王伟

（中石化华北石油工程有限公司五普钻井分公司 河南新乡 453000）

小井眼三维绕障定向井井眼轨迹控制技术与实践

王伟

（中石化华北石油工程有限公司五普钻井分公司 河南新乡 453000）

同常规三维绕障定向井相比，小井眼三维绕障定向井井眼轨迹控制精度更高，安全风险更大，操作难度系数也比较大。中石化华北工程石油公司五普钻井公司在实际操作过程中对于这方面进行了深入分析，工作人员结合实际情况从测量方法选用、钻井参数优选、钻具组合优化等方面对小井眼三维绕障定向井经验轨迹控制进行了分析。

三维绕障；小井眼；轨迹控制

当前在石油钻井过程中小井眼的应用范围是非常广泛的，现有井侧钻和加深、小井眼水平井是其中非常典型的应用领域。本文将结合五普钻井公司小井眼定向井三维绕障定向井井眼轨迹控制情况来进行深入分析。

1 小井眼钻井难点

小井眼在实际施工过程中存在着不少情况，从当前公司小井眼井施工情况来看，不仅要考虑普通小井眼井的技术难题，同时还需要注重钻具、井眼轨迹、绕障以及地层等因素。对于这些因素都需要进行认真考察。

从钻具的角度来看，小尺寸钻具刚度比较小，对于钻井参数也是非常敏感的。当钻压过大的时候，方位变化率和井斜都将会变大；相反当钻压太小的时候，机械钻速将会变低，整体效益最终会受到影响。在实际工作中工具面受钻压影响是非常大的，当钻压不稳定的时候往往会导致工具面出现乱窜现象。从井眼轨迹的角度来看，在由于井斜比较大，方位变化比较大，从而使得井眼轨迹变得非常复杂。钻具也将会出现多处弯曲的现象，最终会导致摩阻及扭矩增加，定向将会变得非常困难，如果控制不好此时还容易出现复杂井况。

当前在实际测试过程中对于地层因素对井眼轨迹的影响规律还不是非常清楚，这样在轨迹控制过程中实际上就是增加了不确定性。随钻测试仪器外径也是会受到小井眼影响的，在小井眼影响下利用直径较小的无磁钻铤的内径限制，狭小的空间都将会对仪器寿命及性能提出更高要求。

2 钻井技术

对小井眼三维绕障定向井钻井技术进行科学分析有重要意义。通过对这方面的分析将有助于实现顺利钻井。从公司实际情况来看，在工作中往往是要采用一套钻具组合完成造斜、稳斜、降斜、扭方位等工序，利用一套钻具组合实际上效果将会是非常明显的。本文将从以下几个方面来对钻井技术进行分析：

2.1 钻具选择

钻具能否实现科学选择将会直接影响到整个工作质量。因此对此就应该采取专门措施。首先就是要对井下动力钻具来进行选择。工作人员主要选择的是滑动钻进和转盘复合钻进相结合的方式来进行钻进。在实际钻进过程中则是要进行连续控制，为了满足要求井下动力钻具使用寿命及耐用强度就应该有更高性能。通常情况下是要按照造斜率的要求选择1.25～1.5度7LZ165*7.0-SF单弯螺杆，利用这样一种螺杆实际上将能够在215.9mm井眼内造斜率能够达到（4.5～6）度/30m，它的平均使用寿命是150～200h，这样实际上将能够满足连续控制的需要。

导向钻具组合优选也是非常重要的。在实际选择过程中要能够实现造斜段、稳斜段、中途调整井眼轨迹等需要。要能够满足设计造斜率要求，同时在稳斜段复合钻进过程中还要具有稳斜稳方位能力，要能够保证稳斜效果双螺扶要能够优于单螺扶钻具组合，正因为如此，在实际工作中就需要对螺扶在钻具中不同位置对钻具性能的影响进行科学分析，要从中采取专门措施才能够满足需要。

在选择稳定器的过程中主要是观察稳定器尺寸，通常情况下在215.9mm井眼内，第一稳定器同第二稳定器外径要在206～208mm之间来选择，这样才能够满足实际施工需要，稳定器外径比较小，这样钻具防卡效果也将会变得非常好。对于测量工具主要选择的是YST-48R无线脉冲随钻测斜仪，这种仪器精度和稳定性都是能够满足防碰绕障井实现连续控制的需要。

2.2 钻井参数优化

对于钻井参数进行科学优化是重要内容。在实际优化过程中应该是综合考虑井下动力钻具承受能力、机械钻速以及使用寿命等因素。通常情况下必须要在满足螺杆钻具使用要求前提下再来采用合适钻井参数。通过对钻井参数优化既能够提升机械钻速、缩短钻进周期，同时还能够进一步延长螺杆使用寿命，进一步降低钻井综合成本。正因为如此就需要对此进行科学优化。

本文主要是以防碰绕障井段和稳斜段为例来进行分析。对于防碰绕障井段通常是要选择滑动钻进方式，排量在30～32（L/S），钻压则是2～3t；对于稳斜段稳方位段主要是采用转盘复合钻进方式，此时排量是在30～32（L/S，钻压则是4～5t，转盘参数则是在40～60（r/min）。

2.3 三维绕障定向井钻井液技术

对于钻井液技术应该引起重视，钻井液的选择直接关系到整个工作质量，在实际工作中对此应该是进行科学分析。三维绕障定向井井眼轨迹变化要求是非常严格的，井眼曲率也比较大，在这样的情况下就非常容易出现卡钻及不利于钻屑返出的难题。对此通常是要进行调整和完善。在工作中要根据不同目的层位来更加合理地调配钻井液固体和液体润滑剂使用量，同时还应该进一步增加玻璃微珠使用量。对于润滑剂的加入也应该进行充分调整，这样将能够扩大混合油混入井段范围，实际上就能够把原来的加重后混入改成加重后到完钻前根据需要来进行混入。通过完善乳液高分子钻井液体系，适当提升了体系中包被剂分子量，这样就能够使得其包被能力能够变得更强，这样实际上将能够有效提升钻井液携屑能力及粘土抑制能力。

对于目的层位移应该引起高度重视，当目的层位移大于等于200m，小于300m的定向井，此时在定向前就应该一次性加入玻璃微珠500kg，在加重之后再来加入1000kg，RH3润滑剂则应该是加入1000kg，对于摩阻系数应该是小于等于0.12的。目的层位移大于等于300m，小于400m的定向井的时候，在定向之前往往需要一次性加入玻璃微珠500kg，加重之后再加入1000kg，完钻前混合油6方，电测结束后则是要加入玻璃微珠1000kg，摩阻系数应该是要小于等于0.12为佳。

3 井眼轨迹控制

对于井眼轨迹的控制是非常重要的。在实际控制过程中主要是从以下几个方面来采取措施：

3.1 直井段控制

直井段施工过程中采用的是小钻压吊打配合光钻铤降斜组合，从实际控制效果来看并不理想，这实际上是为下一步定向施工及绕障工作增加了难度。为了能够满足需要就应该对设计进行科学调整。

3.2 斜井段造斜

对于斜井段在工作中主要是要利用最小半径法或者曲率半径法来进行新的井眼待钻设计，在工作中要能够在满足原地质设计基础上从而实现井眼轨迹最优。在实际设计过程中最重要的就是要能够实现绕障防碰。障碍物是定向井的时候，先要进行二维常规设计，之后再来进行防碰扫描，当最近距离在安全范围内的时候则说明设计成功。在实际防碰过程中还应该重视误差椭圆系数，使误差椭圆系数始终保持在安全的范围之内。在工作中为了能够有效提升测量精度就要求把钻头提离井底，从而使仪器能够处在静止状态，这样实际上将有助于提升测斜数据的准确性，当发现有靠近临井的趋势的时候就应该及时调整井身轨迹。如果不在安全范围内部就应该对造斜点或者是其他参数来进行二维设计。最近距离要是始终不在安全范围内此时就不能够利用二维轨道来完成设计就需要采用三维绕障设计。

应该看到小井眼钻具的柔性是比较大的，测量计算得到的井眼位置同真实井眼位置之间也是存在着误差的，这些误差也难以实现科学预测。此时防碰安全距离同常规经验相比就应该是进一步增加的，在实际施工过程中如何保证井眼轨迹圆滑，钻井岩屑能够顺利带出则是需要认真考虑的问题。

在实际工作中对于井眼轨迹的控制已经成为小井眼三维饶障定向井钻井的必要环节，这一环节是否合理直接影响着实际工作效果。正因为如此在今后工作中就应该对此进行科学研究。通过对这方面的研究将能够使得人们对此认识能够更深刻。

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TE243

A

1004-7344（2016）05-0207-02

2016-1-28

王伟（1984-），男，助理工程师，本科，主要从事石油工程工作。