水平井钻井施工过程轨迹控制技术研究

摘 要：针对水平井钻井施工过程中的轨迹控制问题，本次研究结合我国水平井钻井技术现状，首先对水平井钻井作业进行简单概述，在此基础上，对水平井钻井施工过程中轨迹控制的特点进行分析，最后提出水平井钻井施工过程中轨迹控制的相关技术进行深入研究，为推动该领域的进一步发展奠定基础。研究表明：对于水平井钻井施工作业而言，轨迹控制主要具有两大特点，分别是轨迹控制受到各种因素的影响、沿油气储层实施轨迹控制相对较为重要，为了提高水平井钻井施工作业过程中轨迹控制的质量，需要从对钻井斜角进行控制、对钻井作业的相关参数进行优化以及提高钻井导向等三个方面入手，分别采取多项有效措施，全面推动我国水平井钻井施工领域轨迹控制技术的进一步发展。

关键词：水平井;钻井施工;轨迹控制;特点;技术研究

0 前言

随着我国油气田开发的不断进行，我国的部分油气田已经快速进入到了开发的后期阶段，该种类型的油气田产量会出现严重降低的问题，同时，此时进行钻井作业的难度也会提升。如果可以在该种类型的油气田中使用水平井钻井技术，则可以有效的提高油气资源的开发质量和开采效率[1]。在应用该项钻井技术的过程中，由于我国对其研究并不深入，引入时间相对较晚，所以在使用的过程中非常容易出现各种类型的问题，其中，对钻井的轨迹进行准确的把控就是其中最大的问题。事实上，如果可以有效的提升轨迹控制的质量，就可以使得钻井作业的整体质量得到提升，同时还可以有效的防止出现各种类型的风险问题，由此可见，轨迹控制对于水平井钻井作业而言十分重要。针对此问题，本次研究主要是对轨迹控制的特点以及相关技术进行全面的研究，为推动该领域的进一步发展奠定基础。

1 水平井钻井概述

在进行水平井钻井作业的过程中，所面临的对象既包含有直井段也包含有斜井段，所以进行钻井作业的难度相对较大，在进行水平井钻井作业的过程中，如果可以对钻井的轨迹进行全面的控制，可以有效的防止出现井斜的问题，进而使得水平井可以满足油气资源开采的基本需求。在实际的钻井作业过程中，要想达到准确的轨迹控制，首先需要对钻具进行合理的优选，在满足相关条件的前提下，可以使用钻具组合的方式进行钻井作业，同时，钻井作业所处的地理位置不同，或者井段存在区别，则使用的钻具组合方式也将会产生一定的差别[2]。在进行钻井轨迹控制的过程中，还需要尽可能的提高钻头的转速，如果钻头的转速相对较快，但是钻具的选择并不十分合理，则非常容易出现卡钻问题，这会对钻井轨迹的控制产生非常严重的影响。一般情况下，在对直井段进行钻井作业的过程中，使用小直径钻头的效果相对较好，由此可见，对于轨迹控制工作而言，钻具的选择十分关键。

2 水平井钻井轨迹控制特点

所谓的轨迹控制工作将会涵盖从导向靶进入井内开始一直到完井作业完成的所有内容，在导向靶进入到井内以后，钻具将会与地层中的裂缝相互接触，由此可见，对导向靶进行准确的控制十分关键。通过对水平井的钻井作业进行全面的分析可以发现，其轨迹控制主要具有两大特点：

2.1 轨迹控制受到各种因素的影响

钻井作业的轨迹控制主要受到两方面因素的影响，分别是主观因素以及客观因素，所谓的主观因素主要包括地层中的地质状况、油气井的基本结构、轨迹、所使用的钻井设备以及钻井作业现场的实际状况，所谓的客观因素主要指的是油气资源所处储层内的实际情况以及钻井作业过程中钻具的摩阻等。在进行水平井钻井作业的过程中，尽管轨迹控制会受到客观因素的影响，但是所有轨迹控制工作的安排都是根据主观因素的状况进行，根据主观因素确定轨迹控制的相关方案可以有效的保障钻井作业顺利实施[3]。

2.2 沿油气储层实施轨迹控制相对较为重要

所謂的沿油气储层的方向进行钻井轨迹控制主要指的是沿着油气资源的走向以及地层中储层的倾角变化状况对钻井轨迹进行全面的控制，通过该种方法可以有效的保障钻井轨迹的平整性，使得整个轨迹可以沿着储层的方向进行伸展，对我国大多数的油气资源储层进行全面的分析可以发现，我国油气资源储层的稳定性相对较差，在进行钻井作业的过程中所使用的工具相对较为落后，所获取得相关数据都存在较大的误差。针对此问题，在进行水平井钻井作业轨迹控制的过程中，需要将预测以及测量计算等工作相互结合。

3 水平井钻井轨迹控制技术研究

3.1 对钻井斜角进行控制

在进行水平井钻井作业的过程中，在某些位置处，需要工作人员进行造斜作业，造斜作业还会受到地质状况的严重影响，这会对控制控制带来一定的难度，因此，工作人员必须采取合理的措施对造斜的斜角进行全面的控制。目前，对斜角进行控制的方法主要可以分为三种类型：①对钻井作业使用的钻具进行优化作业，使得在钻井作业的过程中工作人员可以对钻头进行全面的控制，防止在进行钻井作业的过程中钻头的移动产生较大的误差;②对钻头的强度进行不断的提高，如果钻头的强度相对较差，在遇到坚硬岩石以后，钻头会出现滑动现象，此时进行造斜作业就会出现较大的误差，由此可见，提高钻头的强度对于斜角的控制而言十分重要;③在进行造斜作业的过程中，引入智能算法，通过智能算法优选的方式，对造斜的区域进行合理的优选，通过该种措施可以使得造斜作业的难度得到降低。以上三种方法综合使用，可以有效的提升轨迹控制的精度。

3.2 对钻井作业的相关参数进行优化

在进行轨迹控制的过程中，钻井作业参数的设定也十分重要，如果钻井作业参数的设定不合理，则轨迹控制的难度必然升高，由于我国对钻井轨迹控制的经验不足，使用的技术相对较为落后，所以钻井参数的设定非常容易出现各种类型的问题。针对此问题，油田企业需要引入数据库技术、大数据处理技术以及智能算法，对钻井作业过程中的相关参数全部归纳入数据库之中，使用大数据处理技术对相关数据进行全面的处理，使用智能算法对钻井作业过程中的相关参数进行优化，对钻井作业进行合理的预测，通过该种措施不但可以降低钻井作业的误差，还有利于工作人员提前了解钻井作业过程中可能会出现的风险问题，有助于工作人员提前制定合理的措施防止出现风险问题，保障钻井作业顺利实施。

3.3 提高钻井导向

在进行水平井钻井作业的过程中，钻井导向属于轨迹控制工作的基础，由此可见，要想提高轨迹控制的精度，首先需要提高钻井导向技术，目前我国使用的钻井导向技术相对较为落后，这是制约轨迹控制工作进一步发展的关键。针对此问题，我国油田企业首先需要引进国外先进的钻井导向技术，组织相关专家对国外先进的技术进行全面的研究，根据我国油田的实际情况，对钻井导向技术进行合理的改进，以便使得该项技术可以满足我国油田钻井作业的基本需求。同时，油田企业需要与高校及研究单位展开广泛的合作，对钻井导向技术进行全面的研究，尽可能开发具有我国自主知识产品的钻井导向技术。

4 结论

通过本次研究可以发现，水平井技术的应用可以有效的提升我国油气田的开发效率，在对水平井钻井作业进行轨迹控制的过程中，其主要具有两大特点，分别是轨迹控制受到各种因素的影响、沿油气储层实施轨迹控制相对较为重要，我国油气田企业需要采取对钻井斜角进行控制、对钻井作业的相关参数进行优化以及提高钻井导向三方面的措施，提高轨迹控制精度，推动我国水平井技术的进一步发展。

参考文献：

[1]许飞.水平井钻井轨迹控制关键技术研究[J].石化技术， 2015，22（11）：233.

[2]赵金海，施太和，张云连，等.导向钻井系统导向钻进水平井段的理论与实践[J].西南石油学院学报，2001，23（3）： 12-15.

[3]刘瀚宇，许书月，胡小园，等.苏里格气田SXXH井水平井钻井技术研究[J].长江大学学报（自科版），2013（14）：47-49.

作者简介：

曹智雨（1987- ），男，汉族，甘肃玉门人，工程师，现主要从事钻井工程工作。