉆頭的強度相對較差，在遇到堅硬巖石以后，鉆頭會出現滑動現象，此時進行造斜作業就會出現較大的誤差，由此可見，提高鉆頭的強度對于斜角的控制而言十分重要;③在進行造斜作業的過程中，引入智能算法，通過智能算法優選的方式，對造斜的區域進行合理的優選，通過該種措施可以使得造斜作業的難度得到降低。以上三種方法綜合使用，可以有效的提升軌跡控制的精度。

3.2 對鉆井作業的相關參數進行優化

在進行軌跡控制的過程中，鉆井作業參數的設定也十分重要，如果鉆井作業參數的設定不合理，則軌跡控制的難度必然升高，由于我國對鉆井軌跡控制的經驗不足，使用的技術相對較為落后，所以鉆井參數的設定非常容易出現各種類型的問題。針對此問題，油田企業需要引入數據庫技術、大數據處理技術以及智能算法，對鉆井作業過程中的相關參數全部歸納入數據庫之中，使用大數據處理技術對相關數據進行全面的處理，使用智能算法對鉆井作業過程中的相關參數進行優化，對鉆井作業進行合理的預測，通過該種措施不但可以降低鉆井作業的誤差，還有利于工作人員提前了解鉆井作業過程中可能會出現的風險問題，有助于工作人員提前制定合理的措施防止出現風險問題，保障鉆井作業順利實施。

3.3 提高鉆井導向

在進行水平井鉆井作業的過程中，鉆井導向屬于軌跡控制工作的基礎，由此可見，要想提高軌跡控制的精度，首先需要提高鉆井導向技術，目前我國使用的鉆井導向技術相對較為落后，這是制約軌跡控制工作進一步發展的關鍵。針對此問題，我國油田企業首先需要引進國外先進的鉆井導向技術，組織相關專家對國外先進的技術進行全面的研究，根據我國油田的實際情況，對鉆井導向技術進行合理的改進，以便使得該項技術可以滿足我國油田鉆井作業的基本需求。同時，油田企業需要與高校及研究單位展開廣泛的合作，對鉆井導向技術進行全面的研究，盡可能開發具有我國自主知識產品的鉆井導向技術。

4 結論

通過本次研究可以發現，水平井技術的應用可以有效的提升我國油氣田的開發效率，在對水平井鉆井作業進行軌跡控制的過程中，其主要具有兩大特點，分別是軌跡控制受到各種因素的影響、沿油氣儲層實施軌跡控制相對較為重要，我國油氣田企業需要采取對鉆井斜角進行控制、對鉆井作業的相關參數進行優化以及提高鉆井導向三方面的措施，提高軌跡控制精度，推動我國水平井技術的進一步發展。

參考文獻：

[1]許飛.水平井鉆井軌跡控制關鍵技術研究[J].石化技術， 2015，22（11）：233.

[2]趙金海，施太和，張云連，等.導向鉆井系統導向鉆進水平井段的理論與實踐[J].西南石油學院學報，2001，23（3）： 12-15.

[3]劉瀚宇，許書月，胡小園，等.蘇里格氣田SXXH井水平井鉆井技術研究[J].長江大學學報（自科版），2013（14）：47-49.

作者簡介：

曹智雨（1987- ），男，漢族，甘肅玉門人，工程師，現主要從事鉆井工程工作。