水平井剖面設(shè)計(jì)(第二章)-文庫(kù)吧在線文庫(kù)

　　

【正文】 斜率。/300m；其次，造斜率的大小要考慮現(xiàn)有造斜工具的能力，并留有適當(dāng)?shù)挠嗟匾员氵M(jìn)行調(diào)節(jié)；第三，造斜率的大小應(yīng)考慮地面因素的影響，當(dāng)?shù)孛鏃l件決定了靶前位移較大時(shí)，則選用較低的造斜率，相反，則選用較高的造斜率；第四,在沒(méi)有其它條件限制時(shí)，在現(xiàn)有工具造斜率的范圍內(nèi)，盡可能選用較高的造斜率，根據(jù)水平井摩阻與扭矩分析計(jì)算，在長(zhǎng)、中半徑水平井中，造斜率越高則摩阻及扭矩越小。水平井剖面設(shè)計(jì)的原理和方法 水平段的數(shù)據(jù)計(jì)算 假設(shè)水平段入靶點(diǎn)為A點(diǎn)，止靶點(diǎn)為B點(diǎn)，X為南北坐標(biāo)（縱標(biāo))，Y為東西坐標(biāo)（橫標(biāo)）,A點(diǎn)垂深為Ha,B點(diǎn)垂深為Hb(以轉(zhuǎn)盤面為基準(zhǔn)),地質(zhì)提供的三維坐標(biāo)可表示為A點(diǎn)坐標(biāo)（Xa,Yb,Ha）,B點(diǎn)坐標(biāo)(Xb,Yb,Hb)l 水平段垂深()的計(jì)算 =Hb一Ha若0,說(shuō)明水平段井斜角。這樣的目的主要有：第一，若此時(shí)井斜角，方位角不合適，或者實(shí)鉆井眼軌跡與設(shè)計(jì)軌跡偏離較大時(shí)，有較大余地進(jìn)行調(diào)節(jié)，第二，穩(wěn)斜段在垂深且盡量接近標(biāo)準(zhǔn)層，便于采用較大鉆壓和排量，利于巖屑的攜帶。第二節(jié) 水平井的剖面設(shè)計(jì)要求與類型 水平鉆井技術(shù)與常規(guī)定向鉆井技術(shù)最為不同的兩個(gè)特點(diǎn)是使用的造斜鉆具及其特別的剖面設(shè)計(jì)。 但是，大多數(shù)馬達(dá)造斜鉆具增斜特性的變化和誤差都大大地超過(guò)水平目標(biāo)區(qū)的允許誤差。 按照水平井段靶區(qū)設(shè)計(jì)的不同要求，水平井段分為以下幾類：l 傾斜靶區(qū)剖面；l 垂直靶區(qū)剖面；l 蛇形剖面；l 構(gòu)造位置靶區(qū)剖面。另一種考慮是采用不限制完井時(shí)選擇采油工具和將來(lái)采注作業(yè)的井眼曲率。 這種設(shè)計(jì)最適用于以構(gòu)造位置為目標(biāo)的水平井。本文在肯定卡文的思路和方法的同時(shí),指出卡文中計(jì)算切線段井斜角的公式的錯(cuò)誤，并給出了正確的計(jì)算公式。雙增軌道的設(shè)計(jì)條件和要求 雙增軌道設(shè)計(jì)需要給定有關(guān)目標(biāo)區(qū)、直井段和造斜率等條件及要求。這個(gè)直井段一般是垂直井段，特殊情況下也可以是具有一定井斜角的斜直井段。水平井軌道設(shè)計(jì)要求精確地知道實(shí)鉆造斜率。平行切線法設(shè)計(jì)雙增軌道 美國(guó)卡爾森()等人提出水平井雙增軌道的設(shè)計(jì)思路和方法，并給出了主要的計(jì)算公式。其方法是在實(shí)鉆造斜段時(shí)，盡快取得實(shí)鉆造斜率Kt的準(zhǔn)確值，造斜至井斜角時(shí)開始穩(wěn)斜鉆進(jìn)。根據(jù)公式（13）設(shè)計(jì)下界軌道，求得：根據(jù)公式（68）設(shè)計(jì)上界軌道，求得：圖3 平行切線法設(shè)計(jì)示意圖圖4 用最優(yōu)進(jìn)入法設(shè)計(jì)雙增軌道 根據(jù)求得的也可以算出和，其結(jié)果與用式(1)和（2）計(jì)算的結(jié)果完全相同。不同的實(shí)鉆造斜率,就有不同的進(jìn)入點(diǎn)。計(jì)算過(guò)程從略，符號(hào)參看圖4，計(jì)算結(jié)果為：結(jié)論 （1）當(dāng)設(shè)計(jì)中、長(zhǎng)半徑水平井時(shí)，若對(duì)實(shí)鉆造斜率和目的層位的預(yù)測(cè)不夠準(zhǔn)確，則選用雙增形軌道較為合適。如果窗口高度為10m，由于目標(biāo)垂深不準(zhǔn)確就有可能使井眼脫靶。如果規(guī)定窗高為20m，那么光是造斜率的不準(zhǔn)確就可能使井眼脫靶。目標(biāo)垂深和造斜率兩個(gè)都準(zhǔn)確 這種情況多見于老井側(cè)鉆的短半徑水平井，也是水平井軌道設(shè)計(jì)中最簡(jiǎn)單的情況。在中、長(zhǎng)半徑水平井中大量存在，是指實(shí)際造斜率有個(gè)變化范圍，即Kx≤K≤Ks對(duì)應(yīng)的曲率半徑為Rx≥R≥Rs。 （1）將式（6）代入式（7），可求得一個(gè)最大穩(wěn)斜段長(zhǎng)度。/30m），R2=156m(11176。；用最優(yōu)進(jìn)入法。由于油層厚度或標(biāo)志層距油層距離變化很小，所以在鉆進(jìn)過(guò)程中根據(jù)錄井或測(cè)井資料，只要鉆遇油層頂界或標(biāo)志層，就可準(zhǔn)確判斷窗心垂深。 （15） 再將實(shí)際HE值代入式（19）中修正滑行長(zhǎng)度。這樣，在目標(biāo)層滯后時(shí)著陸點(diǎn)P有可能落在窗心E的后面。 （3）當(dāng)目標(biāo)層出現(xiàn)滯后時(shí)，著陸點(diǎn)的水平位移可能大于設(shè)計(jì)窗心水平位移，這屬于正常情況。 設(shè)計(jì)給定的條件有等。目標(biāo)垂深和造斜率都不準(zhǔn)確 目標(biāo)垂深和造斜率都不準(zhǔn)確的情況最具有普遍性，而且從設(shè)計(jì)到施工都是難度最大的。 （1）最佳穩(wěn)斜角最根據(jù)第二增斜段的造斜率計(jì)算的，所以要盡可能將R2估計(jì)得準(zhǔn)確些。顯然，關(guān)鍵在于第二造斜點(diǎn)的選擇。 設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果為：Ha=，SE=，用平行切線法得出，用最優(yōu)進(jìn)入法得出。圖6 造斜率不準(zhǔn)確時(shí)的軌道設(shè)計(jì) 已知：aa=0176。顯然，R1和R2也各有其變化范圍，即Rx≥R1≥RS1。）/30m，則R=1719/K；為第一造斜點(diǎn)垂深；為第一造斜點(diǎn)水平位移；為窗心水平位移。但在多數(shù)情況下，這兩個(gè)不準(zhǔn)確是存在的。垂增為215m。第四節(jié) 兩個(gè)不準(zhǔn)確條件下的水平井軌道設(shè)計(jì) 目標(biāo)垂深的不準(zhǔn)確和工具造斜率的不準(zhǔn)確，在水平井鉆井中是普遍存在的，這使水平井井眼準(zhǔn)確進(jìn)入目標(biāo)窗口的難度大大增加，甚至導(dǎo)致脫靶，本文按照這兩個(gè)不準(zhǔn)確是否存在，提出四種組合情況，并針對(duì)每種組合情況提出解決不準(zhǔn)確問(wèn)題的基本思路和方法，研究表明。 在設(shè)計(jì)上界軌道和下界軌道以及計(jì)算造斜點(diǎn)和井口位置等方面，最優(yōu)進(jìn)入法都與平行切線法相同。這個(gè)算例也說(shuō)明卡文計(jì)算的公式是錯(cuò)誤的。 卡文計(jì)算公式的錯(cuò)誤 卡文給出了比較詳細(xì)的計(jì)算公式，可是其中最重要的和進(jìn)入點(diǎn)垂深Ht的計(jì)算公式是錯(cuò)誤的。所以實(shí)際設(shè)計(jì)的軌道如圖3所示的oabctp，也是一條雙增軌道。 根據(jù)人們的經(jīng)驗(yàn)、鄰井資料和理論分析,可以預(yù)計(jì)實(shí)鉆造斜率的范圍，即可給出最低造斜率和最高造斜率，實(shí)鉆造斜率必然在最高和最低之間。 因此，給定直井段的設(shè)計(jì)條件為直井段井斜角(或選斜點(diǎn)處井斜角)。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)的目標(biāo)井段應(yīng)該在平行四邊形1234之內(nèi)。單增軌道多用于對(duì)目標(biāo)層位和造斜率掌握較準(zhǔn)確的情況下。這種設(shè)計(jì)雖然費(fèi)用最低，但它要求單斜式造斜馬達(dá)的的性能變化范圍要小于下部造斜曲率井段所固有的變化。在設(shè)計(jì)中使用