定向井施工中轨迹影响因素与控制分析

刁玉新

摘要：轨迹控制是定向钻井过程中的难点也是影响油气开发能力进一步提升的关键技术，实际钻井过程中往往会因设计精度不足而无法精确绕过各类障碍物或者因施工技术不到位而引发实际轨迹与设计轨迹不符问题。为此，油气开发企业需要积极优化钻井轨迹的设计精度，提升直井段、造斜段以及稳斜段等各钻井环节的施工技术水平，推动定向钻井能力的进一步提升。

关键词：定向钻井；影响因素；轨迹控制

随着技术研究的不断深入，定向钻井技术在近年来也得到了飞速发展。三维设计技术的应用为轨迹设计工作增加了便利，设备质量的提升也为造斜、稳斜等施工操作降低了难度，然而在实际钻井过程中依然存在设计精度不足、技术水平不到位等问题，导致现场无法对钻井轨迹进行精确控制，对油气开发工作的推进产生了不利影响。相关钻井采油企业需要加强技术研究，不断提升自身的轨迹控制能力，从而更好地应对定向钻井期间的各类问题。

1 强化定向井钻井轨迹控制的必要性分析

定向钻井施工人员是遵循一定的设计轨迹进行钻井操作的，然而在现场钻井过程中，轨迹不合适等问题频繁出现，例如轨迹中出现较多严重阻碍钻进工作的障碍物等，为施工人员钻井工作的顺利开展带来了较多难题，导致施工时间延长的同时也增加了施工成本。为此，加强钻井轨迹控制，优化设计精度和施工技术是十分必要的，尤其针对国内复杂的地质环境，相关企业更需要对轨迹影响因素进行细致分析，从而提升控制效果，增加定向钻井技术应用效果和工作效率^[1]。

2 影响定向井钻井轨迹精度的因素分析

2.1 设计方面的影响因素分析

定向钻井施工人员保证施工质量的前提是获取准确的钻井固井，设计规划人员需要具备充分的专业水平和经验素质，能够结合现场地质勘察结果对轨迹进行设计优化。在轨迹设计过程中，设计人员可以使用三维设计技术降低操作难度，但是部分复杂地质区域的定向钻井轨迹设计依然存在障碍物难以绕过的问题。设计人员往往难以保证关键轨迹控制点的精度，无法准确校正轨迹的曲率标准，导致现场人员根据设计的轨迹进行钻井时无法保证钻井轨迹的实用效果和精度。

2.2 施工方面的影响因素分析

2.2.1表层钻进问题

钻井人员往往会因为对回水阀门控制不合理，导致其排量和泵压超出正常标准，在表面层钻井过程中引发井漏问题。井漏问题的出现不仅会影响钻井施工的成功率，还会导致施工成本消耗进一步增加。此外，钻井人员在表层钻进过程中出现的井斜、速度不到位等问题，对于钻井轨迹也存在较大影响。

2.2.2直井段钻进的问题

钻井人员在直井段不及时调整井距方位可能引发井碰问题，这是影响钻井轨迹的重点因素。此外，施工人员还需要重点关注井斜施工操作，避免对后续的造斜施工质量产生不利影响，确保钻井轨迹满足实际需求^[2]。

2.2.3造斜段钻进的问题

钻井人员未曾选择合适的钻具是影响造斜效率的重要原因，也是引发轨迹偏离问题的关键因素。在不同的地线条件下，施工人员需要进行稳斜、增斜等不同操作，还需要根据地形倾向选择合适的增降方位。如果方位超前角设置不合理，后续的钻井过程将会受到严重影响。

2.2.4稳斜段钻进存在的问题

钻井人员需要及时结合现场实际情况对稳斜段钻井轨迹进行预估和调整，部分人员未及时做好相关工作也是影响钻井轨迹的重要因素。

3 钻井轨迹控制策略分析

3.1 加强设计控制，优化钻井轨迹

为了提升钻井轨迹的控制效果，设计人员需要加强对现场油气矿地质条件的勘察工作，严格按照标准规范控制轨迹精度，通过高效的目标函数提升轨迹设计效果。在轨迹设计完成后，设计人员还需要通过技术软件调整、分析计算确认等手段优化轨迹。为此，相关单位需要加强设计人员的能力培养，不断提升其轨迹设计相关的技术水平，积极引导设计人员学习三维设计软件的应用方式，将技术、勘察结果和设计有效结合，提升钻井轨迹的实用性和精度。

3.2 强化施工控制，优化钻井方法

为了避免钻井施工操作不到位导致轨迹无法满足油气开采需求，油气开采企业需要将其对钻井施工技术的控制力度，积极引进先进的钻井设备和钻井技术，持续强化人员的钻井实力。在技术、设备水平得到强化的同时，油气开采企业需要重视对直井段、稳斜段、造斜段等不同施工阶段施工质量的控制工作，为轨迹控制效果的提升打下坚实基础^[3]。

4 钻井轨迹控制技术及其要点分析

4.1 直井段防斜打直

钻井轨迹控制的工作前提是在直井段做好倾斜打直工作，施工人员需要从井眼扩展、作业情况以及地质地貌特点三个方面对直井段倾斜问题进行控制。由于地质地貌特点无法直接改变，施工人员往往需要从井眼以及作业两方面进行防斜操作。

在钻井之前，施工人员需要结合实际需求选择合适的钻井工具组合。例如，在防斜过程中，施工人员可以使用满眼钻具，通过缩减井内壁与扶正部件之间的间隙预防倾斜问题；在纠正倾斜问题的过程中，施工人员需要选择钟摆钻具进行相关操作。随着钟摆角度的增加，一个力量大小随之改变的回复力量将会出现，用于控制钻井斜率。在钟摆钻具应用期间，钻压力会对钻具摆动力量产生削减作用，施工人员可以利用较小的钻压力完成预防和纠正倾斜等操作。为此，在实际操作时，施工人员需要及时控制钻压力，避免钻压无法及时释放反而对钻具工作效果产生不利影响

^[4]。

4.2 造斜段轨迹控制技术

在直井段施工完毕之后，施工人员需要使钻井轨迹脱离原本的铅垂线方向，通过强迫调整钻探方向将钻井的轨迹斜率调整，进行增斜和降斜相关操作。施工人员在造斜段需要积极研究提升造斜效率的工作方式，促使钻探更快离开铅锤线条的方向。在作业期间，施工人员需要积极分析直井段的位置参数和井斜角参数，从而对待钻固井进行规划校正，计算出各地段的斜率，为后续的造斜操作提供参数指引。在造斜的初始阶段，施工人员需要对单根进行持续多次定向，确认造斜钻具在实际操作过程中生成的斜率误差。施工人员可以根据钻具误差对复合钻进以及滑动钻具的比例进行优化控制，实现现场造斜结果与轨迹设计标准的一致性。

4.3 稳斜段轨迹控制技术

在稳斜段钻井施工过程中，施工人员需要对钻井过程进行追踪管控，具体可以选择随钻度量仪这一无线控制设备对整个过程进行动态监控，从而及时发现位置角、井斜角与设计要求的偏差，从而及时通过技术手段将相关角度调控到标准状态。当然，部分施工人员往往会因为各种因素无法将随钻度量仪应用到施工现场，此时则需要使用稳斜钻具，并利用测斜仪器对多个点位的角度进行检测，通过合理技术操作保证钻井效率的同时避免钻井轨迹脱离规划设计标准。在轨迹偏差测量过程中，施工人员只需要将轨迹偏差控制在一定范围之内，避免偏差控制精度过高导致施工效率受到严重影响。

综上所述，定向钻井轨迹的控制效果对于油气开发效率和质量具有较大影响，油气开发单位需要正确应对设计不良以及施工不到位对于钻井轨迹的影响。在实际操作过程中，油气开发单位需要持续提升设计人员和施工人员的技术水平，做到设计工作、现场勘察结果以及施工技术的高效结合，对直井段、造斜段以及稳斜段的施工操作进行优化控制，不断提升轨迹控制水平。

参考文献：

[1]刘雪琪.定向井钻井轨迹影响因素与控制探讨[J].中国化工贸易,2020(05):183-184.

[2]林金锁,卞洪伟.定向井钻井轨迹影响因素与控制对策[J].城市建设理论研究（电子版）,2016(10):202.

[3]郭睿鹏,钟仕明,周海峰.定向井钻井轨迹影响因素与控制对策[J].云南化工,2018,45(04):189.

[4]杨兴华.浅谈定向井钻井轨迹设计与控制需要注意的问题[J].化工管理,2017(24):53.