水平井剖面設(shè)計(jì)(第二章)(完整版)

　　

【正文】 造斜鉆具可能的最小造斜率是關(guān)鍵。便如，水平目標(biāo)區(qū)之上300m的位置為一復(fù)雜地層，這時(shí)大概應(yīng)考慮把造斜點(diǎn)選擇在該地層之下，用余下的高度來確定所需要的造斜率。對(duì)這一類目標(biāo)區(qū)，設(shè)計(jì)井斜角為90176。為了達(dá)到可能達(dá)到的最大長(zhǎng)度，必須使扭矩和上提拉力為最小，但是由于鉆具在井眼內(nèi)的彎曲和重力決定著水平井的扭矩和上提拉力，因此，最佳設(shè)計(jì)要求選擇使用在鉆井作業(yè)時(shí)不會(huì)彎曲的盡可能輕的鉆具。l 造斜點(diǎn)確定 造斜點(diǎn)的確定本著由下而上的原則進(jìn)行，同時(shí)還要考慮造斜點(diǎn)應(yīng)避開復(fù)雜地層。/300m；若選中半徑水平井，選斜率應(yīng)大于6176。油藏程—完井方法若=0,說明水平段井斜角。l 穩(wěn)斜段長(zhǎng)度的確定 穩(wěn)斜段長(zhǎng)度的大小主要受下面因素的影響，第一，受地面條件的影響，靶前位移很大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加穩(wěn)斜段的長(zhǎng)度，反之減小。造斜井段的剖面設(shè)計(jì)幾乎與選擇最好的定向鉆井承包公司一樣重要。為了補(bǔ)償這些變化和誤差，就有必要在造斜井段設(shè)計(jì)增加一段調(diào)節(jié)用的斜直井段。 造斜曲線的設(shè)計(jì)要使作業(yè)者不需要通過大量的倒換鉆具便能在規(guī)定的限制范圍內(nèi)鉆達(dá)目標(biāo)區(qū)。水平剖面設(shè)計(jì)類型 剖面設(shè)計(jì)基本上是簡(jiǎn)單的幾何計(jì)算。尤其是構(gòu)造位置是靠地層的頂層來確定，而這個(gè)頂層是在下部造斜曲率井段內(nèi)，這類水平井采用這種方法設(shè)計(jì)是最有用。同時(shí)還進(jìn)一步指出了平行切線法的不足之處,從而提出了設(shè)計(jì)雙增軌道的最優(yōu)進(jìn)入法，可使進(jìn)入點(diǎn)與窗口中心重合，同時(shí)給出了計(jì)算公式和算例。 水平井鉆進(jìn)的目標(biāo)是在目的層內(nèi)劃出的一個(gè)目標(biāo)區(qū)（如圖21所示)，形狀為具有一定長(zhǎng)、寬、高的立方體，其長(zhǎng)度方向與鉛垂方向有一定夾角，該夾角大小取決于目的層的地層傾角。例如使用斜井鉆機(jī)一開眼就是斜的，鉆出一個(gè)斜直井段，這樣可以縮短造斜井段，因而可以在垂深較小的目的層內(nèi)鉆水平井。如果設(shè)計(jì)造斜率與實(shí)鉆造斜率不相符，實(shí)鉆軌跡就不可能與設(shè)計(jì)軌道重合，也就不可能準(zhǔn)確鉆達(dá)目標(biāo)。概括起來，其思路和方法如下:（1）根據(jù)窗底垂深Hx和最小造斜率Kx以及和,可以設(shè)計(jì)一條單增軌道，如圖2中oa23,此軌道可稱為下界軌道,據(jù)此可以算出造斜點(diǎn)垂深和井口位置。穩(wěn)斜段bc長(zhǎng)度需根據(jù)Kt計(jì)算，鉆至c點(diǎn)時(shí)又第二次造斜即可準(zhǔn)確進(jìn)入目標(biāo)窗口。說明式(6)和（7）是正確的。在例l中，時(shí),；若，要想得到必須使。 （2）卡文等人提出的平行切線法可以保證井眼準(zhǔn)確進(jìn)入目標(biāo)窗口，但他給出的計(jì)算切線法井斜角的公式是錯(cuò)誤的。關(guān)于工具造斜率不準(zhǔn)確問題，例如，鉆井工作者預(yù)計(jì)某造斜工具的造斜率為8176。 當(dāng)然，在某些情況下這兩個(gè)不準(zhǔn)確是不存在的。如圖5所示，這種情況下最好設(shè)計(jì)成單增軌道。為了保證在給定的造斜范圍內(nèi)不致脫靶，應(yīng)根據(jù)R和HE設(shè)計(jì)一條雙增軌道求出Ha和SE從而確定造斜點(diǎn)和井口的位置（要注意，這種情況下必須設(shè)計(jì)成雙增軌道）。在施工時(shí)，實(shí)際的穩(wěn)斜段長(zhǎng)不可超過此值，否則將會(huì)脫靶。/30m),Rs1=150m(176。造斜率準(zhǔn)確而目標(biāo)垂深不準(zhǔn)確 在使用導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的中、長(zhǎng)半徑水平井中，常會(huì)遇到造斜率準(zhǔn)確而目標(biāo)垂深不準(zhǔn)確的情況。另外要選擇一個(gè)最佳穩(wěn)斜角，使得不管M點(diǎn)在何處出現(xiàn)，從M點(diǎn)第二次造斜都可以在給定的造斜率下準(zhǔn)確鉆達(dá)P點(diǎn)，并使井眼方向?qū)?zhǔn)窗心。 給定設(shè)計(jì)條件： 設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果為： 設(shè)在實(shí)鉆時(shí)，則。圖8 兩個(gè)都不準(zhǔn)確情況下的軌道設(shè)計(jì) （2）)必須設(shè)計(jì)成雙增軌道，而且中間的穩(wěn)斜段要有一個(gè)最佳穩(wěn)斜角。 給定設(shè)計(jì)條件為： 設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果為： 結(jié)論 解決目標(biāo)垂深和造斜率不準(zhǔn)確問題的主要方法有：用Rx和Hx計(jì)算Ha和SE關(guān)確定井口位置；必須采用雙增軌道；設(shè)計(jì)好最佳穩(wěn)斜角；在中間穩(wěn)斜段鉆進(jìn)中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)標(biāo)志層或油層頂界面，以便決定第二次造斜點(diǎn)的位置。 （3）在穩(wěn)斜鉆進(jìn)中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)油層頂界或標(biāo)志層（M點(diǎn)）時(shí)，不要急于第二次造斜，而應(yīng)繼續(xù)穩(wěn)斜到C點(diǎn)才開始第二次造斜。實(shí)際窗心垂深HE=，修正后的滑行長(zhǎng)度。 （1）穩(wěn)斜段長(zhǎng)度 （11） （2）滑行長(zhǎng)度： （12） （3）造斜點(diǎn)垂深Ha： （13） （4）窗心水平位移SE （14） 式（18）～（21）中，Hs為窗心可能提前的最小垂深，HE為窗心可能滯后的最大垂深，其余符號(hào)同前，根據(jù)式（21）計(jì)算的SE可能確定井口位置。不管實(shí)際窗心如何變化，都要求井眼準(zhǔn)確進(jìn)入窗口。/30m),括弧里的數(shù)字是對(duì)應(yīng)的造斜率。 （3）當(dāng)采用最優(yōu)進(jìn)入法施工時(shí)，在造斜鉆進(jìn)一段長(zhǎng)度后，即應(yīng)根據(jù)實(shí)鉆資料統(tǒng)計(jì)實(shí)鉆造斜率，算出實(shí)際的R1，重新計(jì)算和，這就是調(diào)整穩(wěn)斜角和穩(wěn)斜段長(zhǎng)，以適應(yīng)造斜率的變化。 設(shè)計(jì)雙增軌道，其設(shè)計(jì)條件中還應(yīng)給出R1和R2。需要設(shè)計(jì)的參數(shù)有和Sz有關(guān)計(jì)算公式如下： （11） （12） （13）圖5 雙準(zhǔn)確情況下的軌道設(shè)計(jì) 式中，HE為預(yù)計(jì)的目標(biāo)窗心垂深；為第一造斜點(diǎn)處的井斜角；為目標(biāo)井段的井斜角；R為預(yù)計(jì)的造斜段曲率半徑，m；若造斜率K的單位為（176。當(dāng)使用導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)可精確控制井眼軌跡時(shí)，可認(rèn)為造斜率是準(zhǔn)確的。增至90176。 （3）最優(yōu)進(jìn)入法能保證在任何造斜率下使進(jìn)入點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)窗口中心重合，從而使鉆進(jìn)目標(biāo)井段時(shí)偏離目標(biāo)區(qū)的可能性減小，這是它比平行切線法優(yōu)越之處。所以，平行切線法設(shè)計(jì)雙增仇道，雖然可以保證進(jìn)入點(diǎn)在窗口以內(nèi)，卻無法使進(jìn)入點(diǎn)達(dá)到最優(yōu)。由比計(jì)算出的，與用公式（1）算的