水平井井眼轨迹控制关键技术探讨

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1、水平井井眼轨迹控制关键技术探讨 水平井井眼轨迹控制关键技术探讨 【摘要】分析水平井井眼轨迹控制技术，首先从其个性化特征入手，明确概念界定，才能有助于针对性研究的实现。 【关键字】水平井眼轨迹，控制关键技术 中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号： 一前言 从水平井井眼轨迹控制技术的根本界定入手，探讨水平井井眼轨迹控制技术的技术特征，分析技术难点所在 ，着重着眼于水平井相较干定向井和多目标经的区别，提出具有水平井诸如井深剖面、目的层靶区要求等个性化的相关新概念。最后对井眼轨迹控制的关键技术组成，包括水平控制技术和着陆控制技术等进行逐一具体 而细致的分析研 究。 二水平井井眼轨迹控制技术的特

2、征分析 1.了解控制井眼轨迹，无论应用于定 向井或是水平井，其最后 的意义作用都是在于按照设计要求中靶 。明确 目标所在对技术的具体应用无疑具有引路灯式的方向性作用。 2.相较于定向井等的区别认识水平井个性化概念操作 。概括其特征包 括如下三方面： 相对于一般定向井水平井对于中靶的要求更高。由于水平井一般是三维靶体前端为矩形窗口，并呈水平、近似水平的与之接近的几何体，比方柱体、棱台等，或者为长方体。故而，水平井的井眼轨迹不仅要求进入窗口，更要求防止进入水平井段时由于钻头穿出靶体而导致的脱靶现象。 摆放工具面角难度系数大。水平井斜井段不断延伸，随之井眼摩阻不断增大，导致钻具在井眼中不易转动。工具

3、面角的摆放问题尤其表现出难度所在。 控制难度系数大。因工具造斜能力的模糊性以及地质的不确定性和测量信息缺乏时效性等各种客观因素的制约，致使水平井中的水平井段控制和着陆控制难度大大增加 。 3.由于水平井的本身特征所影响，针对于水平井的个性化相关概念特别值得注意： 中靶 井眼轨迹中靶时进入的平面是个法平面(也称目标窗口，但中靶的靶区不是 一个平面，而是个柱状体，因此，不仅要求实钻轨迹点在窗口平面的设计范围内，而且要求点的矢量方向符合设计，使实钻轨迹点在进人目标窗口飞平而后的每个点都处在靶柱所限制的范围内。也就是说，控制水平井井眼轨迹中靶的要素是实钻轨迹在靶柱内的每一点的位置要到位(即人靶点的井斜

4、角、方位角、垂深和位移在设计要求的范围内)，也就是我们所讲的矢量中靶。 井身剖面 依据水平井常用井身剖面长半径和中半径的曲线特征，剖面类型可划分成增斜剖面、单圆弧、多段增斜剖面以及整段剖面等类型，各剖面类型的轨迹控制各有不同，设计各异。 三水平井井眼轨迹控制技术的关键组成 1优化剖面设计 水平井优化剖面设计的目的主要在于简化井眼轨迹控制，提高钻速 ，充分发挥转盘钻具、动力钻具的优越性、保障钻出井眼 的平滑性 、规那么性。通常，井身的剖面类型包括“直-增-微增-增一平“直-增一稳一增一平。第一种剖面可调整造斜率，因而应该最为首选。 2综合钻具应用 水平井钻井中关键环节之一即定 向侧钻，侧钻钻具有

5、如下两种组合模式 “直螺杆钻具+弯接头和 “单弯螺杆或双弯螺杆。固然两种组合各有利弊，具体应用中具体问题具体分析的选择应用才 能使 最终效果到达最好 。 3着陆控制 所谓 “着陆控制，即控制由靶窗增斜井段到井段末端的全过程。着陆控制以动态监控为技术手段：以矢量进靶为结果，以增斜钻进为主要特征，以侧钻为关键。 4水平控制 所谓“水平控制， 控制着陆进靶之后的过程，也就是在给定的靶体内钻出全段水平井的过程。水平控制以动态监控为技术手段；以稳斜钻进为主要特征。完善水平控制，首先要保证复合钻进的加强。易加钻压，减少摩阻提高钻速，提高质量 在实际应用中应该对于复合钻进多加使用。 其次要注意垂 向控 制的

6、充裕量。水平控制中充分重视 “转折点，防止钻头在进行调整中出现出靶现象。由此可见保证垂向控制方面的富裕预 留既是相当重要的，又是十分必要的。最 后要重视动态监控 的作用，切实的应用于 工作实践 动态监控贯穿于水平控制技术的过程始末，作为最为重要的技术方法，对已钻井段计算检测认定已钻井段和设计轨迹的偏差存在与否等等。 四各自井身剖面的特点及调整井段的要义 基于常用水平井身剖面设计特点的前提下，具有多种类型的井身剖面设计类型，具体有：单圆弧增斜剖面、调整稳斜段的剖面以及分段造斜剖面等。同时，剖面类型的不同决定了控制轨迹的特点也不一样，预测待钻井眼的轨迹以及设计现场设计的方式也不尽相同。 1水平井井

7、身剖面曲线的具体特征所在。以造斜点为起始点，不变的造斜率钻为核心的单圆弧增斜剖面，也是最为简单的剖面。与此同时，具有足够宽的剖面靶区范围，使钻具造斜率偏差的需求指标得以满足。 2切线调整段的剖面具有两方面特征。一方面，具有两个相等造斜率的造斜段，利用稳斜段来调整中间的单曲率切线剖面。另一方面，具有两个或以上不相等造斜率的造斜段构成，利用一个或以上稳斜段来调整中间的变曲率切线剖面。同时，由于自身具有其他多数造斜钻所不具备的稳定造斜特性，此种剖面类型应用广泛，通过增加一斜直井段在造斜井段之 间，进行适当调节补偿 ，一定程度上减少了偏差 的产生率。钻第一造斜段的具体过程时，可精准的预测单曲率一切线剖

8、面后一段的造斜率，稳斜段的长度同时得到及时的计算与修正，进而有效补偿第一段造斜率与设计之间造成的偏差，使井眼轨迹可精准地钻达预测目标点的垂深。 3具有一定复杂度 ，由两个以上不同造斜率的造斜段构成的造斜曲线，也即是分段造斜剖面。水平井井眼轨迹控制设计需立足当地地质实际特点，采用适当的造斜方式。在实钻 过程 中，可最大 限度的施展动 力钻具及 转盘钻各 自具有的优 势，提 高钻井速度 。利用该段 的造斜率 和段长 的具体调整，适当的更改常规 设计的稳斜井段，在起下钻次数得到明显减少的同时，也可在一定情况下补偿钻具造斜能力的偏差。对此转盘增斜钻具组合与稳斜的刚性钻具组合，其具有较小的刚性，摩阻力小

9、，新井眼不易出，保障井下平安。转盘钻具钻进的合理应用，可将机械钻速得到明显提高，钻井周期有效 缩短。 4调整井段的要义。依据国内水平井的开展状况，利用具备稳斜调整段，轨迹控制以稳斜段来调整井段的剖面，己得到广泛应用。以应用实践说明，具有调整井段的水平井具有较深的要义。水平井中靶的关键影响因素之一，即是准确性的目的层入靶点位置以及 目的层的厚度。中靶精度的提高如何利用稳斜调整井段来实现，是目的层决定薄产层的水平井尤为关键的因素。针对较大的井斜角情况，水平位移主要受增斜率的偏差影 响，而垂深的影响较小，同时，垂深的精度也可利用 大井斜角度来提高。 由此，适当增加一稳斜调整段于入靶前的大井斜角井段，

10、垂深精度得到调整的同时，地质标准层也可得到及 时区分 ，从而目的层入靶点的相对 位置可得到及时准确的定位。同时，由于不完善的当前硬件设施，适中选择调整井段于钻中半径水平井的两趟动力钻具组合井段之间，钻进可利用柔性的转盘增斜钻具组合来实现，使井眼轨迹控制需求指标得到满足 ，有效保持新眼的清洁度。 五结束语 综上所述 ，以中耙为最终 目的的井 眼轨 迹控制技术在水平井的操作应用中由于其靶区、曾斜井段、井身剖面等方面的独特性，使得水平井的井眼轨迹控制技术显现出其较为个性化的方面，全面掌握其个性所在，渗透于关键技术的应用之中，如优化剖面设计 、综合钻具应用 以及着陆控制 、水平控制等 。总之，全面的认识与分析对于实际工作的积极作用毋庸置疑。 参考文献： 【1】崔海林; 曹树生; 杨春旭; 唐洪林; 孙连坡 DP19小井眼欠平衡水平井井眼轨迹控制技术石油钻采工艺2021-05-15期刊 【2】邓钧耀; 鲜保安 水平连通井关键技术及在三交地区的应用2021年煤层气学术研讨会论文集2021-09-19中国会议 【3】韩来聚; 牛洪波; 窦玉玲 胜利低渗油田长水平段水平井钻井关键技术石油钻探技术2021-05-25期刊