定向井轨道设计与轨迹控制技术探讨.pdf

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1、石油和化工设备-62-技术交流2017年第20卷定向井轨道设计与轨迹控制技术探讨陈明勇，黄旭平，王佳，王启红（川庆钻探长庆钻井总公司，陕西西安710000）[摘要]定向井钻井技术主要按照预先设计的轨道与井斜钻进至目的储层，该技术对于河流湖泊、海洋、森林等复杂地形的油气藏开发尤为适用，运用该技术时必须保证其轨道设计与控制的准确性，笔者结合工作实际及国内外相关研究成果，对定向井井眼轨道设计及轨迹控制进行了系统研究。[关键词]定向井；轨道；设计；轨迹控制在我国石油天然气开采技术中，定向井钻角较小，则容易诱发漂移[1]。在考虑造斜点和井斜井技术较为重要且常用，该技术钻

2、进过程完全按角的基础上，还应综合考虑井身结构、采油泵埋照设计方位与井斜进行，到达储层后停止钻进，深、井眼曲率等参数的设计与选择。该技术对于河流湖泊、海洋、森林等复杂地形的1.2水平井轨道设计油气藏开采尤为适用。其所具有的复杂地形适应水平井钻井的难度主要在于到达目标区域范性特征对于定向井轨道设计与控制具有决定性作围时井眼进入目标窗口所要求的井眼位置和方向用，该技术在运用时必须保持井眼稳定，加强井必须双双准确，但在钻进实践中，目标垂深不准眼轨迹控制、机械钻速及油气层钻井的科学性。确亦或造斜率不准确现象普遍存在，故在水平井对国内外相关理论研究成果的梳理发现，当前对轨

3、道设计时，必须充分考虑到这两个不准确，既于定向井井眼轨道设计和轨道控制整体性描述与保证进入目标敞口的准确性，又保持井眼与设计论证的研究成果较少。基于此，本文对定向井井要求的一致性。只有个别情况下，上述两个不准眼轨道设计及轨迹控制进行系统性描述和研究。确不存在，例如老井侧钻以及先钻井眼后进行回1定向井轨道设计填的水平井等，造斜率相对准确。水平井轨道类在进行定向井轨道设计中，应根据钻井目的型包括两种：一种是由“直-增-稳-增-平”五段组与主要用途明确区分为常规定向井、水平井、大成的双增轨道，一种是由“直-增-平”三段组成的[2]位移井等类别，每种定向井轨道设计时都

4、必须加单增轨道。强井倾角与斜角的控制以及斜点的比选。1.3大位移井轨道设计1.1常规定向井轨道设计大位移井的轨道设计与钻井技术难度最大，垂直深度不超过3000m，且水平位移通常在在国外普遍采用造斜率低于3°/30m且稳斜角较大1000m以内的定向井均属常规定向井，也是最常的大位移井。此外磨阻和扭矩也是影响大位移井见的定向井类型，其轨道设计并无一种统一的模运行安全程度的两个重要因素，大位移井轨道的式可以遵循，灵活多变，但是必须注重造斜点的优化设计可大大降低其摩阻力与扭矩。国外理论确定和井斜角的控制。避免定向于岩石破碎带、普遍认为，在浅层地层中运用低造斜率、大稳斜

5、漏失带、流砂层等不稳定的复杂地层，通常情况角的大位移井是其轨道设计的未来发展趋势。而下都将造斜点安置在稳定地层。在进行常规定向在较深地层运用大稳斜角进行造斜作业可以大大井轨道设计时，保证其井斜角取值在合理范围即降低其摩阻力与扭矩。大位移井造斜率的选择如可，选择余地较大。如果所选择的井斜角较大则表1。会增大测井与完井施工作业的难度，并使下钻荷载随之增大，从而增大扭转盘扭矩，引起方位困作者简介：陈明勇（1982—），男，湖南郴州人，本科，工程难进而引发井壁坍塌。反之，如果所确定的井斜师，现从事钻井工作。第9期陈明勇等定向井轨道设计与轨迹控制技术探讨-63-表1大位

6、移井造斜率的选择井号井眼斜率（°/100m）稳斜角（°）测量深度（m）挪威33/9C-215～2580～858617挪威33/9C-16475～806500挪威30/6C-26A10～1575～809500日本Oki-215754489澳洲NRA2110～157060812定向井轨迹控制技术以造斜点为起始点，强制钻头偏离垂直轨迹轨迹控制是定向井钻井过程中非常关键的作而增斜钻进的过程即为造斜，大位移水平定向井业环节，是保证井眼能否完全按照轨道运行的关直井段所存在的井斜方位较多，且多数情况下与键。定向井轨迹控制技术主要涉及钻井参数的优新设计定向井轨道方位不一致，为

7、此必须借助定选优化、钻井组合的比选、井眼轨迹的仿真模拟向井计算软件，测算轨迹参数，进而进行井斜角与检测、井下仪器工具的运用等方面。根据定向与方位角的综合预测。结合所求得的水平位移、井的钻进环节可以将井眼轨迹控制技术划分为直井深、闭合点、视位移等参数，重新设计并修正井段、造斜段、增斜段、稳斜段和扭方位段等若靶点重心，在造斜段轨迹控制过程中，螺杆实际干阶段。造斜率必须严格控制，按照滑动钻井和复合钻井各自占比，保证实钻轨迹不断逼近设计轨道。2.1轨迹剖面优化设计当前所使用的无线随钻测量仪所测长度的限定向井施工开始前必须结合地质条件、钻井制及螺杆造斜率造斜能力的难确定

8、性，在钻进开目的、工艺技术、施工技术水