定向井钻井工艺技术优化措施探讨

白继博 王涛 李峰

中国石油集团渤海钻探工程有限公司定向井分公司

摘要：随着非常规开发时代的来临，传统的钻井技术难以实现油田的战略性可持续有效开发。为了更好的满足社会经济发展对石油用量的要求，必须要在原有基础上对开采技术进行研究分析，结合油井的实际情况，加强钻井作业人员的技能培训。同时，积极探索更为高效的开采工艺，通过应用定向钻井技术切实有效地提高钻井效率，为油田的高产稳产夯实基础。

关键词：定向井；钻井工艺；技术优化

定向井钻井工艺技术包含多项细节，需要全面优化技术、设计方案与工具等，避免微小偏差引发施工质量问题，结合相关参数完成合理的施工规划，严格控制技术操作，提高工程质量。

1定向井钻井工艺技术施工概述

定向井钻井工艺技术不仅仅可以对开采效果影响较大的不良地质因素达到科学的规避效果，还可以确保油气资源利用的合理性，最大程度上降低油气开采成本，避免了特殊地质环境造成油气资源开采过程中不必要的成本损耗，实现石油企业利润的最大化。另一方面，对于油气开采流程来说确保了整个工作开展的安全性和合理性。定向井钻井工艺技术的应用使得钻井数量大量减少，在节约人力、物力、财力的同时还使油气开采工作达到了应有的质量水平，进一步促进了钻井企业和油气开采企业经济效益水平的提升与发展。定向井钻井工艺技术因其自身独特的优势效果，在我国油田的开采中逐渐成为不可或缺的主要施工方式，在油田开采的后期工作中应用更为广泛，不仅可以很好地满足对油气开采过程中的剩余部分开采要求，还可以有效降低石油钻井工艺的施工成本，使整个油田开采过程在低成本、高效率的情况下进行。

2定向井钻井工艺技术存在问题

2.1定向仪精度与故障

仪器发生故障后，定向效果会出现异常，难以实现准确测量。一些仪器会初选螺丝老化而脱落的情况，进而产生错误的测量结果，无法在施工中发挥其指导作用。以及受仪器螺丝弯曲、地层倾角大的因素影响，也会产生异常测量结果。总之，测量是工程正式开工前的重要准备工作，测量结果偏差大会产生严重损失，影响到工程钻井质量，并且加大人力和财力等浪费。

2.2定向钻井轨迹控制

在钻井作业整体过程中，需准确把握其轨迹，确保井眼可以按照预期设计轨道运作，在定向钻井中这是关键所在。比如可以在地下资源储存地设立多个钻井，且在地下互相连接，且需保证其精度，避免产生误差而影响到实际成效。当前，在定向钻井轨迹控制中，井眼会出现无法按照提前设计轨道运作的情况，产生的误差较大，最后过分偏离目的地，不仅加大了钻井成本，且提高了施工安全风险。

2.3定向钻井井眼倾斜

当前在定向钻井技术操作中，会出现很多难以规避的问题。以井眼倾斜为例，这一问题会引发石油资源浪费，降低石油开采质量。需进一步提高理论基础、实践水平，减少钻井中井眼倾斜问题。此外就是定向钻井技术实施中存在的清洁问题，开采石油往往带有地下岩石碎屑，然后堆积在一个地方堵塞管道，该问题会降低石油开采效率、加大开采阻力。

3定向井钻井技术在石油钻井中的应用分析

（1）定向钻井技术有利于提高钻井效率，尤其适用于钻井空间狭窄，岩石硬度高，研磨性强，抗剪切强度大的深井作业中，因为大斜度定向钻井设备的钻头强度、硬度都比传统钻井机械要高，所以对于岩石的击碎能力更强，而且能够有效保护岩石的破碎质量，显著提高钻进效率。

（2）定向钻井技术能够在有限的钻井范围内布设多个井口，利用井丛排配合常规钻机钻进的混合模式来对深层的油气藏进行有效的开发。而且大斜度定向钻井技术当面临硬高的岩层时，可以进行体积破碎而减轻钻头压力，减少钻具损伤，以减少设备的维修，具有显著的经济效益。

（3）定向钻井技术在钻进作业过程中能够利用先进的数字技术实时监测钻柱的受力参数，从而根据具体的受力参数来调整钻进的转速和压力，避免钻头出现研磨现象而降低使用寿命。在保证钻井质量的同时，最大限度的延长设备的使用寿命，降低油企的生产成本。

4定向井钻井工艺技术优化策略

4.1对钻井井场进行科学布局

基于定向井钻井的特殊性，要实现定向井钻井技术的有效优化，首先要对井场进行科学的布局，这样意味着，一方面可以有效的保障定向井钻井作业的安全度，安全问题是影响油气生产质量和生产效率的大问题，同时关乎到广大钻井作业人员的生命安全，所以，安全生产至关重要。通过对井场进行合理布局，这样才能够保证钻井作业的有序实施，首先要对井丛的排列方式着手，通常情况下，定向井的排列形状以线形排列为最佳，并分成若干小组，井口间的距离保持在25m内，而同一排井口间距则保持在5m内为佳，这样有利于定向井钻井作业的高效、安全开展。

4.2对井眼轨道进行科学的设计

定向井钻井与直井钻进最为显著的区别是，定向井的井眼轨道有一定的规律，这是由于定向井钻井技术实施的范围都有限。所以，在井场布局完成后便可进行下一步的钻井准备，一般情况下，定向井的井网的密集程度较高，如果不进行科学的设计，那么在多井同时作业的情况就有可能会出现交叉、重叠、碰撞等问题产生，不仅严重影响钻井安全，同时还降低了钻井效率，所以，对井眼轨道进行科学的设计，可以有效地避免钻井过程中出现碰撞现象而影响钻井效率和钻井质量。

4.3对井身结构进行确认与优化

在钻井实施之前，要对该地区的地质特征，比如地层压力等进行明确的了解，针对井深、水平位移与钻井难度做出综合的判断，根据相应的数据确定井身结构，通常情况下井深在3km内而水平位移小于2km位置的采用三开井身结构，此深度之上则需采用四开井身结构。

4.4科学的使用钻井液技术

为了使得钻井效率最大化就要结合井场实际的地质特征合理的选择钻井液，一是要选用与体系相配伍的表面活性剂来提高钻井液体系的抗高温高压能力，满足深井条件下钻井的需求；二是对加重剂的使用进行筛选。钻井液中常用的高密度加重剂为铁矿粉和重晶石，其中，铁矿粉对钻具及管具的冲蚀较为严重，且对定向仪器有一定的影响；三是充分考虑表面活性剂对钻井液体系的影响；四是对钻井液体系进行科学配比，使其更适合定向井钻井的钻井应用。

结语

综上所述，定向井钻井工艺技术作为我国石油行业中应用范围最广泛的油井开采施工技术，保证其施工效果对整个石油行业的开采而言都发挥着举足轻重的作用。石油开发的相关技术人员已充分认识到定向井钻井工艺技术优化的重要性，通过对井眼的运行轨迹采取多种技术手段进行有效控制，并根据井段的不同设计和实际开采情况选择贴合度较高的施工设计方案，同时将提高定向井钻井工艺的实际施工水平作为工作重心，积极探索定向井钻井工艺技术的有效优化措施，达到提高油井开采效率的最终目的。

参考文献

[1]尹洪宇。定向井钻井工艺技术探讨[J].石化技术，2018,25（6）：220.

[2]王印。提高定向井钻井速度技术分析[J].石油和化工设备，2020,23（7）：115-116.