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定向井轨道设计浅析

1常规定向井轨道设计

垂深3000m以内,水平位移不超过1000m的定向井,一般称为常规定向井,这种类型的井是最为常见的,它可以设计的轨道有很多,但要注意造斜点的选择及井斜角大小的控制。造斜点应选在比较稳定的地层,避免在岩石破碎带、漏失地层、流砂层等容易坍塌及复杂地层定向。常规定向井轨道设计的余地较大,但最好把井斜角控制在合适的范围之内。除此之外,在轨迹设计时还应该考虑井身结构、采油泵下深、井眼曲率的选择等问题。

2大位移井轨道设计

通常认为现在钻井技术中难度最大的是大位移井,一个好的轨道设计对减少施工难度会有很大帮助。国外在大位移井中推荐悬链曲线(悬链曲线:由圆在一直线上滚动时圆上一点的运动轨迹形成。)轨道。最新的理论研究表明,较低的造斜率(小于3°/30m)、高稳斜角是大位移井的趋势。

3水平井轨道设计(水平井轨道的基本形状有两类)

单增轨道,一般采用固定的井眼曲率,井眼曲率范围在3°/30m-6°/30m。井眼曲率小于3°/30m会导致造斜井段太长,不利于井眼轨道控制,大于6°/30m,钻杆将会对套管或者井眼产生偏磨,会磨损套管或对井壁造成伤害。双增轨道,由于双增轨道几乎都是在地质目标不确定的条件下使用,在进行轨道设计时,第一次造斜时,应使稳斜段有较大的井斜角。如图1所示,如果在钻井前,地质没有确定此油层,轨道2采用高稳斜角,相比采用低稳斜角的轨道1,轨道2在油层内井段更长,录井时更容易发现这一油层,同时高稳斜角轨道发现油气显示,可以迅速进行二次造斜,在很短的进尺内进入水平段。如图2所示,轨道1从发现油气层到进入水平段需要更长的进尺,所以轨道1的水平段就不能在油层内钻进,而轨道2采用高稳斜角轨道,在不出油层的情况下就能进行水平段的钻进。通过两种轨道的比较,双增轨道设计时,要采用较高的稳斜角。

4结语

4.1要根据地层情况、井身结构、完井要求、采油要求等进行轨道设计。

4.2轨道设计要贴近现场实际情况,应该根据造斜工具的造斜能力、造斜点的深度、施工难度等确定合理的井眼曲率和井斜角。

4.3在地质目标不确定的条件下,双增轨道应采用高稳斜角。

作者:王立辉 单位:天津大港油田石油工程研究院


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