水平井钻井井眼轨迹控制技术研究与分析.doc

水平井钻井井眼轨迹控制技术研究与分析
摘要:水平井是辽河油田近年来钻井技术的一个新突破,它具有在油层内穿行的距离长、泄油面积增大、单井产量高等一系列优点。在水平井钻井过程,如何精确地控制水平井轨迹是关键,本文就此进行了研究和分析。
关键词:水平井钻井轨迹控制技术
一、水平井概念和区分

造斜率:1/m~10/m应用范围:水平位移不大的水平井钻具组合:特殊钻具组合(铰接马达、挠性钻杆等)测量工具:特殊的测量工具水平段长度:60m~120m完井:多数裸眼。

造斜率:6/30m~20/30m应用范围:水平位移较大的水平井钻具组合:常规钻具(弯外壳,导向钻具组合)测量工具:常规测量工具(单点、多点、有线和无线mwd)水平段长度:300m~900m完井:常规完井技术,完井方式取决于油藏条件。

2/30m~6/30m应用范围:水平位移较大的水平井钻具组合:常规的钻具组合(弯接头,弯外壳,多稳定器钻具组合)测量工具:常规测量工具水平段长度:取决于可用的工艺技术水平完井:常规完井技术,完井方式取决于油葳条件。

水平井靶区通常是一个在目的层内以设计的水平井眼轨道为轴线的柱状靶,其横截面多为矩形或圆。可以把这个柱状靶看成是由无数个相互平行的法面平面组成,因此,控制水平井井眼轨迹中靶,与普通定向井、多目标井是个截然不同的新概念,主要体现是:井眼轨迹中靶时进入的平面是一个法平面(也称目标窗口),但中靶的靶区不是一个平面,而是一个柱状体,因此,不仅要求实钻轨迹点在窗口平面的设计范围内,而且要求点的矢量方向符合设计,使实钻轨迹点在进入目标窗口平面后的每一个点都处于靶柱所限制的范围内。也就是说,控制水平井井眼轨迹中靶的要素是实钻轨迹在靶柱内的每一点的位置要到位(即入靶点的井斜角、方位角、垂深和位移在设计要求的范围内),也就是我们所讲的矢量中靶。
二、影响井眼轨迹控制的因素
对开钻水平井来讲,从造斜点到目的层入靶点的设计垂深增量和水平位移增量是一定的,如果实钻轨迹点的位置和矢量方向偏离设计轨道,势必改变待钻井眼的垂深增量和位移增量的关系,也直接影响到待钻井眼轨迹的中靶精度。水平井钻井工程设计中所给定的钻具组合是在一定的理论和实践经验的基础上得出的,随着理性认识的深化和实践经验,设计的钻具组合钻出实际井眼轨迹与设计轨道曲线的符合程度会不断提高。但是,由于井下条件的复杂性和多变性,这个符合程度总是相对的。实钻井眼轨迹点的位置相对于设计轨道曲线总是会提前、或适中、或滞后,点的井斜角大小也可能是超前、适中或滞后。
实钻轨迹点的位置和点的井斜角大小对待钻井眼轨迹中靶的影响是:①实钻轨迹点的位置超前,相当于缩短了靶前位移。此时若井斜角偏大,会使稳斜钻至目的层所产生的位移接近甚至超过目标窗口平面的位置,必将延迟入靶,且往往在窗口处脱靶。②轨迹点位置适中,若此时井斜角大小也适中,是实钻轨迹与设计轨道符合的理想状态。但若井斜角大小超前过多,往往需要加长稳斜段,可能造成延迟入靶,或在窗口处脱靶。③轨迹点的位置滞后,相当于加长靶前位移。此时若井斜角偏低,就需要提高造斜率以改变待钻井眼垂深和位移增量之间的关系,往往要采用较高的造斜率而提前入靶。实践表明,控制轨迹点的位置接近或少量滞后于设计轨道,并保