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龔?沖

（中國石化華北石油工程有限公司河南鉆井分公司，河南南陽  473132） 

摘?要：隨著石油勘探和開發(fā)需求的不斷增長，定向井鉆井技術(shù)在油氣田開發(fā)中扮演著越來越重要的角色。本文對定向井鉆井工藝技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化策略探討。首先，分析定向井鉆井工藝技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題。其次，探討定向井鉆井工藝技術(shù)的創(chuàng)新思路。最后，提出定向井鉆井工藝技術(shù)的優(yōu)化策略。本文旨在為定向井鉆井工藝技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：定向井鉆井；工藝技術(shù)；優(yōu)化策略；創(chuàng)新

中圖分類號：F272.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064(2024)02-0005-03

0引言

定向井鉆井技術(shù)是一種重要的油氣井鉆井方法，通過井眼軌跡的調(diào)控，實現(xiàn)油氣井的高效開發(fā)。隨著油氣勘探和開發(fā)難度的增加，定向井鉆井技術(shù)在油氣田開發(fā)中的地位日益凸顯。然而，現(xiàn)有的定向井鉆井工藝技術(shù)仍存在一些問題，如鉆井效率低、成本高、安全風(fēng)險大等。因此，對定向井鉆井工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和提升，具有重要的現(xiàn)實意義。

1定向井鉆井工藝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及問題分析

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

定向井鉆井工藝技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一套較為成熟的技術(shù)體系，包括井眼軌跡設(shè)計、鉆具組合、鉆井液技術(shù)、定向鉆進(jìn)技術(shù)等。在油氣田開發(fā)中，定向井鉆井技術(shù)已經(jīng)取得了顯著的成果，提高了油氣田的開發(fā)效率和效益。定向井鉆井技術(shù)的核心在于井眼軌跡的設(shè)計和控制，通過精確的軌跡設(shè)計，可以實現(xiàn)對油氣層的精準(zhǔn)鉆遇，提高油氣田的采收率。在鉆具組合方面，定向井鉆井技術(shù)采用了特殊的鉆具組合，如旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具、地質(zhì)導(dǎo)向鉆具等，以實現(xiàn)對井眼軌跡的精確控制。鉆井液技術(shù)在定向井鉆井中起到了關(guān)鍵作用，通過研發(fā)和優(yōu)化鉆井液體系，可以提高鉆井液的性能，保障鉆井安全。在定向鉆進(jìn)技術(shù)方面，定向鉆進(jìn)技術(shù)通過精確的控制參數(shù)和操作，實現(xiàn)了對井眼軌跡的精確控制，提高了鉆進(jìn)效率。通過應(yīng)用定向井鉆井技術(shù)，油氣田的開發(fā)效率和效益得到了顯著提升。定向井鉆井技術(shù)可以實現(xiàn)對油氣層的精準(zhǔn)鉆遇，提高油氣田的采收率。同時，定向井鉆井技術(shù)還可以減少油氣田的開發(fā)成本，提高油氣田的開發(fā)效益。此外，定向井鉆井技術(shù)還可以減少油氣田的環(huán)境影響，實現(xiàn)綠色開發(fā)。

2.2 存在問題

      盡管定向井鉆井工藝技術(shù)取得了顯著的進(jìn)展，但在實際應(yīng)用中仍存在一些問題。這些問題主要表現(xiàn)在以下3個方面。

      首先，鉆井效率低是定向井鉆井工藝技術(shù)面臨的一個主要問題。定向井鉆井過程中，井眼軌跡的控制難度較大，這使得鉆井速度相對較慢，鉆井周期延長。井眼軌跡的控制涉及到井眼方向、井眼曲率和井眼穩(wěn)定性等多個方面，需要精確的數(shù)據(jù)分析和實時的井下監(jiān)測。然而，現(xiàn)有的技術(shù)手段在井眼軌跡控制方面還存在一定的局限性，導(dǎo)致鉆井效率受到影響。

其次，定向井鉆井的成本較高。為了實現(xiàn)井眼軌跡的精確控制，需要使用特殊的鉆具組合和鉆井液體系。這些特殊鉆具和鉆井液往往具有較高的成本，導(dǎo)致定向井鉆井的整體成本較高。此外，定向井鉆井過程中可能需要多次井下作業(yè)和調(diào)整，這也增加了鉆井成本。

      最后，定向井鉆井過程中存在較大的安全風(fēng)險。由于井眼軌跡的控制難度較大，容易發(fā)生井眼軌跡失控、井壁坍塌等安全風(fēng)險。井眼軌跡失控可能導(dǎo)致井眼偏離預(yù)定軌跡，影響油氣層的鉆遇率。井壁坍塌則可能導(dǎo)致井眼閉合，造成鉆井液流失和鉆井設(shè)備損壞。因此，如何在保證鉆井效率的同時，降低安全風(fēng)險，是定向井鉆井工藝技術(shù)需要解決的一個重要問題^[1]。

2定向井鉆井工藝技術(shù)的創(chuàng)新思路

2.1 井眼軌跡設(shè)計創(chuàng)新

      井眼軌跡設(shè)計是定向井鉆井技術(shù)的核心。為了提高井眼軌跡設(shè)計的準(zhǔn)確性和可靠性，可以采用先進(jìn)的軌跡設(shè)計方法，如地質(zhì)導(dǎo)向和大數(shù)據(jù)分析。地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)通過實時監(jiān)測地層數(shù)據(jù)和井眼軌跡，實現(xiàn)對井眼軌跡的精確控制。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)則通過收集和分析大量的歷史數(shù)據(jù)，為井眼軌跡設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。此外，還可以研究新的井眼軌跡控制技術(shù)，如旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)和地質(zhì)導(dǎo)向鉆井，以實現(xiàn)對井眼軌跡的精確控制。

2.2 鉆具組合創(chuàng)新

      鉆具組合是實現(xiàn)井眼軌跡控制的關(guān)鍵。為了提高鉆具的性能和可靠性，可以研究新型鉆具，如旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具和地質(zhì)導(dǎo)向鉆具。這些新型鉆具具有更好的導(dǎo)向性能和適應(yīng)性，能夠提高鉆具的鉆進(jìn)效率。此外，還可以優(yōu)化鉆具組合設(shè)計，通過合理的鉆具組合，提高鉆具的適應(yīng)性和鉆井效率^[2]。

2.3 鉆井液技術(shù)創(chuàng)新

      鉆井液技術(shù)是保障定向井鉆井安全的關(guān)鍵。為了提高鉆井液的性能和適應(yīng)性，可以研究新型鉆井液體系，如抗高溫鉆井液和抗污染鉆井液。這些新型鉆井液體系具有更好的性能和適應(yīng)性，能夠滿足定向井鉆井的特殊需求。此外，還可以優(yōu)化鉆井液處理技術(shù)，通過合理的處理方法，降低鉆井液成本和環(huán)境影響。

2.4 定向鉆進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新

      定向鉆進(jìn)技術(shù)是實現(xiàn)井眼軌跡控制的核心。為了提高定向鉆進(jìn)的效率和安全性，可以研究新型定向鉆進(jìn)技術(shù)，如旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井和地質(zhì)導(dǎo)向鉆井。這些新型定向鉆進(jìn)技術(shù)具有更好的導(dǎo)向性能和安全性，能夠提高定向鉆進(jìn)的效率和軌跡控制精度。此外，還可以優(yōu)化定向鉆進(jìn)參數(shù)，通過合理的參數(shù)設(shè)置，提高定向鉆進(jìn)的效率和軌跡控制精度^[3]。

3定向井鉆井工藝技術(shù)的優(yōu)化策略

3.1 提高井眼軌跡設(shè)計的準(zhǔn)確性

      為了提高井眼軌跡設(shè)計的準(zhǔn)確性，可以采用先進(jìn)的軌跡設(shè)計方法，如地質(zhì)導(dǎo)向和大數(shù)據(jù)分析。地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)通過實時監(jiān)測地層數(shù)據(jù)和井眼軌跡，實現(xiàn)對井眼軌跡的精確控制。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)則通過收集和分析大量的歷史數(shù)據(jù)，為井眼軌跡設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。此外，還可以加強(qiáng)對井眼軌跡控制技術(shù)的研究，如旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)和地質(zhì)導(dǎo)向鉆井，以實現(xiàn)對井眼軌跡的精確控制^[4]。

3.2 優(yōu)化鉆具組合設(shè)計

      為了提高鉆具的性能和可靠性，可以研究新型鉆具，如旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具和地質(zhì)導(dǎo)向鉆具。這些新型鉆具具有更好的導(dǎo)向性能和適應(yīng)性，能夠提高鉆具的鉆進(jìn)效率。此外，還可以優(yōu)化鉆具組合設(shè)計，通過合理的鉆具組合，提高鉆具的適應(yīng)性和鉆井效率。

3.3 發(fā)展新型鉆井液技術(shù)

      為了提高鉆井液的性能和適應(yīng)性，可以研究新型鉆井液體系，如抗高溫鉆井液和抗污染鉆井液。這些新型鉆井液體系具有更好的性能和適應(yīng)性，能夠滿足定向井鉆井的特殊需求。例如，抗高溫鉆井液能夠在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定的性能，防止鉆井液性能惡化，確保鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行。抗污染鉆井液則能夠抵抗各種污染物的影響，保持鉆井液的性能穩(wěn)定，提高鉆井液的環(huán)保性能。此外，還可以優(yōu)化鉆井液處理技術(shù)，通過合理的處理方法，降低鉆井液成本和環(huán)境影響。例如，采用先進(jìn)的鉆井液處理技術(shù)，如納米材料處理技術(shù)、生物酶處理技術(shù)等，可以提高鉆井液的處理效果，降低處理成本。同時，通過合理的鉆井液處理方案，可以減少廢棄鉆井液的產(chǎn)生，降低對環(huán)境的影響。通過研究新型鉆井液體系和優(yōu)化鉆井液處理技術(shù)，可以提高鉆井液的性能和適應(yīng)性，滿足定向井鉆井的特殊需求，降低鉆井成本和環(huán)境影響，為定向井鉆井作業(yè)提供有力的技術(shù)支持。

3.4 提升定向鉆進(jìn)技術(shù)水平

      為了提高定向鉆進(jìn)的效率和安全性，可以研究新型定向鉆進(jìn)技術(shù)，如旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井和地質(zhì)導(dǎo)向鉆井。這些新型定向鉆進(jìn)技術(shù)具有更好的導(dǎo)向性能和安全性，能夠提高定向鉆進(jìn)的效率和軌跡控制精度。此外，還可以優(yōu)化定向鉆進(jìn)參數(shù)，通過合理的參數(shù)設(shè)置，提高定向鉆進(jìn)的效率和軌跡控制精度^[5]。

3.5 強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新與現(xiàn)場實踐相結(jié)合

      將理論研究和技術(shù)創(chuàng)新與實際鉆井現(xiàn)場相結(jié)合，是提高定向井鉆井效率和安全性的一項重要策略。通過現(xiàn)場試驗和數(shù)據(jù)反饋，可以不斷調(diào)整和優(yōu)化鉆井工藝參數(shù)，以適應(yīng)不同的地質(zhì)條件和鉆井需求。這種實踐與創(chuàng)新的結(jié)合，有助于解決定向井鉆井過程中出現(xiàn)的問題和挑戰(zhàn)，為技術(shù)創(chuàng)新提供方向。此外，現(xiàn)場實踐還能幫助研究人員和工程師了解鉆井技術(shù)的實際應(yīng)用情況，從而更好地改進(jìn)和提升定向井鉆井技術(shù)。

3.6 推廣智能化和自動化技術(shù)應(yīng)用

      隨著人工智能和自動化技術(shù)的發(fā)展，將這些技術(shù)應(yīng)用于定向井鉆井過程中，可以實現(xiàn)對鉆井過程的實時監(jiān)控和智能決策。例如，利用無人機(jī)進(jìn)行井場監(jiān)測，可以實時獲取井場環(huán)境和工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)，提高監(jiān)測效率和安全性。使用智能機(jī)器人進(jìn)行鉆井液的配制和維護(hù)，可以減少人為誤差，提高鉆井液處理的質(zhì)量和效率。此外，利用大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)進(jìn)行井眼軌跡的智能設(shè)計和優(yōu)化，可以提高井眼軌跡設(shè)計的準(zhǔn)確性和可靠性^[6]。

3.7 加強(qiáng)安全管理和風(fēng)險控制

      在定向井鉆井過程中，安全管理和風(fēng)險控制至關(guān)重要。企業(yè)應(yīng)建立健全的安全管理制度，加強(qiáng)對鉆井現(xiàn)場的安全監(jiān)管，確保鉆井作業(yè)的安全。同時，應(yīng)制定科學(xué)合理的風(fēng)險評估和應(yīng)對措施，降低定向井鉆井過程中的安全風(fēng)險。這包括對鉆井設(shè)備的安全檢查、對作業(yè)人員的安全培訓(xùn)以及對突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案等。通過加強(qiáng)安全管理和風(fēng)險控制，可以確保定向井鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行，減少事故的發(fā)生^[7]。

4結(jié)語

      定向井鉆井工藝技術(shù)的優(yōu)化策略探討對于提高定向井鉆井效率、降低成本和提升安全性具有重要意義。企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)井眼軌跡設(shè)計的準(zhǔn)確性、優(yōu)化鉆具組合設(shè)計、發(fā)展新型鉆井液技術(shù)、提升定向鉆進(jìn)技術(shù)水平、強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新與現(xiàn)場實踐相結(jié)合、推廣智能化和自動化技術(shù)應(yīng)用以及加強(qiáng)安全管理和風(fēng)險控制。通過這些優(yōu)化策略的實施，可以推動定向井鉆井工藝技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，為油氣田的高效開發(fā)提供有力支持。

參考文獻(xiàn)

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[2] 常洪羽.定向井鉆井工藝技術(shù)的優(yōu)化策略探討[J].工程技術(shù)研究,2022,4(1):187-188.

[3] 劉建.定向井鉆井工藝技術(shù)優(yōu)化措施探析[J].科學(xué)與財富,2021(4):161.

[4] 何鑫.定向井鉆井工藝技術(shù)優(yōu)化措施探討[J].化工管理, 2020(15):2.

[5] 張強(qiáng).定向井鉆井工藝技術(shù)的優(yōu)化[J].化學(xué)工程與裝備, 2021(4):137-138.

[6] 崔繼光.定向井鉆井工藝技術(shù)優(yōu)化措施探討[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(全文版)工程技術(shù),2021(1):2.

[7] 蔡德若.定向井鉆井工藝技術(shù)優(yōu)化措施探討[J].石油石化物資采購,2020(33):1.

收稿日期：2023-11-22

作者簡介：龔沖（1975—），男，河南南陽人，研究方向:鉆井工程技術(shù)管理。

 

Exploration of Optimization Strategies for Directional Well Drilling Technology

GONG Chong

(Sinopec North China Petroleum Engineering Co., Ltd. Henan Drilling Branch, Nanyang  Henan  473132)

Abstract:With the increasing demand for oil exploration and development, directional drilling technology plays an increasingly important role in oil and gas field development. This article explores optimization strategies for directional well drilling technology. Firstly, the development status and existing problems of directional well drilling technology were analyzed; Secondly, innovative ideas for directional well drilling technology were explored; Finally, optimization strategies for directional well drilling technology were proposed. This article aims to provide reference and inspiration for the innovation and development of directional well drilling technology.

Key words:directional well drilling;technology;optimization strategy;innovation