水平井井眼轨迹控制关键技术分析.doc

水平井井眼轨迹控制关键技术分析
摘 要 水平井钻井施工难度大、风险大,安全开发级别要求高。井眼轨迹控制技术是水平井钻井整套技术的关键环节,本文分析了水平井施工技术难点及井身剖面优化设计,进一步对水平井井眼轨迹控制关键技术进行了水平井井眼轨迹控制关键技术分析
摘 要 水平井钻井施工难度大、风险大,安全开发级别要求高。井眼轨迹控制技术是水平井钻井整套技术的关键环节,本文分析了水平井施工技术难点及井身剖面优化设计,进一步对水平井井眼轨迹控制关键技术进行了深入的探讨。
关键词 水平井 井眼轨迹控制 关键技术
中图分类号:TE243 文献标识码:A
0引言
水平井的井眼轨迹控制技术与普通定向井相比有类似之处,但也有显著差异,体现了水平井轨迹控制的技术特征。(1)中靶要求高:水平井的靶体通常是三维靶体,一个以矩形窗口为前端、呈水平或近似水平的长方体或与之接近的几何体(如棱台、柱体等),因此要求三维中靶,井眼轨迹不仅要进入靶窗而且还要防止在钻进水平井段的过程中钻头穿出靶体造成脱靶。(2)摆放工具面角困难:随着水平井斜井段的延伸,井眼摩阻随之增加,钻具在井眼中的转动困难,加大了工具面角摆放的难度。(3)控制难度大:由于地质不确定性、工具造斜能力不确定性及测量信息滞后等客观因素的存在,水平井的着陆控制和水平井段控制难度较大。
1水平井施工技术难点及井身剖面优化设计

(1)定向钻进轨迹控制困难。造斜点深,钻具柔性大,工具面难以摆到位;裸眼斜井段长,摩阻大,钻压不能有效传递到钻头上。
(2)高温、高压条件对定向仪器、工具选择苛刻。
(3)设备、钻具负荷大。水平井使用井下动力钻具,使得泵压高;由于机泵条件的限制,如果减低排量,又会给井下造成复杂隐患。
(4)深部定向段、水平段高温高密度条件下钻井液高温稳定性、流变性、润滑性、井眼净化能力等调控难度大。

水平井井身剖面优化设计的目的就是降低井眼轨迹控制的难度、充分发挥动力钻具和转盘钻具各自的优势提高钻速、为钻出平滑规则的井眼提供保障。水平井井身剖面参数的设计顺序应为: 确定水平井段参数、选择造斜率、根据靶前位移确定剖面类型。其常见井身剖面类型主要有“直- 增- 稳- 增- 平”和“直- 增- 微增- 增- 平”两种, 在满足靶前位移的前提下应尽量选择第二种剖面, 因为该剖面中的微增井段一方面可通过调整该井段的造斜率和段长弥补工具造斜能力的偏差, 另一方面可使井眼轨迹更平滑并可减少井下动力钻具的工作量、降低作业风险。
2水平井轨迹控制技术

(1)造斜工具、仪器的选择。为了保证实钻造斜率满足施工要求,防止因各种因素造成实钻造斜率低于其理论值,同时考虑实钻造斜率,若其高于设计造斜率,可以通过复合钻进的方式降低造斜率;若低于设计造斜率,则只能起钻更换钻具组合。因此,应以“略高勿低”的原则选择造斜工具,即选择工具的理论最大造斜率应比设计造斜率高109/6~20。而仪器则主要根据施工井的难度进行选择。(2)轨迹控制技术。在造斜井段,使用弯外壳螺杆作为造斜工具时,造斜段以定向滑动钻进方式为主,工具面由设