水平井剖面設(shè)計(jì)(第二章)(專業(yè)版)

　　

【正文】 此最佳穩(wěn)斜角不僅要保證不管第二造斜點(diǎn)C何時(shí)出現(xiàn)，井眼都能進(jìn)入目標(biāo)區(qū)，而且要保證不管造斜率如何變化，井眼都不會(huì)脫靶。 關(guān)于計(jì)算，這里給出一個(gè)很簡(jiǎn)單的公式： （8） 一般情況下，于是式（8）變?yōu)椋? （9）當(dāng)時(shí)，還可簡(jiǎn)化為： （10） 式（8）～（10）中，為目標(biāo)層傾向與重力線的夾角，δ為標(biāo)志層或油層頂界面至目標(biāo)中心線的距離，其余符號(hào)同前。/30m)，Rs2=143m(12176。然后根據(jù)Ha和SE及預(yù)計(jì)的R1和R2設(shè)計(jì)一條雙增軌道，這樣，不管造斜率如何變化，在施工時(shí)只要調(diào)整穩(wěn)斜角和穩(wěn)斜段長(zhǎng)度，即可保證進(jìn)靶。例如，老井側(cè)鉆的水平井，或先鉆領(lǐng)眼后回填側(cè)鉆的水平井，或在老油田已充分掌握地質(zhì)情況時(shí)鉆的水平井等，均可認(rèn)為目標(biāo)垂深是準(zhǔn)確的。本文給出了正確的計(jì)算公式，使平行切線法得以完善。 若用卡文的計(jì)算公式（即本文中的式(4)，(5)計(jì)算則得：，=。 造斜點(diǎn)至窗口的水平位移為： （1） 造斜點(diǎn)至窗底的垂深增量為： （2）造斜點(diǎn)垂深為： （3）圖2平行切線法設(shè)計(jì)雙增軌道 (2)根據(jù)造斜點(diǎn)位置和窗頂垂深、最高造斜率Ks且以及和,可以設(shè)計(jì)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(gè)切線段(即穩(wěn)斜段)de,該段井斜角為。 在研究設(shè)計(jì)方法和推導(dǎo)計(jì)算公式時(shí)，應(yīng)該考慮通用條件，即直井段井斜角不等于零,推導(dǎo)的公式當(dāng)然適用于井斜角等于零的情況。 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。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(shè)計(jì) 單曲率—斜直剖面是最老、應(yīng)用最為廣泛的造斜曲線，這類剖面的特點(diǎn)是，整個(gè)曲線由三段組成，造斜由上、下兩個(gè)造斜率相同的造斜井段完成，中間為斜直的穩(wěn)斜井段。 設(shè)計(jì)造斜曲線首先要確定水平目標(biāo)區(qū)。第二，受地下復(fù)雜情況的影響,若需用轉(zhuǎn)盤鉆鉆過(guò)這段地層，復(fù)雜地層越厚所需要的穩(wěn)斜段也就越長(zhǎng)。地面情況（鉆機(jī)）l 水平段平增(〉的計(jì)算 l 水平段井斜角的計(jì)算 l 水平段長(zhǎng)的計(jì)算 l 設(shè)計(jì)方位角的計(jì)算 增斜段的考慮因素、設(shè)計(jì)方法、數(shù)據(jù)計(jì)算 增斜率的確定，首先應(yīng)根據(jù)油藏特性及工程地質(zhì)條件，確定水平井的類型，通常選長(zhǎng)半徑水平井,造斜率應(yīng)小于6176。水平井在機(jī)械方面的限制主要是鉆井設(shè)備和鉆柱的抗扭和抗拉力的能力。 某一些特定水平井的最佳造斜率取決于鉆到目標(biāo)區(qū)所需要的方向控制能力，以及避開在復(fù)雜地層造斜的造斜井段高度。鉆這種剖面的水平井，可以使用單斜式的造斜馬達(dá)，除非由于鉆頭壽命的限制。最理想的進(jìn)入點(diǎn)應(yīng)與窗口中心（圖中5點(diǎn)）重合，且沿著目標(biāo)區(qū)的軸線56鉆穿目標(biāo)區(qū)。一口井實(shí)鉆之前不可能知道實(shí)鉆造斜率的確切數(shù)值，這就給設(shè)計(jì)帶來(lái)了困難。應(yīng)該說(shuō)，卡文的思路和方法是可取的。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(wú)法使進(jìn)入點(diǎn)達(dá)到最優(yōu)。增至90176。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。 （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。不管實(shí)際窗心如何變化，都要求井眼準(zhǔn)確進(jìn)入窗口。實(shí)際窗心垂深HE=，修正后的滑行長(zhǎng)度。 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(wèn)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。 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。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。在施工時(shí)，實(shí)際的穩(wěn)斜段長(zhǎng)不可超過(guò)此值，否則將會(huì)脫靶。如圖5所示，這種情況下最好設(shè)計(jì)成單增軌道。關(guān)于工具造斜率不準(zhǔn)確問(wèn)題，例如，鉆井工作者預(yù)計(jì)某造斜工具的造斜率為8176。在例l中，時(shí),；若，要想得到必須使。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。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)。 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。尤其是構(gòu)造位置是靠地層的頂層來(lái)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。 造斜曲線的設(shè)計(jì)要使作業(yè)者不需要通過(guò)大量的倒換鉆具便能在