定向井井眼轨迹预测与控制技术研究

张喜刚

（中国石油长城钻探钻井一公司辽河项目二部，辽宁盘锦 124000）

定向井井眼轨迹预测与控制技术研究

张喜刚

（中国石油长城钻探钻井一公司辽河项目二部，辽宁盘锦 124000）

定向井井眼轨迹预测与控制技术决定着钻井的成功与否，该技术的成功实施是非常关键的，因此在进行定向井眼轨迹预测与控制技术实施的过程中需要对整体操作过程进行全面的控制。结合钻井的目的以及地质情况，优化定向井眼的解剖轨迹和施工方法，在定向井施工过程中需要对各项技术进行控制，最大限度地提升机械钻井的速度，为定向井井眼轨迹预测与控制技术进行更加科学的引导。

定向井；井眼轨迹；预测；控制技术

定向井在钻井过程中可节约场地，进一步控制钻井成本，这是实现石油矿井开发非常关键的手段，可按设计的既定方向对钻井的位置进行全面的确定，使矿井开采变得更加精确化。随着我国市场经济的不断发展与进步，对石油资源的需求量也在扩大，这样就为钻井勘探技术提出了新的要求，需要钻井技术不断的优化，而采用定向井技术可以将其作为油田开采后期的发展规划，实现资源的优化管理，为油气资源提供更加可观的经济效益。

1 确定井眼轨迹预测条件

定向井在施工过程中需对井眼的轨迹进行实际性预测，并对其延伸方向进行分析，在实际施工中力的作用是非常关键的，是改变物体运动状态的重要依据，因此在进行定向井施工过程中需要对机械钻速的大小、方向及井斜角和方位角进行确定，在实际施工中还需控制钻头的受力状态，及时调整钻头、钻具的组合，将井眼轨迹的几何状态以及实际施工情况进行实现，如果实际施工中技术人员不能全面的对钻头的受力情况进行了解的情况下，需要研究人员对力学的实际数据以及钻头的使用情况进行分析，掌握不同的数据，并对数据进行对比，得出测斜结果绘制的方法，正确地预测出井眼延伸方向的趋势，为定向井井眼轨迹预测提供更加科学的依据。

2 定向井井眼轨迹剖面优化设计

在进行定向井施工之前需要依据实际矿井开采的需要，对周围的地质资料进行全面的勘查，确定井底靶点，对整体的轨迹进行更加科学的考量，这样一来技术人员就可以从多条轨道剖面中选择出更加适合的井眼轨迹，提升整体预测的科学性，将不同的方案提供给客户，从中得到最优化的方案。在基本方案实际结束之后，进行具体的设计，对于预测的依据可以通过直 -增 -稳三段剖面、直 -增 -稳 -降四段剖面以及直 -增 -稳 -降 -稳五层剖面等不同的方法进行控制，这三种方法各有优劣，四段剖面在施工过程中容易出现岩屑床，并且在起下钻的过程中可能出现键槽，因此造成施工中钻头的摩擦阻力进一步加大，对于实际施工控制存在问题，严重的时候可能出现卡钻的情况，影响施工的整体进度。因此在施工过程中需要对四段技术进行合理的使用，依据实际情况选择适宜的施工方法，相关人员按照开发建设的实际需要控制施工方案，保证其符合工程施工整体需要。

3 直井段防斜打直技术

直井段防斜打直技术主要是为了对井眼的轨迹进行更加规范化管理，防止客观环境因素对定向井方向产生的影响，对潜在的问题进行合理的控制。因此在进行施工过程中需要采用钻具组合的方式，在进行实际打井过程中可以选择满眼钻具组合或者钟摆钻具组合的方式，这两种方式在使用过程中都可以为钻井技术的控制提供必要的条件。满眼钻具组合可以尽可能减小扶正器与井壁之间的孔隙，始终保证施工处于正常状态，不容易出现倾斜的情况，但是这种组合在实际工作中也存在一些问题，这种组合只能对斜方向的倾斜进行防治，但是不能将出现的倾斜问题进行纠正，对于已经出现倾斜的情况可以采用定向井轨迹预测与控制钟摆钻具组合的方式，合理的控制好钻压，实现钻井打直的目标。

4 造斜段轨迹控制技术

定向井井眼在控制中需要对造斜段进行合理的控制，这要求技术人员需要做好井口的前垂直线工作，在进行钻井的过程中需要保证钻头在合理的空间内，根据实际矿井的直井段井斜、方位的偏差对靶点位置进行修正，一旦出现问题及时进行调整，将靶点的位置进行更加全面的控制，及时地计算出定向各个不同井段的造斜率的大小，技术人员就可以依据造斜率的情况针对性地进行各项数据的分析，确定实际工作中的参数，对设计目标进行确定，通过数据的管理可以更加规范地对可能出现的偏差进行预防，从而全面地对定向井轨迹预测进行科学化的处理，并对技术进行更加合理的控制，提升方向控制的准确性。

为了防止井斜以及位移的偏差，在进行数据分析计算的基础上需要重新计算出定向各段的造斜率大小，并将数据输入到计算机系统中，这样可以避免因为斜率过高或者过低造成的井深质量问题。在进行施工过程中需要连续定向2个单根，并且摸索出螺杆的实际造斜率，全面的提升施工质量，使得井壁更加光滑。

5 结束语

综上所述，定向井井眼轨迹的预测与控制技术在定向井施工过程中的应用非常关键，因此，施工人员需要对各项措施进行更加全面的分析，保证造斜段施工更加顺利的完成，消除现阶段施工中可能出现的不稳定性因素，保证施工质量。

[1] 魏刚，满丽，耿安然，等 .浅析水平井井眼轨迹描述方法 [J].内蒙古石油化工，2011，（24）.

[2] 张积锁，鲁港，吴俊林 .井眼轨迹位移插值计算的解析法 [J].石油钻探技术，2007，（4）.

[3] 祝效华，刘清友，李红岩，等 .井眼轨迹预测理论及方法研究 [J].天然气工业，2004，（4）.

Research on Wellbore Trajectory Prediction and Control Technology in Directional Wells

Zhang Xi-gang

The success of wellbore trajectory prediction and control technology determines the success of drilling.The successful implementation of this technology is very important.Therefore，in the process of directional well trajectory prediction and control technology implementation，the whole operation process Comprehensive control，combined with the purpose of drilling and geological conditions，to optimize the anatomical trajectory of the directional well and construction methods，in the directional well construction process need to control the technology to maximize the speed of mechanical drilling，Wellbore trajectory prediction and control technology for more scientif i c guidance.

directional well；well trajectory ；prediction ；control technology

TE243

：B

：1003–6490（2017）07–0245–02

2017–05–22

张雨晴（1995—），女，河北保定人，本科在读，主要研究方向为化学。

收稿日期 ：2017–05–06

作者简介 ： 张喜刚（1984—），男，辽宁大洼人，助理工程师，主要从事石油工程现场工作。