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条件下,如何通过调整钻具组合与钻井参数,在保证井下安全的情况下实现井眼轨迹的
有效控制。

长半径水平井使用常规定向井工具,用转盘钻方式进行增斜井段的井眼轨迹控制,通

过精心设计钻具组合,合理调整钻井参数,可以实现有控制的强增斜、微增斜以及比较稳
定的增斜率,调整钻井参数的核心是钻压。

在 Φ444.5mm 井眼中,采用 Φ228.6mm 和 Φ203.2mm 钻铤组成的增斜钻具组合,

 

能够获得 4.5°/30 m 的比较稳定的增斜率。但若用柔性更强的组合来实现更高的增斜率,
其增斜率很难控制稳定,最高增斜率曾达到 11.3°/30m,而且因转盘扭矩过大,极易
造成钻具事故。

在 Φ311 mm

 

井眼中,用转盘钻具组合能得到 6°/30m 的最高稳定增斜率。因此,在

Φ311mm 井眼中以转盘钻的方式进行长半径水平井的轨迹控制是经济可行的,而用这种
方式进行中半径水平井的轨迹控制是比较困难的。
水平井段采用何种钻井方式来进行有效的井眼轨迹控制,并能达到经济安全的目的,这
对不同长度和不同靶区类型及精度要求的水平井段有不同的选择,也是水平井井眼轨迹
控制的技术关键之一。
二、以动力钻具为主的水平井井眼轨迹控制
实践证明,中半径水平井在钻进过程中的摩阻、扭矩远比长半径水平井小,更有利于安全
钻井和钻成更长的水平井段。而且通过提高造斜率、缩短靶前位移、缩短斜井段长度,有利
于进一步缩短水平井的钻井周期,降低钻井成本,提高经济效益。使用各种弯套的动力钻
具组合可以实现高造斜率的稳定控制。
以动力钻具组合钻进为主,以转盘钻具组合进行通井、调整造斜率为辅,既可以克服动力
钻具循环排量小的不足,通过通井和大排量循环铲除岩屑床,调整动力钻具造斜率的偏
差和调整井眼垂深,又可以加大钻压钻掉可钻性差的地层,是水平井安全钻井的有效措
施。
这一钻井模式的主要内容是:
(1)直井段与转盘钻模式相同,充分利用成功的高压喷射和防斜打直技术,严格将造斜
点前的直井段井眼轨迹控制在允许范围之内,快速优质地钻完该井段。
(2)对入靶前地层较稳定的水平井,造斜段的施工以弯壳体动力钻具为主要钻进方式,
以转盘钻具组合通井铲除岩屑床和修整井眼,并完成稳斜段或造斜率较低的调整段,以
二至三套钻具组合在二至三趟钻内钻完 0~90°造斜段。
(3)对人靶前地层稳定性较差的水平井,造斜段的施工以弯套动力钻具与转盘钻具组合
相结合的钻进方式,用动力钻具在易造斜井段按设计先打出高造斜率,再用转盘钻具组
合钻掉可钻性差的井段(即后打出低造斜率)。对设计造斜率较低的疏松地层,在采用动
力钻具或转盘钻具组合时,都应当使用比正常井段造斜率高一级的钻具组合来完成。
(4)对地质设计靶区垂深误差要求在 5~10m、而平面误差大于 5m 的水平探井和水平开
发井,以转盘钻钻具组合为主要钻进方式,可采用大排量来提高携岩能力,以两套转盘
钻钻具组合用二至三趟钻钻完 500m 左右的水平井段。应备用一套 DTU 导向钻具或 1°左右
的单弯动力钻具,以弥补转盘钻钻具组合的意外失控。
(5)对地质设计靶区垂深误差要求在 5m 之内、而平面误差也小于 5m 的水平井,采用 1°
左右的单弯动力钻具或 DTU 导向钻具与转盘钻钻具组合相结合的方式钻水平段。
1、以动力钻具为主钻增斜井段的井眼轨迹控制工艺技术
采用动力钻具为主钻增斜井段能获得高造斜率,并采用有线随钻测斜仪或 MWD 无线随
钻测斜仪严格监控井眼轨迹,通过调整和控制动力钻具的工具面,可以获得较稳定的井
眼全角变化率,几乎不存在出现方位漂移的问题。因此,造斜井段井眼轨迹控制工艺技术