石油钻井工程定向井技术的现状及发展

杨荣海

摘 要：随着我国勘探开发工作量的持续增长，钻井工作尤其是石油钻井工程在规模、数量上都呈现上升趋势，对于石油钻井效率以及技术开发与应用的需求也与日俱增。在石油勘测工程中，定向钻井技术是一种使井身沿着预设方向和轨迹进行钻探的钻探工艺技术，广泛应用于斜向钻井、水平钻井和对接钻井，具有十分重要的应用价值和探索价值。但在实际钻探工程中，定向井技术发挥的作用并不限于此，如何最大限度的节省成本，提高经济效益，探索定向井技术应用新模式使其技术优势得以进一步发挥，仍需进一步探索和研究。

关键词：石油钻井 定向井技术 现状及发展

1 石油钻井工程定向井技术的概况

定向钻井技术是在石油资源日益匮乏以及勘探开采石油资源工作的复杂性基础上，基于传统的直井钻井技术而产生发展的。简单来说，定向井技术就是指按照施工作业要求，沿着预先设计的井眼轨迹钻达目的层位的新型钻井工艺技术。

在二十世纪五十年代初，国外先进的石油钻探技术逐渐被引入国内并用于各类勘探开采工程。定向井技术也在我国对石油钻井技术的不断发展与创新中，成为了我国石油钻井工程进行石油勘探和开采的常用技术。

定向井技术的产生有着现实需求：一方面，石油钻探工程受到地面环境条件的限制。当地面上是湖泊、河流、高山、沼泽、沟壑或是建筑物、农田等复杂情况时，石油工程受制于复杂的地面条件，难以安装钻机进行正常的勘探开采作业或者钻井作业成本较高，在这种情况下，为了勘探和开发油田，最好是采用定向井技术;另一方面，定向井技术适应了复杂地下地质条件的要求。定向井相比直井，能够在断层遮挡油藏、薄油层以及其他復杂地质条件下，发现更多的油层，尤其是诸如测钻井、多底井、分支井、大位移井、侧钻水平井等多种定向井新类型，显著地提高了勘探效果，有效提高了油藏采收率。定向井技术在石油工程中应用范围广、适用性强，并且能够在保障施工进行的同时最大限度的节省成本，提高经济效益，具有广阔的发展和应用前景。

2 石油钻井工程中定向井技术的应用现状

定向井技术可以说是目前石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一。在我国广泛使用定向井技术的近二十年里，基于开发低渗透油气藏和海洋资源的需求，石油钻探技术发展创新出水平井、侧钻井、多底井、分支井、大位移井、侧钻水平井、径向水平井等多种定向井技术。然而，我国的定向井钻井技术在实际石油钻井工程应用中仍然存在着许多的问题和技术缺陷，仍待改善。

2.1 定向井技术中井眼轨迹的设计问题

定向井技术的井眼轨道设计直接关系到钻井的技术实现和经济技术指标，但在定向钻井过程中，普遍存在着方位漂移、摩擦阻力和扭矩的增加以及轨道修正设计等问题。因而在定向井技术应用与石油钻井工程的实际作业工程中，还应更加充分地考虑设计技术的优化与使用，以期取得预期的钻井成效。

2.2 定向井技术中井眼轨迹的监控问题

在定向井技术中要实现对井眼轨迹的控制，必须建立在对井眼轨迹的监测与数据计算基础上，因此如何提升井眼控制的精准度和测斜计算的可靠性，也是定向井技术发展中亟待解决和优化的问题。这就要求定向井技术的相关技术人员必须要有高超的钻井技术和把控意识，在石油钻井过程中做好造斜工作、中靶工作，并随时保持井眼轨迹的垂直，不断提高随钻测量技术和测斜计算方法，从而保障定向钻井的施工质量。

3 石油钻井工程中定向井技术的发展方向

3.1 针对定向钻井技术存在的问题进行优化

定向井技术虽具有极高的应用价值，但在实际施工钻井作业中仍存在一些技术上的缺陷，这些问题主要涉及定向仪技术缺陷、定向井技术缺陷、定向井轨迹缺陷、钻井井斜缺陷以及井眼清洁缺陷等。定向井技术的发展要建立在完善自身技术和缺陷的基础上，通过技术措施控制石油开采方向，解决定向井技术中的设备工具、监控测量、清洁优化问题，才能精准进行石油钻井工作，大幅提升石油的开采效率。

3.2 优化井眼轨迹设计技术

定向井的井眼轨迹设计是定向井的核心技术之一，需要作业人员根据定向井不同的钻探情况和施工要求对设计井的井身剖面类型、钻井类型、钻井方法以及钻井方位等进行科学设计。在定向井技术的发展中，只有基于满足油田勘探开发的技术需要，不断优化井眼轨迹设计技术，才能更好地适应石油钻井工程的施工需求、有效减少钻井安全事故的发生，并且减少后期油田开发的经济技术成本。

3.3 优化井眼轨迹控制技术

由于定向井轨迹对钻井效果有直接影响，并要求在钻井工作中压迫随时保持井眼轨迹的垂直、把控好定向井的稳卸和降斜工作，保证下一步工作的顺利进行。因而在石油钻井工程的后续生产和油田开发过程中，定向井技术的发展中要侧重于优化随钻测量技术和测斜计算技术。通过监控系统的大信息量、高传输率发展，提高定向井技术的井眼轨迹的监测与控制，使定向井技术更具可靠性、准确性和适应性。

4 结束语

目前，定向井技术水平已发展到较高水平，应用越来越广泛，在剖面设计、轨迹测量、控制技术等方面都较为完备。然而，严峻的国际竞争和市场压力要求我们要进一步提升定向井技术在石油钻井工程中的应用价值。为进一步提高定向钻井效率，不仅要在实际应用过程中对定向井技术进行完善，针对钻井过程中存在的问题进行优化升级;还需要不断改进定向井技术所涉及的设备工具、技术工艺，纵深探索定向井技术在石油钻井工程中的应用价值和进一步发展。