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类型在轨迹控制上有不同的特点,待钻井眼轨迹的预测和现场设计方法也有所不同。
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、 水平井常用井身剖面曲线的特点

       

① 单圆弧增斜剖面

    单圆弧增斜剖面是最简单的剖面,它从造斜点开始,以不变的造斜率钻达目标,胜利

 

油田的樊 13-   

平 1 井采用了这种剖面。这种剖面要求靶区范围足够宽,以满足钻具造

斜率偏差的要求,除非能够准确地控制钻具的造斜性能,否则需要花较大的工作量随时
调整和控制造斜率,因而一般很少采用这种剖面。
       

② 具有切线调整段的剖面

    具有切线调整段的剖面,它又可分为:

    (a)

单曲率 切线剖面:具有造斜率相等的两个造斜段,中间以稳斜段调整。

    (b)

变曲率 切线剖面:由两个(或两个以上)造斜率不相等的造斜段组成,中间

用一个(或一个以上)稳斜段来调整。如永 35—  

平 1 

 

井、草 20—  

平 1 

 

井、草 20—平 

2 井等就属于这种剖面。

    这是最常用的剖面类型,因为多数造斜钻具的造斜特性不可能保持非常稳定,常常产

生一定程度的偏差,这就需要在造斜井段之间增加一斜直井段来调节补偿这种偏差。单

曲率 切线剖面后一段的造斜率可以在钻第一造斜段的过程中比较精确地预测出来,然
后及时计算修改稳斜段的长度,以补偿第一段造斜率与设计的偏差,使井眼轨迹准确地

钻达目标点的垂深。
       

③ 多造斜率剖面

    多造斜率剖面(或分段造斜剖面),造斜曲线由两个以上不同造斜率的造斜段组成,

是一种比较复杂的井身剖面。

 

在水平 4 井攻关和试验过程中,我们根据胜利油田地质地层特点,采用了三段增

斜方法设计水平井井眼轨道,在实钻过程中可以充分发挥动力钻具和转盘钻具各自的优

势,提高钻井速度。将常规设计的稳斜井段改为第二增斜段,通过调整该段的造斜率和
段长,同样可以弥补钻具造斜能力的偏差,而且还可以实现用一套钻具组合完成第一造

斜段的通井和第二造斜段的钻进,并减少了起下钻次数。转盘增斜钻具组合与稳斜的刚
性钻具组合比较,其刚性小,摩阻力小,不易出新井眼,有利于井下安全。采用转盘钻

具钻进可以使用较大的钻压以提高机械钻速,缩短钻井周期。
    2  

、 广义的调整井段概念

    据国外水平井资料介绍,在多数水平井设计中习惯采用具有稳斜调整段的剖面,用稳

斜段作为轨迹控制的调整井段。通过实践我们认识到,水平井的调整井段还有更为广泛

的含义。
    首先,我们知道,目的层入靶点位置的准确性和目的层厚度是影响水平井中靶的重要

因素之一。如何利用稳斜调整井段来提高中靶精度,对目的层是薄产层的水平井尤为重
要。由于在井斜角较大时,增斜率的偏差主要影响水平位移,而对垂深的影响很小,可

以在大井斜角度下提高垂深的精度。因此,在入靶前的大井斜角井段增加一稳斜调整段,
既可调整垂深精度,又有助于及时辨别地质标准层,以便及时准确地确定目的层入靶点

的相对位置。
    其次,由于目前的硬件条件不十分完善,在钻中半径水平井的两趟动力钻具组合井段

之间选择一调整井段,采用柔性的转盘增斜钻具组合来钻进,不仅可以钻出较小的造斜
率井段以缓解第一和第三段造斜率,满足对井眼轨迹控制的需要,而且对改变井眼的清

洁状况、防止出新眼都具有十分重要的作用。
    因此,调整井段的广义概念不仅是调整井眼轨迹,同时可以调整钻井过程中井眼的清

洁净化状况;不仅调整井眼轨迹的中靶精度,还可根据地质要求及时调整目的层入靶点
的相对位置;不仅可以是稳斜井段,还可以是适当造斜率的增斜井段。
    

四 、 水 平 井 待 钻 井 眼 轨 迹 的 现 场 设 计 预 测 模 式

    在水平井井眼轨迹的控制过程中,由于地质因素、钻具的造斜能力、钻井参数等发生

变化,往往使实际的造斜率与设计或理论造斜率不同,或者由于地质设计目的层发生变

化等,这都需要根据实钻情况在现场随时预测待钻井眼的钻进趋势,及时调整和修改设
计方案,采取相应措施。
    现场待钻井眼的设计和预测,在不同的条件和具有不同的中靶要求下具有不同的计算

模式,但水平井待钻井眼轨迹设计和预测的目的都是要计算在一定前提条件下钻至入靶

窗口时的垂深、投影位移、井斜角和井斜方位角是否合符要求(也即控制实钻轨迹点的
位置和矢量方向在设计精度范围内中靶)。
    对设计的二维剖面水平井,控制井眼轨迹的中心任务是控制其造斜率 Kα(也即控制

 

剖面曲率半径 Rv),中半径水平井更是如此。在这类水平井中虽然控制方位变化率也

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