浅析定向井的几个关键问题

[摘 要]本文结合定向井钻井施工特点，对定向井钻井的准备和实施中的几个关键环节和问题进行了探究。

[关键词]定向井；准备工作；关键环节

中图分类号：TE243 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0058-01

定向井钻井技术已经发展较长时间，随着应用程度的日益深入，如何进一步提高定向井钻井质量和效率成为钻井工作的重点。因此，有必要对定向井钻井施工中的前期准备工作和具体钻进中的关键环节和问题进行探究，提高定向井钻井质量。

一、定向井钻井施工的前期准备工作

1、钻井工具的准备工作

定向井钻井工具主要包括非磁钻铤、弯接头和井下马达等主要工具。一是非磁钻铤，主要由奥氏体钢铬钢、镍钢、铬铁铜合金等组成，不易磁化，在应用时通过注意稳定器对罗盘的影响，可以降低钻进中其他钻具对罗盘产生的负面影响。二是是弯接头，是定向井钻进中的专用造斜和扭方位工具，可以使造斜钻具产生侧向力，内部安装标有弯曲方向标线的循环套，辅助单点或有线随钻侧斜仪确定工具面方向。一般分为可调角度和固定角度型两种，前者又可细分为液压式、机械式、电动式，可在地面控制弯街头角度，进行连续的定向和扭方位增斜、降斜作业，减少钻进中的起下钻操作。三是井下马达，主要分为容积式马达、涡轮钻具、电动钻具三大类，容积式马达因钻井井眼尺寸与原井相同，井内存在桥塞时可在造斜前将油井井底循环干净，空转转速与工作转速基本相同便于钻头选型等特点，所以应用较多，主要包括螺杆钻具和迪那钻具。

2、钻井配套设施的准备工作

要在定向井钻井施工前做好配套设施的各项准备工作：观察钻塔朝向，检查井场物资摆放，绞车和天滑轮、地滑轮摆放不得妨碍钻井施工和测井电缆上下；检查钻具丝扣、吊卡及钻具接头情况，主要是变径接头数量是否符合要求、接头内径能否顺利通过仪器、丝扣加工是否正确等，必要时由下至上通过试连接进行测试；检查钻井泥浆管路循环状况，确保高压管线长度适合，泥浆泵缸套与螺杆钻具所需流量匹配；清理泥浆池沉砂，防止沉砂被泥浆泵吸入钻杆堵塞钻具或阻断随钻测量仪器，泥浆泵的阀头不得触及池底，要进行悬吊操作；对泥浆性能进行测试，选用饱和盐水泥；对钻杆进行检查，确保钻杆内孔平整，无台阶、锈块或粘附水泥块，防止定向钻进时在钻杆内不能顺利上下仪器，必要时在下钻具前通过大锤敲击钻杆的方式，清除孔内异物，防止螺杆钻具和钻头水眼堵塞，对丝扣损伤严重的钻杆，严禁下井，并确保下钻和加杆时丝扣拧紧，对扣与扣之间通过缠麻密封的方式进行密封；要在必要位置加装过滤设备，特别是在泥浆泵吸阀头外和出口处要设置过滤网，防止杂物进入钻杆内堵塞钻具。

3、定向钻井设备的准备工作

一是做好调试与校验，校验随钻仪器并认真填写《随钻仪校验报告》，确保钻井仪器精度，便于对仪器参数的修正。二是做好定向附件的安装，绞车定位后再进行天、地滑轮的安装和电缆布置工作，天滑轮在考虑穿电缆后大钩摆动碰不到电缆的基础上尽可能高，地滑轮的安放以不妨碍上下钻杆操作为宜，绞车要尽量与天、地滑轮摆放在同一平面，并对准地滑轮，安装重锤滑轮要注意不可拉偏电缆。三是做好钻井设备的组装，组装钻井仪器时要对准角差，并确保斜口管缺口朝上时重力工具面在0度左右，缺口朝北时磁力工具面MS在0度左右；组装完成后将仪器放置在无磁场干扰和远离钻塔的位置，测量出设备的磁倾角以及磁场强度，一般允许偏差磁倾角为1.5以内、磁场强度0.1以内，测量数据作为钻进过程中有无干扰的判断标准。四是做好钻具组装和装合差测量，根据实际需要确定合适的螺杆钻具，并使用吊钳对定向接头和钻头进行紧固，防止造斜作业时丝扣脱落引发井下事故；紧固后进行弯外管母线和定向接头定位键的装合差测量，平放钻具后将弯外管母线放于最上方，拉线时将脸朝向钻头方向，以螺杆钻具的弯外管母线引线与定向接头交点为起始位置，延伸到定向接头定位键的弧长，右边量取正值、左边量取负值，以此计算角度差，确保组装合格。

二、定向井钻井施工的测量和稳定工作

1、定向井钻井施工的测量

定向井施工中要做好测量工作，确保井眼轨迹符合设计方案要求。一是直井段的测量和分析。下入套管的直井通过陀螺仪进行重复测量，新钻直井通过随钻测井仪器或电子测井仪器进行测量；结合区块钻井史和地层走向、倾向，分析自然造斜倾向，对直井段测井数据进行综合分析，在随钻测井仪器与陀螺仪测井仪器同时使用的油井，比较二者测井数据后进行综合取值。二是确定连线方位并进行罗盘校验，根据油井井口GPS坐标确定目标井井口与斜井井口的连线方位，以磁偏角作为二者井口连线的磁方位，根据目标井靶点与斜井井口位移计算出连线方位，并在施工现场通过罗盘进行测量，检查其与计算结果是否一致，如不一致则查找原因进行修正。三是确定初步施工方案，根据计算、测量结果和实际造斜需要选定合适的螺杆钻具，注意在选型时螺杆钻具造斜率要高于设计造斜率，确保满足实际钻井需要。同时，要确定造斜工作靶点位置，设计科学的钻井轨迹图，并严格按照设计图进行施工，在钻进中进行实时测量，防止出现偏差，在出现偏差后要及时进行修正。

2、应用钻进稳定器辅助钻井

在钻进中要科学配置稳定器，减小钻头与稳定器以及稳定器之间的距离，增强钻具的刚性，防止受压变形，实现稳斜目的，并使钻具刚性满足稳斜需要。根据实际需要改变稳定器在钻具中的位置，从而改变钻具的受力状态，以控制井眼轨迹。稳定器出入井口时要认真检查外径等，确定磨损情况和安装位置，一般外径磨损不得大干2毫米，确保井眼曲率平缓、圆滑，减少钻井事故和井下复杂情况的发生。

三、结论

综上所述，定向井钻井关系到后期油井的采油作业效益，要全面做好施工准备工作，并加强测量、设计和稳定控制工作，全面提高钻井质量，保障定向井的安全高效钻井和应用。

参考文献

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