大位移井钻井井眼轨迹控制对策探析

石伟 徐树栋 王睿 杨兰兰 荆向龙 吕昌帅

摘要：大位移井钻井作业在现阶段煤矿生产作业中占据重要地位，需要科学合理控制好钻井井眼的轨迹，推进煤矿作业安全稳定开展。本文主要是从准确定位大位移井水平段位置和长度情况分析入手，重点介绍了一些大位移井钻井井眼轨迹控制对策，并结合大位移井钻井作业中常见问题，提出了一些科学合理的应对措施，为全面有效提升大位移井钻井水平提供良好借鉴和参考。

关键词：大位移井;钻井;井眼;轨迹控制

1.前言

大位移井通常拥有着较长水平段，在实际钻遇岩性时会面临较多复杂情况，钻井和地层之间一般保持着较长的接触时间，给钻井作业带来较多技术问题。科学寻找到大位移井钻井的井眼位置，并深入研究轨迹控制工作，为不断提升钻井效率和固井质量提供良好前提条件。

2.准确定位大位移井水平段位置和长度

对于长水平井来说，其最为显著的特点在于水平段较长，在确定位置和长度的过程中，会受到钻井作业成本、产量以及技术等方面的影响，需要开展全方位、细致的分析工作。首先，从产量层面开展分析活动，如果长度有效增加，油气藏和井筒之间的接触面积会有所增加，使得井内液体流动阻力有效增加，双方在相互作用的过程中会影响到产量。计算水平段的合理长度，需要按照井筒内部阻力促使单井产量减少时说的长度作为基准。而产能最低的具体位置，在于靠近油藏的部位，主要是因为该位置拥有较大的渗流阻力。

3.大位移井钻井井眼轨迹控制对策

钻井井眼轨迹是有效推进钻井作业顺利开展的重要前提，在长水平段水平井方面想要准确控制好井眼轨迹难度较大，具体表现为造斜段和稳斜段对于实施技术要求较高，且水平段位置也对轨迹精度提出较高要求。在水平段的延伸作用下，实际阻力较大，会影响到工具钻压的传递效果，还会给掌控井眼轨迹造成较大威胁，再加上岩性的多变性和多样性，一定程度上威胁到轨迹的实际控制效果[1]。全面提升钻井井眼轨迹的总体控制效果，需要积极采用切实有效的处理手段：首先，合理选取造斜点，在选定具体位置的过程中，需要确保其拥有较高成岩性，岩层较为稳定，为造斜作业的有效开展，控制好井眼提供良好前提。其次，要结合大位移井钻眼的具体情况，细致选择到较为合适的造斜段种类。一般情况下圆弧形适应度较高，能够针对扭矩加以有效控制，减少套管破裂现象的发生。再者，钻井活动进行中，要能够选择到优良的钻具，并针对各类钻具进行科学合理组合。重点选择好钻具、钻头、无磁钻具以及扶正器等，并在多种钻具的基础上实施合理搭配活动，为控制好井眼的轨迹奠定前提基础。最后，在实际开展钻具作业活动的过程中，需要注重交替使用好滑动钻井和复合钻井，针对滑动次数加以有效控制，适当实施旋转和调整作业，提升井眼的稳定性和规则性[2]。

4.大位移井钻井环节常见问题和处理措施

4.1钻具摩阻扭矩增加

长水平段钻井作业进行中，钻柱轴向和轴向摩擦扭矩是钻具和井壁之间的主要摩阻力来源。细致分析钻具摩阻扭矩增加的原因，可以发现由于管柱结构复杂程度较高，管柱和侧壁、底部之间的接触面积较大;钻具和岩石碎屑的摩擦力度较大;水平段容易发生一些卡钻现象，无法良好上下提动钻具;钻井液中有部分岩石碎屑的掺杂，导致内部润滑功能有效降低。钻具摩阻扭矩的加大，会在很大程度上影响到大位移井钻井施工作业的实施效果，不利于施工作业的稳步开展，实现总体的钻井目标。为有效改进这些问题，可以从以下几个方面入手：（1）采用斜坡类型的钻杆，使得其和井壁接触机会有效减少，促使摩擦力良好减小。（2）科学优化钻具的具体结构，提升其在实际应用中的效果，适当加重钻杆，连接好一些井斜较小的井段。尽可能采用无磁承压钻杆，促进测量活动的准确定不断提升。（3）高度重视钻井液的良好使用，持续优化其实际应用性能。钻井液具备良好的润滑性，在具体运用环节可以有效降低整体的摩擦力。（4）科学引进先进有效的现代信息技术，针对钻井作业具体摩擦力加以准确计算，便于精确预测活动的稳步开展[3]。

4.2稳斜段和水平段的岩屑问题

大位移井水平段和稳斜段在开展钻井作业的过程中，容易产生较多的岩石碎屑，进而给钻进工作提出了较高要求。主要是因为钻具会处在下井壁之中，导致碎屑容易下沉，无法及时加以清理;同时井眼中部有较大的环空，会容易产生较为负面的携岩效果;而造斜段无法良好清理好岩屑，造成一定的堆积问题[4]。为此，（1）需要有效控制好环空的返速，使得排出量适当增加。净化井眼的过程中，环空返速是最为主要的影响因素，如果速率过快会容易产生较为严重的冲蚀问题，需要切实开展有效控制作业。（2）还要不断改善好钻井液的实际性能，提升其动切力。推进钻井作业顺利开展的过程中，更是需要做好聚合物的良好补充作业，提升其携岩能力。（3）改进井眼轨迹，为科学控制好造斜率和稳斜段具体长度提供良好前提，并减少碎屑堆积情况的出现[5]。

5.结束语

做好大位移井钻井井眼轨迹的充分控制工作，全面有效提升钻井活动的工作水平，钻井作业开展中会容易出现一些钻具摩阻扭矩增加、稳斜段和水平段的岩屑问题，需要采用有针对性的措施加以应对和处理。

参考文献：

[1]刘胜.大位移井井眼清洁技术在PH-ZG1井的应用[J].长江大学学报（自科版），2018，15（7）：58-61.

[2]刘天恩.大位移井井眼軌道优化设计[J].山东工业技术，2017（22）：98.

[3]王孝山，苏志波，姜韡，等.SHL大位移井井眼轨迹设计[J].海洋石油，2017，37（1）：80-84.

[4]徐小峰，孙宁，孟英峰，等.冀东油田大斜度大位移井井眼清洁技术[J].西南石油大学学报（自然科学版），2017，39（1）：148-154.

[5]闫园园，何阳，刘成真，等.海洋大位移井井眼清洁工具的应用[J].化工管理，2019，512（5）：184-185.

作者简介：

石伟，男，1981年11月10日，汉族，河北省沧州市献县商林垒头，在渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司从事定向井工程师工作