导斜器斜面方位控制技术的探讨

丁伟 李国明 张永坤

摘要：近几年油水井侧钻在采油厂得到了广泛的应用，侧钻井的应用使采油厂报废井得以重新利用，本文结合实际施工确定导斜器方位控制技術。

关键词：侧钻井；导斜器；方位控制；技术

前言

在油田开发过程中，由于地质、工程等原因，越来越多的油（气、注水）井成为报废井。侧钻井工艺技术是一种充分利用油田的报废井、挖掘老油田现有油气藏潜力、对老油田进行二次或三次采油、提高原油采收率的一种行之有效的方法，目前国外普遍采用该工艺技术对有价值的报废井进行开窗侧钻，不仅避免了钻新井或加密井的重复投资，而且完善了老油区的开发井网。因此，套管内开窗侧钻技术有着极大的发展前景和推广价值。胜利油田经过30多年的开发，目前已进入开发后期，现有各类报废井4627口，为套管开窗侧钻技术提供了广阔的市场。

对于套管开窗侧钻井来说，导斜器斜面方位的控制一直是一个难题，虽然近年来开发出的小尺寸陀螺测斜仪可以有效地解决这一问题，但整套设备的高昂价格（200万元左右）让人望而却步，原有的开窗工具定向的方法是用送入短节将开窗工具送至预定的位置，然后下入陀螺测斜仪测量出斜向器的工具面的方位，转动钻具将斜向器工具面调至设计方位。这种方法经常出现的问题是定向成功率低、定向费用高，当定向完成之后，经MWD检测窗口位置的方位偏差高达40°，后来在定向时通过调方位才达到设计方位。

那么在施工现场有没有简易的办法来解决这一问题呢？事实上，通过地面定向方法是完全可行的，定向准确率完全能够满足施工的要求。这种定向技术既节约了陀螺定向的费用，又缩短了开窗施工的时间，具有较强的实用性和可推广性，可以较好地解决这一难题，具体施工步骤如下：

一、工具准备：

需要准备的工具包括：水平尺、划印规、扁铲、（非铁质）小重锤、扁头彩笔、自制圆规、小滑轮、指南针、方钻杆标定尺、钢卷尺。

二、标记的打印：

1、导斜器倒扣接头标记的打印

1）、目的：便于角差的累计

2）、方法：在导斜器斜面中心线延长至其倒扣接头位置用扁铲打印记号（细长且明显），也可要求供应商打钢印。

2、钻杆标记的打印

1）、目的：便于角差的累计

2）、方法：

①将定向井施工所需的钻杆均匀的摆放在井场；

②检查每根钻杆公母接头是否完好或有其他标记，以防量角差时出现错误；

③将每根钻杆固定好，将水平尺放到划印规上方，沿同一侧待水平尺处于水平状态时，在钻杆公母接头划印，并用扁铲打印记号（细长且明显）。

④第一口井钻杆做好记号后，以后就可以重复使用。

3、方钻杆保护接头标记的打印

1）、目的：便于角差累计

2）、方法：

①首先准备一条1米的细绳和一个小重锤，并用细绳将重锤系牢；

②将方钻杆提起并静止后，找出一个有刻度或易记的棱边；

③将细绳的一端沿该棱边慢慢放下重锤，待重锤静止后，将绳线在方钻杆保护接头上划过的线上的最低点作为标记点。

④用扁铲打印标记（细长且明显）。

4、转盘刻度的打印（若转盘有刻度，则可省略此项）

1）、目的：确定工程设计方位、累计角差及方钻杆旋转角度。

2）、方法：

①以转盘中心为原点，用自制圆规在转盘面上画一个半径为40cm左右的圆；②在圆上打印好永久性刻度（360度）；

③在转盘大方瓦的四个边的中心位置上打印永久性标记（细长且明显）。

三、导斜器斜面方位的确定

1、井口的校正

校正井架，确保天车、转盘、井口三点一线，误差控制在5mm以内，这对于控制导斜器的斜面方位非常重要。

2、工程设计方位在转盘上的标定

1）在转盘上标出真北极：准备好两副滑轮，第一副滑轮连线远离井口并指向磁北极（可通过指南针标定），而另一副滑轮连线与其垂直并横穿井口正中心，然后将第一副滑连线轮横穿转盘中心，且其两端重锥指向井口连线，然后在转盘上做其垂线，即可标出磁北极；然后以转盘中心为原点，在转盘上标出真北极线（真北极=磁北极+磁偏角）。

2）以井口为中心，在钻盘上用扁头彩笔画出工程设计方位线（细长且明显）。

3、确定导斜器在井口时的斜面方位

确保连接好钻杆的导斜器倒扣接头处于转盘的正中心，再将方钻杆标定尺十字开口处水平卡在导斜器倒扣接头标记处，确保方钻杆标定尺的尾部指针指向工程设计方位线，然后将导斜器缓慢入井。

4、导斜器斜面方位的确定

1）、利用重锤及钢卷尺测量导斜器接头标记处与第一根（或第一柱）钻杆标记处之间的角差（顺时针的角差为正值，逆时针的角差为负值），以此类推，连续测量全井钻具（包括方钻杆）的角差并累计角差和（一般为正值）。

2）、角差和再加上工程设计方位角等于基准角，以井口为中心，用扁头彩笔在转盘上标出基准角的方位线，称为基准线。

3）、将方钻杆标定尺十字开口处水平卡方钻杆保护接头标记处，并将方钻杆标定尺的尾部指针延长线标记在转盘面上，此延长线与基准线的角差就是全井钻具（包括方钻杆）在下钻过程中总的扭转角度，即总扭转角，以此可推算出平均扭转角。

4）正旋转方钻杆（360°-总扭转角），即可确定导斜器的斜面方位，理论上讲，此方位即为工程设计方位。

通过多口井的探索，便可逐步掌握下钻过程中全井钻具角差的变化规律并最终推导出较准确的计算公式 ，若能够精确操作，则可把导斜器的斜面方位误差控制在10度以内，这将对优化井眼轨迹、减少井下事故、缩短建井周期、提高经济效益大有好处。