水平井剖面設計(第二章)(更新版)

　　

【正文】 相差至遠，互相矛盾。應該說，卡文的思路和方法是可取的。 (3)由于實鉆造斜率Kt在Kx和Ks之間，實鉆軌跡必然在下界軌道和上界軌道之間,鉆達目標窗口時的進入點必須在窗頂1點和窗底2點之間。一口井實鉆之前不可能知道實鉆造斜率的確切數值，這就給設計帶來了困難。另外，在老井眼內造斜鉆水平井時,老井眼已有一定井斜角，使造斜點處井斜點不等于零。最理想的進入點應與窗口中心（圖中5點）重合，且沿著目標區的軸線56鉆穿目標區。另一類是雙增軌道，由“直一增一穩一增一平”五段組成，兩次增斜段都是圓弧形。鉆這種剖面的水平井，可以使用單斜式的造斜馬達，除非由于鉆頭壽命的限制。這一造斜曲線的設計基礎是：以工程計劃中計劃使用的造斜鉆具的最小預計造斜率和最短斜直井段來選擇造斜點和計劃的造斜曲線末端的位置。 某一些特定水平井的最佳造斜率取決于鉆到目標區所需要的方向控制能力，以及避開在復雜地層造斜的造斜井段高度。 為了解決氣錐和（或）水錐的水平井，以距油—氣和（或）油—水界面一定距離的垂直深度為目標區鉆一真正的水平井效果可能最好。水平井在機械方面的限制主要是鉆井設備和鉆柱的抗扭和抗拉力的能力。第三，數據分析的影響，穩斜段的最少井段應保證能進行兩個測點的測斜，因為只有知道兩點的數據后,才能確定本趟鉆具組合所用鉆井參數是否合適，一般穩斜段應不低于25m。地面情況（鉆機）l 水平段平增(〉的計算 l 水平段井斜角的計算 l 水平段長的計算 l 設計方位角的計算 增斜段的考慮因素、設計方法、數據計算 增斜率的確定，首先應根據油藏特性及工程地質條件，確定水平井的類型，通常選長半徑水平井,造斜率應小于6176。井身結構—井笛剖面—鉆具組合若0,說明水平段井斜角。第二，受地下復雜情況的影響,若需用轉盤鉆鉆過這段地層，復雜地層越厚所需要的穩斜段也就越長。 單位井身長度的成本最低時，水平井的長度為最佳長度。 設計造斜曲線首先要確定水平目標區。 造斜曲線設計必須考慮到以下問題：l 避開復雜地層造斜；l 曲線末端即造斜結束時的位移最小；l 造斜井段的長度最短；l 有一個調整井段以應付不理想造斜率的情況；l 利用造斜井段的構造標記確定最終目標區的深度；l 在目標區的容限之內；l 軌跡要能夠保證完成全部水平井段的鉆進；l 必須是允許使用所有必需的采油工具和設備的可完成井眼。造斜曲率可以分為以下三種基本剖面類型：l 單曲率—斜直剖面的設計 單曲率—斜直剖面是最老、應用最為廣泛的造斜曲線，這類剖面的特點是，整個曲線由三段組成，造斜由上、下兩個造斜率相同的造斜井段完成，中間為斜直的穩斜井段。l 理想造斜曲率剖面設計理想造斜曲率剖面就是沒有斜直井段的彎曲率造斜剖面。 水平井軌道的基本形狀有兩類,一類是單增軌道，由“直增一平”三段組成，增斜段有圓弧形（恒曲率)的，也有懸鏈線等（變曲率)形狀的。井眼進入目標區的一端，稱為目標窗口(圖1中的左端),進入窗口的一點稱為進入點。 在研究設計方法和推導計算公式時，應該考慮通用條件，即直井段井斜角不等于零,推導的公式當然適用于井斜角等于零的情況。造斜率大小取決于所用的下部鉆具組合、鉆進參數和地質因素。 造斜點至窗口的水平位移為： （1） 造斜點至窗底的垂深增量為： （2）造斜點垂深為： （3）圖2平行切線法設計雙增軌道 (2)根據造斜點位置和窗頂垂深、最高造斜率Ks且以及和,可以設計一條雙增軌道,如圖2中的oade14，此軌道可稱為上界軌道，其上有一個切線段(即穩斜段)de,該段井斜角為。在鉆進中若發現地層有變化，可以調整bc段的長度，即改變第二次造斜點的位置，以確保進入目標窗口。 若用卡文的計算公式（即本文中的式(4)，(5)計算則得：，=。顯然，在實鉆中很難保證。本文給出了正確的計算公式，使平行切線法得以完善。/30m，從井斜0176。例如，老井側鉆的水平井，或先鉆領眼后回填側鉆的水平井，或在老油田已充分掌握地質情況時鉆的水平井等，均可認為目標垂深是準確的。設計給定的條件有和R。然后根據Ha和SE及預計的R1和R2設計一條雙增軌道，這樣，不管造斜率如何變化，在施工時只要調整穩斜角和穩斜段長度，即可保證進靶。 （2）采用平行切線法施工時，不管實際造斜率多大，只要井斜角達到設計的，即應穩斜鉆進，但實際的穩斜段長度應根據第一增斜段的實鉆資料統計求出R1,代入式（6）中重新計算，這就是所謂的調整穩斜段長度。/30m)，Rs2=143m(12176。圖7 目標垂深不準確的軌道設計 如圖7所示，目標垂深不準確是指窗心垂深HE可能變化，窗心可能提前到Eˊ點，也可能滯后到E，實際窗心在Eˊ和E之間。 關于計算，這里給出一個很簡單的公式： （8） 一般情況下，于是式（8）變為： （9）當時，還可簡化為： （10） 式（8）～（10）中，為目標層傾向與重力線的夾角，δ為標志層或油層頂界面至目標中心線的距離，其余符號同前。M點垂深可通過計算得HM=。此最佳穩斜角不僅要保證不管第二造斜點C何時出現，井眼都能進入目標區，而且要保證不管造斜率如何變化，井眼都不會脫靶。21