探析定向井井眼轨迹预测与控制技术

马长栋

中国石油冀东油田勘探开发建设工程事业部　河北　唐山　063200

摘要：通过理论计算、室内试验及现场应用表明，使用永久封隔器有效缩短了施工周期、降低了施工风险和成本。关键词：定向井　井眼轨迹　预测　控制技术

Prediction and control of well trajectory in directional wells

Ma Changdong

Jidong Oilfield Construction Engineering Department of CNPC，Tangshan Hebei 063200

Abstract：Through theoretical calculation, laboratory test and field application, it shows that the use of permanent packer can shorten the construction period and reduce the construction risk and cost.

Key words：directional well；Borehole trajectory；Forecast；control technology随着市场经济发展进程的不断加快，人们对石油资源的需求量越来越大，这就给石油钻探开发建设人员提出了新的要求和挑战。其中定向井以其自身井眼的延伸方向为预测依据，是实现油气资源开发效益最大化的重要组成部分。基础井段。造成定向井直井段出现井斜的影响因素有工程因素、地质因素以及井眼扩大因素等。其中地质条件影响是控制技术无法发挥作用的，为此，要控制井斜问题的出现，施工技术人员可通过控制其他两方面因素，来达到预测控制效果。具体来说，可通过调整工程钻具组合，来实现防斜打直技术应用目标。例如，在实际打井过程中，可选择满眼钻具组合或是钟摆钻具组合。其中满眼钻具组合的作用原理为：通过尽可能减小扶正器与井壁间的间隙，以保证施工处在满的状态，从而防止打斜现象的出现。但满眼钻具组合只能实现防斜目标，并不能进行纠斜操作。而钻压较小时，才能起到防斜和纠斜的作用效果。为此，定向井井眼轨迹预测与控制人员在采用钟摆钻具组合时，要控制好钻压，从而实现打直技术的应用目标。1　明确井眼轨迹预测依据

定向钻井施工中井眼轨迹的预测实质，就是预测井眼的延伸方向。研究表明，力是改变物体运动状态的重要原因。这里的物体运动状态指的是：机械钻速大小、方向以及井斜角和井斜方位角。而钻头前进方向则是通过钻头的受力状态来进行控制的，具体可通过调整钻头钻具的组合、井眼轨迹的几何状态以及钻井工艺参数来实现作业方向目标。在此情况下，钻井施工技术人员无法准确预测或计算井眼延伸方向的力学情况。但研究人员就测斜结果进行计算对比分析得出了测斜结果绘图的方法，这样一来，就能预测出井眼延伸方向的趋势。此外，还可根据影响井眼轨迹延伸方向的因素来进行预测。4　造斜段轨迹控制技术

定向井井眼轨迹中的造斜段控制，要求技术人员做好井口铅垂线的钻头偏离，即根据直井段井斜、方位的偏差以靶点目标重新进行待钻轨迹修正设计，进而重新计算出定向各段的造斜率大小。这样一来，技术人员就能根据定向井造斜率的计算结果，来确定实际施工作业的参数，进而实现设计控制目标。2　井眼轨迹剖面优化设计

在进行定向井施工前，井眼轨迹预测控制技术人员应按照甲方提供的地质资料确定井底靶点。这样一来，技术人员就能从多条轨迹剖面中优选出该定向井的井眼轨迹，进而为定向井的定向施工提供借鉴。此过程中，安全而高效的钻井施工起着决定性作用。具体来说，由于定向井井眼轨迹的预测设计依据是由直-增-稳三段制剖面、直-增-稳-降四段制剖面以及直-增-稳-降-稳五段制剖面提供的。其中四段制提供的井眼轨迹剖面易形成岩屑床，而且，在进行起下钻时容易捋出键槽，这就会导致起下钻的摩阻增大，严重的甚至会出现卡钻。因此，井眼轨迹控制人员很少采用这种给井下安全作业带来威胁的技术。而三段制和五段制轨迹剖面才是定向井进行井眼轨迹预测的控制技术，相关人员应按照开发建设的实际情况选择具有针对性的剖面设计，以提高井眼轨迹预测与控制的作用效果。5　结束语

总体而言，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至关重要。为此，施工技术人员可通过优化选择钻具组合，并控制好钻压，来实现技术应用的防斜和纠斜目标。在造斜段进行井眼轨迹预测控制过程中，技术人员要注重钻头偏离井口铅垂线的情况出现，从而保证了造斜段施工的顺利进行。事实证明，在采用上述预测控制技术后，不仅提高了定向井施工的效率，还在很大程度上消除了施工建设过程中可能出现的不稳定性因素。参考文献

[1] 万向臣，王鹏，孙永刚.大延伸水平井井眼轨迹优化原则和方法[J].石化技术，2016（10）

[2] 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）

3　直井段防斜打直技术

直井段防斜打直技术是作用于定向井井眼轨迹控制的 154