井眼軌跡控製工具發展現狀及發展方向探究
科技專論
作者：王翠霞 付敏清 魏長鑫 於向明
【摘要】井眼軌跡其實就是井眼軸線；當定向井與大位移井等各類繁瑣的結構井應運而生，使得井眼軌跡控製工具的優勢作用得到了充分發揮。本文首先對國內井眼軌跡控製工具發展現狀及井眼軌跡控製係統作了一番論述，其次提出了井眼軌跡控製工具未來發展方向。
【關鍵詞】井眼軌跡；控製工具；發展現狀；發展方向
現階段，以往所使用的鑽井工具已實現不了現代複雜繁瑣油藏開發的任務目標，因此湧現了各類複雜結構井。要想真正做好複雜井眼軌跡工作及井下閉環控製工作，就必須積極研發不僅靈活性好，且各部位都能夠有效調節的井眼軌跡控製工具，該工具的主要職責是運行過程中根據控製指令動作對作用在鑽頭上的合力或者鑽具偏心程度的偏置導向機構予以相應的改變。根據工作方式，現行的井眼軌跡控製工具有推靠式和指向式兩種類型，其中推靠式涵蓋了靜態偏置與動態偏置兩種推靠式類型。
1.國內井眼軌跡控製工具發展現狀及井眼軌跡控製係統
1.1發展現狀
從1997年開始，由中海石油研究中心、西安石油學院、渤海石油公司協作研發的在二維井眼軌跡控製中使用的井下閉環可變徑穩定器樣機投入實際運行，獲得了較好的成效。在長慶油田靖邊地區井場做了井下實踐試驗，有著顯著的效果，與預期的設計要求完全一致。現階段，國內各井場相繼投入使用，該項研發使得接下來的可控三維井眼軌跡鑽井技術的研究工作順利有序的進行。不過，需要注意的是還有部分局限性問題，必須作進一步的分析與研究。
在2001年，中海石油研究中心對可控(閉環)三維軌跡鑽井技術展開了相關的研究，它將推靠式作為基本工作原理，現階段已投入到渤海油田BHLD5—2一A1井、長慶XFN37—32井、XFN28—022井中實施了陸地和海上的下井試驗，效率較好，並廣泛應用於國內各區域，應用效果明顯。這是我國在旋轉導向係統研究方麵獲取的首次成功，與二十世紀九十年代世界先進水平基本接近。
當前，我國雖然有部分專門研究機構開展了該方麵的研究工作，但相比於西方先進國家的技術水平，國內還遠遠達不到，同時關於指向式井眼軌跡控製工具的研究還處於空白狀態，缺乏在現場中使用的整套鑽具係統，不僅適應不了當前複雜的油藏開發形勢，而且也難以實現越來越嚴格的油藏開發地質條件的要求，所以我國各專業機構還應投入大量的時間與精力做好該方麵的研究。
1.2井眼軌跡控製係統
從控製理論角度上看，控製實質上就是指受控製對象中某一被控製量，應對各類影響實現預期目標的方法。在井眼軌跡控製中，其技術的核心任務是對鑽頭的實鑽軌道進行精確控製，以實現預期的理論軌道，有效地鑽達目的層。井眼軌跡主要是在鑽頭作用於地層下而產生的，也就是說鑽頭的運動軌跡等同於實鑽的井眼軌跡，所以主要控製鑽頭，介紹實鑽軌道的物理量，比如井眼直徑、井斜角、井深等屬於被控製量，介紹理論軌道的物理量是整定量。鑽井過程中，通常是采用井底鑽具組合來控製鑽頭，因此從控製論的角度上看還可將井底鑽具組合稱之為控製器。由被控製對象和控製器組合而成的有著相應運動規律的係統我們通常稱之為控製係統。由此可以看出，井眼軌跡控製係統由鑽頭與井底鑽具所組成。