畢業(yè)論文-塔河油田井眼軌道優(yōu)化設(shè)計方法研究.doc

學(xué)校代碼：11414學(xué) 號：S060020334中國石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文（申請工學(xué)碩士學(xué)位）塔河油田水平井鉆井井眼軌道優(yōu)化設(shè)計研究學(xué)科專業(yè)： 油氣井工程 研究方向： 井下系統(tǒng)、信息與控制學(xué) 生： 指導(dǎo)教師：入學(xué)日期：2006年9月 論文完成日期：2009年4月目 錄目 錄2摘 要3第1章 前言41.1 研究背景41.2 研究目的和意義81.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀101.4 研究內(nèi)容13第2章 水平井軌道優(yōu)化設(shè)計模型142.2 定向井軌道優(yōu)化設(shè)計模型152.3 塔河油田水平井鉆井軌道設(shè)計及實鉆情況182.4 塔河油田水平井軌道優(yōu)化設(shè)計模型推導(dǎo)22第3章 塔河油田水平井軌道優(yōu)化基本約束條件確定283.1 造斜點范圍的確定283.2 穩(wěn)斜角范圍的確定303.3 調(diào)整段長度范圍的確定333.4 井眼曲率范圍的確定34第4章 塔河油田動力鉆具造斜率預(yù)測研究374.1 螺桿鉆具幾何造斜率計算方法384.2 螺桿鉆具造斜能力影響因素分析404.3 幾何造斜率計算方法在塔河油田的應(yīng)用444.4 鉆具造斜率正交分析預(yù)測方法47第5章 塔河油田水平井軌道優(yōu)化實例設(shè)計與分析585.1 AT1-10H井簡況585.2 約束條件確定585.3 AT1-10H井軌道優(yōu)化設(shè)計模型建立及求解59第6章 總結(jié)63參考文獻(xiàn)64摘 要水平井鉆井技術(shù)近年來在塔河油田應(yīng)用非常廣泛。它解決了直井中存在的諸多問題,對增加井筒泄油面積,延緩底水追進,提高產(chǎn)能,大幅度地提高整個油田的開發(fā)綜合效益具有巨大的推動作用。但在鉆井施工過程中，出現(xiàn)了摩阻扭矩大，鉆壓傳遞困難等一系列軌跡控制難點，亟待解決。本文針對塔河油田水平井鉆井施工中遇到的技術(shù)難點，從井眼軌道設(shè)計的角度出發(fā)開展研究，根據(jù)井眼軌道優(yōu)化理論推導(dǎo)了塔河油田軌道優(yōu)化設(shè)計模型，并結(jié)合對各個關(guān)鍵參數(shù)的約束條件的研究，重點分析塔河油田螺桿鉆具造斜能力影響因素及計算方法，從而優(yōu)化設(shè)計水平井軌道，進一步完善水平井鉆井工藝。首先針對單增、雙增、三增剖面分別推導(dǎo)得出了適合塔河油田的水平井軌道優(yōu)化設(shè)計模型，模型符合塔河油田水平井鉆井軌道設(shè)計特點，可以從各個關(guān)鍵參數(shù)范圍內(nèi)優(yōu)化設(shè)計軌道，彌補了常規(guī)的試算設(shè)計方法的不足。然后密切結(jié)合塔河油田施工實際情況，確定了造斜點深度、穩(wěn)斜角、調(diào)整段長度、造斜率等約束條件的取值范圍，以便進一步進行定量計算；并且深入分析塔河油田螺桿鉆具造斜能力影響因素，通過鉆井?dāng)?shù)據(jù)得到地層對應(yīng)的修正系數(shù)，能夠準(zhǔn)確預(yù)測螺桿鉆具組合在不同區(qū)塊地層的實際造斜率。采用正交分析方法，進一步回歸得到造斜率預(yù)測模型，模型經(jīng)過方差分析檢驗，具有很強的顯著性，能夠用于預(yù)測螺桿鉆具造斜率。最后，針對AT1-10H井，建立了該井的水平井軌道優(yōu)化設(shè)計模型，確定相應(yīng)的約束條件，采用合理算法進行了計算，獲得的優(yōu)化設(shè)計結(jié)果符合施工實際需要，并實現(xiàn)了優(yōu)化目標(biāo)。第1章 前言1.1 研究背景目前國際上水平井鉆井技術(shù)已日臻成熟和完善。鉆井成本大幅下降，已鉆成多樣的水平井，成為高效開發(fā)油氣藏的主要手段。水平井技術(shù)于20世紀(jì)20年代提出，40年代付諸實施，80年代相繼在美國、加拿大、法國等國家得到廣泛工業(yè)化應(yīng)用，并由此形成一股研究、應(yīng)用水平井技術(shù)的高潮。 當(dāng)今，水平井鉆井技術(shù)已日趨完善，由單個水平井向整體井組開發(fā)轉(zhuǎn)變，并以此為基礎(chǔ)發(fā)展了水平井各項配套技術(shù)，與欠平衡等鉆井技術(shù)、多分支等完井技術(shù)相結(jié)合，形成了多樣化的水平井技術(shù)。（1）石油行業(yè)對鉆井技術(shù)低成本、低污染、精確軌跡、高產(chǎn)量的技術(shù)需求，促使水平井?dāng)?shù)量逐年增長。近年來，水平井鉆完井總數(shù)幾乎成指數(shù)增長，全世界的水平井井?dāng)?shù)為4.5萬口左右，主要分布在美國、加拿大、俄羅斯等69個國家，其中美國和加拿大占88.4%。近年美國水平井應(yīng)用比例在6%以上，加拿大應(yīng)用比例在10%以上。 53%用于裂縫性油藏的開發(fā)，33%用于底水或氣頂油藏的開發(fā)。我國是繼美國和前蘇聯(lián)之后，第三個鉆水平井的國家。國內(nèi)水平井鉆井最早出現(xiàn)于1957年，1965-1966年在四川鉆成2口水平井即巴-24和磨-3井,之后處于停滯狀態(tài)。直到80年代末期，“石油水平井鉆井成套技術(shù)”90年列入國家“八五”重大科技攻關(guān)項目。6個油田5所院校的762名科技人員參加攻關(guān)，歷經(jīng)4年在10個油田鉆成長、中、短半徑水平井50余口，涉及8種以上油氣藏。有35口水平井與臨近直井或定向井原油產(chǎn)量比值為3-6。目前，水平井鉆井技術(shù)日益受到重視，在多個油田得以迅速發(fā)展，其油藏有低壓低滲砂巖油藏、稠油油藏、火山噴發(fā)巖油藏、不整合屋脊式砂巖油藏等多種類型。（2）石油剩余資源和低滲、超薄、稠油和超稠油等特殊經(jīng)濟邊際油藏開發(fā)的低本高效，是水平井技術(shù)發(fā)展的直接動力。目前，國外水平井鉆井成本已降至直井的1.5至2倍，甚至有的水平井成本只是直井的1.2倍，而水平井產(chǎn)量是直井的4至8倍。國內(nèi)塔中4、塔中16油田水平井鉆井成本為同區(qū)直井的2倍多，大港油田水平井投資平均為直井的2.3倍。近年來，隨著技術(shù)的成熟和鉆井?dāng)?shù)量的增加，國內(nèi)的水平井鉆完井成本呈降低趨勢。（3）有效提高采收率，助推難采難動用儲量升級，使水平井技術(shù)成為各類油氣藏轉(zhuǎn)換開發(fā)方式的有效手段。最初，水平井主要用于開發(fā)低滲透裂縫性地層橫穿裂縫和氣頂、底水油藏減緩氣水推進。近年來，隨著鉆井技術(shù)進步和鉆井成本的不斷降低，應(yīng)用范圍不斷擴大。如今，水平井技術(shù)已作為常規(guī)鉆井技術(shù)應(yīng)用于裂縫性碳酸鹽巖、頁巖、砂巖地層，有效開發(fā)枯竭油藏、致密氣藏等所有類型的油藏。水平井技術(shù)也出現(xiàn)了一些應(yīng)用新趨勢：水平井作為注入井，提高產(chǎn)量；分支水平井開采多個產(chǎn)層；開采老油田剩余油；多目標(biāo)開發(fā)產(chǎn)層；開采氣藏或疏松砂巖油藏；水平井資料用于油藏描述；薄層油藏、注水剖面修正、持續(xù)增產(chǎn)。（4）鉆井技術(shù)向自動化、智能化、輕便化和經(jīng)濟化發(fā)展，帶動水平井技術(shù)形成了一整套個性突出的技術(shù)系列。目前，國外水平井鉆井技術(shù)已發(fā)展成為一項常規(guī)技術(shù)，無論大、中、短曲率半徑水平井，其井身質(zhì)量、鉆速、鉆時、鉆井成本、綜合效益都可以得到保證。就總體而言，目前國外水平井鉆井技術(shù)的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計、鉆具配置、鉆頭、井下動力鉆具、軌跡控制、隨鉆測試、泥漿技術(shù)等都有了很大程度的提高，大大降低了水平井的技術(shù)風(fēng)險。20世紀(jì)90年代以來，鉆井技術(shù)逐步細(xì)化為具有代表意義的水平井、多分支水平井、大位移井、深井鉆井、連續(xù)管鉆井等鉆井技術(shù)，并相繼開發(fā)了許多新工具、新裝備，增加和完善了鉆井測試和控制手段、過程分析和控制軟件。21世紀(jì)的水平井鉆井技術(shù)發(fā)展具有以下特征。a.技術(shù)、設(shè)備、工藝發(fā)展多樣化。在多學(xué)科交叉的影響下，研究開發(fā)了大位移鉆井技術(shù)、側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)、分支井技術(shù)、徑向水平井技術(shù)、欠平衡鉆井技術(shù)、連續(xù)油管技術(shù)；研制了技術(shù)含量高的MWD、LWD等隨鉆測量設(shè)備。鉆井井眼在水平方向上的位移已經(jīng)突破1萬米，使以前無法開發(fā)利用的復(fù)雜油氣藏和老油田不可開采的剩余儲量得到開發(fā)，油氣采收率顯著提高，開發(fā)成本進一步降低。新鉆井技術(shù)的特點不僅體現(xiàn)在鉆井工藝技術(shù)的多樣性，還體現(xiàn)在井身結(jié)構(gòu)、下部鉆具、測試工具的尺寸及功能上，多樣化的趨勢非常明顯。這種多樣化增強了鉆井技術(shù)在不同條件、不同環(huán)境中的適應(yīng)能力。b.工具和作業(yè)集成化、自動化、智能化。當(dāng)前的導(dǎo)向鉆具、測試工具和作業(yè)控制都日趨智能化，系統(tǒng)中單一工具的智能化正促進全系統(tǒng)的智能化。導(dǎo)向鉆井技術(shù)從初級導(dǎo)向鉆井、地面人工控制的導(dǎo)向鉆井逐漸發(fā)展到全自動的井下閉環(huán)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井。近年來，地面自動控制的導(dǎo)向鉆井工具，隨鉆地層評價測試系統(tǒng)的開發(fā)成功，更體現(xiàn)了工具和作業(yè)智能化的趨勢。智能化鉆井系統(tǒng)是自動化鉆井的核心，是多種高新技術(shù)和產(chǎn)品的進一步研究和開發(fā)，其微型化的發(fā)展趨勢，可望在21世紀(jì)前半葉實現(xiàn)。c.鉆井信息數(shù)字化。隨著鉆井過程中工具位置、狀態(tài)、流體水力參數(shù)、地層特征參數(shù)的實時測試、傳輸、分析和控制指令的反饋、執(zhí)行再修正、鉆井信息日益數(shù)字化，越來越脫離了人的經(jīng)驗性影響和控制，鉆進過程逐步變成一個可用數(shù)字描述的確定性過程。當(dāng)前出現(xiàn)和正在發(fā)展的三維成像技術(shù)就是鉆井信息數(shù)字化的一個典型例證。國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和地區(qū)局域網(wǎng)絡(luò)接起來，實時的井場數(shù)據(jù)能遠(yuǎn)程送達(dá)后方鉆井、地質(zhì)、油藏與管理部門并且實現(xiàn)雙向通訊，及時獲得后方技術(shù)指導(dǎo)與支持，準(zhǔn)確、優(yōu)質(zhì)、高效、安全地鉆井。d.專業(yè)分工與作業(yè)合作化。自水平井技術(shù)獲得進展以來，出現(xiàn)了明顯的專業(yè)分工和作業(yè)中的合作，現(xiàn)在這種趨勢更加明顯。測試工具開發(fā)和應(yīng)用，多分支井完井管柱系統(tǒng)開發(fā)，都體現(xiàn)了專業(yè)服務(wù)公司和作業(yè)者之間的專業(yè)分工和作業(yè)合作趨勢。這種趨勢有利于新技術(shù)、新工藝的研究和應(yīng)用?？偟膩碚f，21世紀(jì)水平井鉆井技術(shù)發(fā)展的趨勢是向自動化、智能化、輕便化和經(jīng)濟化方向發(fā)展。 1.2 研究目的和意義水平井鉆井技術(shù)是20世紀(jì)80年代國際石油界迅速發(fā)展并日臻完善的一項綜合性配套技術(shù)，它包括水平井油藏工程和優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，水平井井眼軌跡控制技術(shù)，水平井鉆井液與油層保護技術(shù)，水平井測井技術(shù)和完井技術(shù)等一系列技術(shù)，綜合了多學(xué)科的一些先進技術(shù)成果。由于水平井主要是以提高油氣產(chǎn)量或提高油氣采收率為根本目標(biāo)，已經(jīng)投產(chǎn)的水平井絕大多數(shù)帶來了十分巨大的經(jīng)濟效益，因此水平井技術(shù)被譽為石油工業(yè)發(fā)展過程中的一項重大突破。水平井設(shè)計是水平井鉆井成套技術(shù)中的首要環(huán)節(jié)。水平井設(shè)計工作的優(yōu)劣，決定著水平井能否順利地進行鉆井施工，乃至能否取得預(yù)期的經(jīng)濟效益，因此必須引起足夠的重視。水平井的井眼軌道設(shè)計是井眼軌跡控制的基礎(chǔ)和依據(jù)。作為水平井鉆井工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，水平井井眼軌道優(yōu)化設(shè)計是一個典型的多學(xué)科交叉的研究課題，涉及到諸多學(xué)科領(lǐng)域，盡管井眼軌道優(yōu)化設(shè)計研究已有很長的歷史，但由于問題的復(fù)雜性，尤其是有關(guān)的理論和技術(shù)仍不完善，所以亟需結(jié)合生產(chǎn)實際進一步開展理論方面的研究。塔河油田位于塔里木盆地北部，地處戈壁灘，油氣藏類型多，油藏超深（大于5000 m）。奧陶系碳酸鹽巖油藏為塔河油田主力油藏，分布較廣，以灰?guī)r為主，儲層非均質(zhì)極強，裂縫、溶洞發(fā)育，儲量的動用難度大，油氣層厚度較薄，埋藏在5600 m以下，井底溫度在110 以上；志留系、石炭系卡拉沙依組和白堊系碎屑巖油藏砂體?。ㄐ∮?5 m）；三疊系厚層砂巖油藏構(gòu)造幅度低，以細(xì)砂巖為主、夾部分泥巖，埋深約4200m-4600m，底水或邊水活躍。在這種特殊的地理及地質(zhì)條件下，“少井高產(chǎn)”是油田開發(fā)必須遵循的開發(fā)原則。因此，水平井鉆井技術(shù)近幾年在塔河油田得以廣泛應(yīng)用,特別是2005年水平井鉆井技術(shù)在9 區(qū)得到了非常廣泛的應(yīng)用。而08年度塔河油田在十二個主力區(qū)塊及艾丁、巴楚等區(qū)塊共部署水平井、側(cè)鉆水平井近60口，用于開發(fā)三疊系、石炭系、奧陶系油藏（以老井側(cè)鉆為主）。水平井解決了塔河油田直井中存在的諸多問題,對增加井筒泄油面積,延緩底水追進,提高產(chǎn)能,大幅度地提高整個油田的開發(fā)綜合效益具有巨大的推動作用。水平井鉆井技術(shù)在塔河油田得以廣泛應(yīng)用的同時，在井眼軌道優(yōu)化設(shè)計和井眼軌跡控制方面存在的一些難點急需解決。其中，塔河油田中長半徑水平井鉆井技術(shù)的難點主要表現(xiàn)為：（1）井深，裸眼井段長，鉆進中摩阻和扭矩大，易發(fā)生井下復(fù)雜事故；（2）碎屑巖地層為砂泥巖互層，砂巖和泥巖地層造斜差異大，增加了鉆具優(yōu)選和軌跡控制難度；（3）在大斜度段和水平段的鉆進中，鉆屑易沉降在井眼的底邊，形成巖屑床，增加鉆具摩阻、扭矩，增大了阻、卡風(fēng)險；（4）靶窗小，中靶精度要求高，軌跡控制難度大。塔河油田側(cè)鉆短半徑水平井鉆井技術(shù)的難點主要表現(xiàn)為：（1）原直井油層上部177.8 mm技術(shù)尾管均下入在奧陶系下統(tǒng)頂界位置，造斜點垂深與靶點垂深之間高度只有5080 m左右，靶前位移小，造斜井段短，造斜率高，井底溫度達(dá)130 ，螺桿鉆具造斜規(guī)律不易掌握，軌跡控制難度大；（2）由于井眼曲率變化大，動力鉆具在井眼中受彎曲應(yīng)力影響，易發(fā)生鉆具脫落、折斷等鉆具事故；（3）井深、井眼曲率大，加之奧陶系灰?guī)r地層基質(zhì)滲透率極低，難以形成潤滑性能好的高質(zhì)量泥餅，鉆柱與井壁之間摩阻大，造斜段與水平段鉆井中，滑動鉆進鉆壓傳遞困難；（4）造斜段井眼曲率大，水平段延伸鉆進中由于摩阻等因素影響，施加鉆壓困難。因此，針對塔河油田水平井鉆井施工中遇到的技術(shù)難點，從井眼軌道優(yōu)化設(shè)計的角度出發(fā)開展研究，探索解決這些難點的方法，具有十分重要的意義。1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀伴隨水平井鉆井技術(shù)的發(fā)展，定向井尤其是水平井的井眼軌道設(shè)計一直是一個重要的研究內(nèi)容。國際國內(nèi)專家學(xué)者在這個問題上做了大量研究，取得了許多寶貴的成果。自50年代初，Lubinski A的開創(chuàng)性工作以來井眼軌道理論一直是鉆井工程中的一項核心技術(shù)。美國Lubinski A從定量分析直井中的鉆柱屈曲問題開始 ，研究了底層各向異性鉆井理論，分析了地層造斜特性、鉆壓、鉆速之間的關(guān)系，奠定了井眼軌跡控制理論的理論基礎(chǔ)。接著他與Woods先生合作，首次以定量關(guān)系發(fā)表了地層的各向異性鉆井理論，并結(jié)合鉆柱力學(xué)分析實現(xiàn)了對“平衡井斜角”的定量計算。Shell公司的研究人員，在 Lubinski A研究的基礎(chǔ)上，也對井斜控制問題進行過許多研究。Murphy分析了光鉆鋌鉆具組合的兩維受力和變形，導(dǎo)出了預(yù)測這種簡單鉆具組合造斜率的計算模式。Bradley從鉆柱力學(xué)、鉆頭結(jié)構(gòu)特性及地層特性等方面進行了系統(tǒng)論述，試圖幫助鉆井工作者較全面地認(rèn)識影響井斜的重要因素。當(dāng)然，其研究還僅限于兩維分析。Walker首先應(yīng)用最小勢能原理對常規(guī)底部鉆具組合進行了兩維分析，繼而與Friedman合作建立了鉆柱靜力小變形的三維控制方程，并應(yīng)用變分法在計算機上對控制方程進行了近似求解。他對影響井斜變化和方位漂移的因素進行了概括性論述。Walker的主要貢獻(xiàn)是在鉆柱力學(xué)的研究方面。Tulsa大學(xué)的博士生和碩士生首次把有限元方法用于定向井的底部鉆具組合，分析了斜直井中的底部鉆具組合，并用罰函數(shù)方法確定井眼的邊界，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展到彎曲井眼中的BHA三維分析。美國Amoco公司的Brett等人利用實驗結(jié)果，建立了一個井斜角預(yù)測模型，但沒有考慮底層各向異性的影響。Callas等人對底部鉆具組合進行了兩維分析，并采用平衡曲率法定量預(yù)測井眼軌跡。他們還提出鉆頭彎曲矩理論以表達(dá)地層因素對井斜的影響。1997年，M. W. Helmy 等人建立了定向井軌跡設(shè)計的優(yōu)化模型，優(yōu)化變量包括造斜點、增(降)斜率、井斜角、套管下入深度等，利用該模型可以設(shè)計出曲線段更短、曲率更小的 S 型定向井軌跡。1998 年，P.V.R.Suryanarayana 等人全面考慮了影響軌跡設(shè)計的因素，并針對具體問題采用修正擬線性化法與序列梯度存儲算法進行求解。 上個世紀(jì) 60 年代初期，鄭基英教授曾推導(dǎo)了彎接頭裝置角的部分計算公式，在 70 年代提出了井身軌跡計算的圓柱螺線法（也叫曲率半徑法）和校正平軍角法，在我國的井眼軌道設(shè)計理論研究方面做了開創(chuàng)性的工作。白家祉教授論述了定向鉆井中井身隨鉆修正設(shè)計的性質(zhì), 并提出了兩種設(shè)計方案, 均以斜平面法為理論基礎(chǔ)；在定向井剖面設(shè)計方面，韓志勇推導(dǎo)了一系列解析法公式，又與寧秀旭一起提出了三維定向井的設(shè)計方法和計算公式，為使用計算機進行定向井井身設(shè)計提供了條件。1986 年，劉福齊提出“弦步法”進行井身軌跡計算，也有獨到之處。高德利教授在井眼軌跡控制理論研究方面，取得了不少創(chuàng)造性科研成果，總結(jié)了影響井斜的各種因素，建立了鉆頭與正交各向異性地層相互作用的新模型，提出了定向井井眼軌跡預(yù)測和控制的新方法，建立了先進的鄰井距離掃描計算模型。1995年，魯港首先將設(shè)計變量(井斜角、井斜方位角、井段長、井段曲率等)作為優(yōu)化變量，把井深作為優(yōu)化目標(biāo)，對二維多靶定向井軌跡設(shè)計問題提出了最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。1997年，劉修善根據(jù)方位漂移的基本特征，提出了三維定向井設(shè)計的新方法，該方法可以確定出定向方位等參數(shù)，并給出漂移軌道的實際描述，從而為鉆井實踐提供真正意義上的理論指導(dǎo)；邱國虎等建立了一種無約束下的待鉆井眼軌跡最優(yōu)化設(shè)計方法, 由于它屬于無約束的最優(yōu)化方法, 設(shè)計出來的井眼軌跡確為一條較為優(yōu)化的井眼軌跡, 但其軌跡參數(shù)可能超出了實際情況, 從而使得設(shè)計軌跡無效。2000年，張焱首次將待鉆井眼軌跡最優(yōu)化設(shè)計問題歸結(jié)為非線性不等式約束條件下線性目標(biāo)函數(shù)的非線性規(guī)劃問題，完善了上述方法。 江勝宗在博士論文將井段類型作為優(yōu)化變量之一，建立了含有離散變量的三維井身軌跡的約束最優(yōu)化模型，并討論了算法的收斂性。 近年來, 人們試圖將最優(yōu)化理論引入定向井、水平井的井眼軌道設(shè)計之中, 并取得了一定成果。M.W. Helmy 等人提出了多約束條件下設(shè)計定向井軌道的數(shù)學(xué)模型, 并用SUMT方法進行了求解；與此同時, 江勝宗等人建立了側(cè)鉆水平井的軌道優(yōu)化設(shè)計與非線性規(guī)劃模型, 并在10多口井中進行了應(yīng)用。1.4 研究內(nèi)容本文針對塔河油田水平井鉆井施工中遇到的技術(shù)難點，從井眼軌道設(shè)計的角度出發(fā)開展研究，根據(jù)井眼軌道優(yōu)化理論建立塔河油田軌道優(yōu)化設(shè)計模型，結(jié)合對各個關(guān)鍵參數(shù)的約束條件的研究，重點分析塔河油田螺桿鉆具造斜能力影響因素及計算方法，從而優(yōu)化設(shè)計水平井軌道，進一步完善水平井鉆井工藝。主要研究內(nèi)容如下：1.研究總結(jié)塔河油田水平井鉆井軌道設(shè)計特點和經(jīng)驗，確定關(guān)鍵施工參數(shù)的約束條件，在此基礎(chǔ)上建立適合塔河油田的水平井軌道優(yōu)化設(shè)計模型；2研究軌道優(yōu)化模型約束條件，在塔河油田施工實際的基礎(chǔ)上，分析造斜點深度、穩(wěn)斜角、造斜率等關(guān)鍵參數(shù)，確定基本的約束條件范圍取值；3.針對水平井鉆井中動力鉆具造斜率這一關(guān)鍵約束條件，深入研究塔河油田螺桿鉆具造斜能力的影響規(guī)律及計算方法，預(yù)測螺桿鉆具在不同地層中的實鉆造斜率，為軌道優(yōu)化設(shè)計提供精確數(shù)據(jù)支持。4.分析塔河油田已鉆水平井軌道設(shè)計及實鉆情況，采用合理的優(yōu)化計算方法對設(shè)計軌道進行優(yōu)化。第2章 水平井軌道優(yōu)化設(shè)計模型水平井井眼軌道設(shè)計是水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù)之一, 直接影響水平井的經(jīng)濟效益及成敗。水平井軌道的優(yōu)化設(shè)計不只是簡單的幾何問題，必須綜合考慮油藏、鉆井、采油的具體條件, 涉及流體力學(xué)、滲流力學(xué)、巖石力學(xué)、管柱力學(xué)等多學(xué)科。其目的就是能夠優(yōu)質(zhì)、快速、低成本地完成鉆井作業(yè), 并且能最大限度地提高水平井產(chǎn)能。在滿足鉆井工程要求的前提下，盡可能選用形狀簡單、易于施工的井身剖面，優(yōu)化設(shè)計軌道，減少井眼軌跡控制的難度和工作量，從而實現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、快速、低耗鉆井。目前關(guān)于井眼軌道設(shè)計的方法很多,發(fā)表的文章和專著也不少,涉及到二維和三維的設(shè)計方法,覆蓋到各種井型(水平井、定向井、大位移井、側(cè)鉆水平井等) 和各種曲率半徑(大曲率半徑、中曲率半徑、短曲率半徑和超短曲率半徑) 。但是它們都有一個共同的特點：設(shè)計出來的軌道能夠滿足現(xiàn)場施工的要求,卻不能肯定它是一條可行的最優(yōu)軌道。劉修善教授認(rèn)為，最優(yōu)井眼軌道預(yù)測模型應(yīng)該滿足如下要求：（1）有利于使鉆柱和套管在井眼內(nèi)居中，從而可以降低摩阻、提高固井質(zhì)量；（2）井眼曲率變化平緩且數(shù)值較小，有利于減少出現(xiàn)鍵槽的幾率和鉆柱的疲勞破壞；（3）符合鉆井工藝技術(shù)要求，便于施工，有利于提高鉆井速度。張焱等學(xué)者認(rèn)為所謂最優(yōu)軌道有以下三個含義:(1) 設(shè)計軌道必須滿足現(xiàn)場施工條件的限制；(2) 設(shè)計軌道應(yīng)當(dāng)是滿足各種設(shè)計要求下的最短軌道；(3) 設(shè)計軌道的鉆柱扭矩和摩阻力應(yīng)當(dāng)相對最小?？傊?，現(xiàn)有軌道設(shè)計方法一般是以反復(fù)試算為基礎(chǔ),它們依賴于設(shè)計者的經(jīng)驗,具有隨意性和經(jīng)驗依賴性。實現(xiàn)井眼軌道的最優(yōu)化設(shè)計與常規(guī)方法有本質(zhì)的不同，可以最大程度地避免主觀因素導(dǎo)致的問題，從而提高設(shè)計的精度和質(zhì)量。因此研究水平井軌道優(yōu)化設(shè)計的方法，實現(xiàn)軌道優(yōu)化設(shè)計，彌補傳統(tǒng)試算設(shè)計方法的不足，具有重要的研究意義。2.2 定向井軌道優(yōu)化設(shè)計模型常規(guī)的雙增型剖面軌道設(shè)計一般采用以下步驟:(1) 假設(shè)第一、第二造斜點的位置,第一、第二造斜率的大小,計算能否設(shè)計出一條軌道達(dá)到靶點；(2) 如果不能設(shè)計出一條滿足要求的軌道,則改變造斜點位置、造斜率大小的假設(shè),重復(fù)計算,重復(fù)改變各種假設(shè),直到設(shè)計出一條能達(dá)到靶點的軌道來。對于該設(shè)計思路,反復(fù)試算是它的最大特點,當(dāng)然設(shè)計出來的軌道肯定是一條可行的軌道方案,但不能確信它是否為最優(yōu)的軌道,因為它可能是最優(yōu)軌道,也可能不是最優(yōu)軌道。據(jù)此考慮建立對該剖面設(shè)計的優(yōu)化模型。從圖2-1中得到雙增型剖面具有以下特征:六個關(guān)鍵點、六個關(guān)鍵參數(shù)和八個約束條件。六個關(guān)鍵點為:井口位置；第一造斜點位置；第一造斜末點位置；第二造斜點位置；第二造斜末點位置；靶點。六個關(guān)鍵參數(shù)為:第一造斜點垂深；第一造斜率大?。坏谝环€(wěn)斜角大??；第二造斜點垂深；第二造斜率大??；第二穩(wěn)斜角大小。圖2-1 雙弧軌道剖面示意圖八個約束條件為: 實際第一造斜率必須小于現(xiàn)場工具的最大造斜能力；第一造斜點位置必須在比較穩(wěn)定的適合于造斜的地層層位；第一造斜末點位置必須在地質(zhì)條件適合于下中間套管的層位；第一穩(wěn)斜角必須小于地層允許的最大井斜角；實際第二造斜率必須小于現(xiàn)場工具的最大造斜能力；第二造斜點位置也必須在適合于造斜的地層層位；第二造斜末點位置必須位于地質(zhì)條件適合于下第二中間套管的層位；第二穩(wěn)斜角必須在地層允許和設(shè)計要求的井斜角大小范圍以內(nèi)。假設(shè)第一造斜點垂深為Dk ,造斜率為K1，第二造斜點垂深為Dd，第二造斜率為K2，水平位移為S，靶點垂深為D，則第一造斜半徑為: （2-1）第二造斜半徑為: （2-2） 井深為： （2-3） 根據(jù)以上各關(guān)鍵點、關(guān)鍵參數(shù)和各種約束條件的要求,可以得到以下的數(shù)學(xué)方程: （2-4）式中: Dbmin為下入第一中間套管垂深上極限；Dbmax為下入第一中間套管垂深下極限；Dddmin為下入第二中間套管垂深上極限；Dddmax為下入第二中間套管垂深下極限；Dkmin為適合于第一造斜的地層垂深上極限；Dkmax為適合于第一造斜的地層垂深下極限；Ddmin為適合于第二造斜的地層垂深上極限；Ddmax為適合于第二造斜的地層垂深下極限；1為第一穩(wěn)斜角；2為第二穩(wěn)斜角。式(2-4)就是雙增型剖面軌道最優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型,應(yīng)用最優(yōu)化理論求解上式,即可得到在滿足工程設(shè)計要求下各種參數(shù)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)的最優(yōu)軌道。2.3 塔河油田水平井鉆井軌道設(shè)計及實鉆情況塔河油田08年水平井鉆井軌道一般都是二維設(shè)計,既設(shè)計軌道由通過水平段所在的鉛垂平面內(nèi)的曲線或曲、直線段組合而成。剖面類型主要以“直增平”，“直增穩(wěn)增平”等常用剖面為主。下表為塔河油田08年水平井剖面類型及參數(shù)統(tǒng)計表。表2-1 完鉆水平井剖面類型(1)井號剖面類型實際井深造斜點(m)設(shè)計造斜率實際造斜率AT1-12H直增穩(wěn)增平4770.843830.368.59BK4H直增穩(wěn)增平5158.2145307.86.46BK5H直增穩(wěn)增平5030.4845538.48.1DK26H直增穩(wěn)增平472541007.55.77DK27H直增穩(wěn)增平47703350720.2YK14H直增穩(wěn)增平5892.9450759.1478.76TK937H直增穩(wěn)增平50794303.6687.3TK131H直增平4948.1543708.78861TK133H直增平498042265.27TK938H直增平491344018.68.75TK1226H直增平6370585328.2129.43表2-2 完鉆水平井剖面類型(2)井號設(shè)計井深實際井深造斜點(m)靶前位移 水平段長水平位移AT1-12H4757.724770.843830.36569.22160.84730.01BK4H5255.945158.214530298.85205.21504.04BK5H5201.995030.484553354.44104.464589DK26H4729.9647254100299.93151.09451.02DK27H4750.3547703350大斜度定向井YK14H58995892.945075200500.18700.18TK131H4937.764948.154370222.71250472.74TK133H4891.1649804226350200550TK937H505850794303.66327.95301618.85TK938H4915.1649134401207.1196.35403.45TK1226H6462.446370585398.32422.02519.58注：上表中DK27H設(shè)計為水平井，施工調(diào)整為大斜度定向井水平井的井身剖面可根據(jù)實際需要設(shè)計成多種不同類型，但實際上在塔河油田應(yīng)用最多的、最具有代表性的有三種類型，即單增剖面、雙增剖面和三增剖面。2.3.1 單增剖面水平井單增剖面又稱“直-增-平”剖面（如表），它由直井段、增斜段、水平段組成，其突出特點就是用一種造斜率使井身由0造至最大井斜角h（90），這種剖面類型適用于目的層頂界與工具造斜率都十分確定條件下的水平井剖面設(shè)計。TK131H，TK133H，TK938H等采用了該剖面類型設(shè)計，在塔河油田2008年在鉆及完鉆水平井中應(yīng)用較少。表2-3 直增平剖面統(tǒng)計表井號實際井深造斜點井斜實際造斜率靶前位移 水平段長水平位移TK131H4948.1543709068.61350200550TK133H4980422690.25.27327.95301618.85TK938H4913440191.698.75207.1196.35403.45TK1226H6370585392.329.4398.32422.02519.582.3.2 雙增剖面水平井雙增剖面又稱“直-增-穩(wěn)-增-平”剖面，它由直井段、第一增斜段、穩(wěn)斜段、第二增斜段和水平段組成，它的突出特點是兩增斜段之間有一段較短的穩(wěn)斜調(diào)整段，以調(diào)整由于工具造斜率的誤差造成的軌道偏離。這種剖面類型適用于目的層頂界確定而工具造斜率不十分確定的情況。在塔河油田已完井中，應(yīng)用該剖面類型的有BK4H、BK5H、AT1-12H、YK14H、DK26H，TK937H等井（見表）。表2-4 直增穩(wěn)增平剖面統(tǒng)計表井號實際井深造斜點井斜實際造斜率靶前位移 水平段長水平位移AT1-12H4770.843830.3689.59569.22160.84730.01BK4H5158.21453091.126.46298.85205.21504.04BK5H5030.48455389.88.1354.44104.46458.9DK26H4725410091.155.77299.93151.09451.02YK14H5892.94507592.838.76200500.18700.18TK937H50794303.6690.027.3222.71250472.742.3.3 三增剖面水平井三增剖面又稱“直-增-增-增-平”剖面，由直井段、第一增斜段、第二增斜段、第三增斜段和水平段組成。它的特點是三個增斜段選用不同的造斜率逐步造至最大井斜角（90），可以根據(jù)實鉆造斜情況調(diào)整各段造斜率使軌道進入準(zhǔn)確靶區(qū)。這種剖面適用于薄油層水平井設(shè)計，在塔河油田三疊系水平井中應(yīng)用較廣泛，如TK936H即設(shè)計為該種剖面。表2-5 TK936H井身剖面參數(shù)井深 m井斜 方位 垂深 m水平位移 m南北 m東西 m狗腿度/30m靶點0.000.000.000.000.000.000.000.004380.840.0078.004380.840.000.000.000.004530.8439.9978.004518.9650.2610.4549.168.004538.7740.7878.004525.0055.3911.5254.183.004702.8090.0078.004591.20200.0041.57195.639.00A4902.8090.0078.004591.20400.0083.16391.260.00B圖2-2 TK936H井設(shè)計剖面圖剖面設(shè)計是井眼軌道控制的基礎(chǔ)和依據(jù),評價一個剖面設(shè)計的優(yōu)劣,可以看它是否接近實鉆軌道和是否降低施工中軌道控制的難度。下圖為BK4H實鉆軌道與設(shè)計軌道的對比圖。圖2-3 BK4CH實鉆軌跡與設(shè)計軌道對比圖可以看出，由于軌道設(shè)計合理，施工中采用了理想的鉆具組合并能及時調(diào)整軌跡，實鉆軌跡與設(shè)計軌道十分吻合，保證了井眼質(zhì)量。2.4 塔河油田水平井軌道優(yōu)化設(shè)計模型推導(dǎo)依據(jù)塔河油田已鉆井資料和現(xiàn)場工藝要求以及多年的研究成果，結(jié)合非線性約束最優(yōu)化理論，以軌道長度為優(yōu)化目標(biāo)，建立能滿足各種約束條件下的水平井軌道優(yōu)化模型，。模型中，剖面類型主要有三種：直-增-平、直-增-穩(wěn)-增-平、直-增-穩(wěn)-增-穩(wěn)-增-平。（1）“直-增-平”剖面水平井軌道優(yōu)化模型：圖2-12“直-增-平”剖面水平井軌道示意圖建立軌道優(yōu)化模型如下：優(yōu)化目標(biāo)：軌道最短造斜率約束： 造斜點約束： 靶前距與垂深： 中靶要求： （2）“直-增-調(diào)-增-平”剖面軌道優(yōu)化模型圖2-13 “直-增-調(diào)-增-平”剖面水平井軌道示意圖優(yōu)化目標(biāo)：軌道最短角度約束: 造斜率約束: 造斜點約束: 等式關(guān)系： 中靶要求: （3）“直-增-增-增-平” 剖面軌道優(yōu)化模型圖2-13 “直-增-穩(wěn)-增-穩(wěn)-增-平”剖面水平井軌道示意圖優(yōu)化目標(biāo)：軌道最短穩(wěn)斜角約束： 造斜率約束： 造斜點約束： 等式關(guān)系： 中靶要求： 符號說明： -井口坐標(biāo)；-靶點坐標(biāo)；-井深，m；-造斜點垂深，m，i=1，2，3；，-造斜點上下限，m，i=1，2，3；-穩(wěn)斜段穩(wěn)斜角，i=1，2；，-穩(wěn)斜段穩(wěn)斜角上下限，i=1，2；-造斜率，/30m，i=1，2，3；-造斜率上限，/30m，i=1，2，3； -穩(wěn)斜段長度，m， i=1，2；第3章 塔河油田水平井軌道優(yōu)化基本約束條件確定水平井軌道優(yōu)化設(shè)計的基本模型建立之后，約束條件的確定成為重要的問題。由軌道優(yōu)化設(shè)計模型可以看出，最優(yōu)軌道的約束條件主要有造斜點深度、穩(wěn)斜角、調(diào)整段長度、造斜率等參數(shù)，且這些約束條件對地域具有極強的敏感性。因此，需要結(jié)合塔河油田實際設(shè)計及施工經(jīng)驗，確定這些基本約束條件的取值范圍，從而精確地約束模型，實現(xiàn)最優(yōu)軌道設(shè)計。3.1 造斜點范圍的確定造斜點處的地層要有利于造斜，應(yīng)該是硬度適中、無坍塌、無縮徑，并要避開高壓、易漏等復(fù)雜情況的地層。造斜點位置的高低取決于最大井斜角和井眼曲率的大小。最大井斜角和井眼曲率越小，則造斜點越高；反之，則造斜點越低。在目標(biāo)點的設(shè)計垂深和位移一定的情況下，造斜點太高或者太低都不好，實際上存在著一個可使鉆井難度最小的最合理的造斜點位置。下表3-1是統(tǒng)計得到的塔河油田AT1區(qū)塊和9區(qū)水平井軌道設(shè)計中包含造斜點深度、造斜點所在層位、剖面類型等信息。表3-1 AT1和TK9第一造斜點的確定井號剖面類型造斜點深(m)造斜點層位TK919H直增穩(wěn)增穩(wěn)4440哈拉哈塘組砂巖段TK921H直增穩(wěn)增穩(wěn)4366哈拉哈塘組泥巖段TK922H直增增增穩(wěn)4350侏羅系下統(tǒng)TK923H直增增增穩(wěn)4320.26侏羅系下統(tǒng)TK924H直增增增穩(wěn)4310侏羅系下統(tǒng)TK925H直增增增穩(wěn)4309.96侏羅系下統(tǒng)TK926H直增增增穩(wěn)4348.2侏羅系下統(tǒng)TK927H直增增增穩(wěn)4365.34哈拉哈塘組泥巖段TK928H直增增增穩(wěn)4360哈拉哈塘組泥巖段TK929H直增增增穩(wěn)4363.71哈拉哈塘組巖段TK930H直增增增穩(wěn)4260卡普沙良群亞格列木組TK931H直增增增穩(wěn)4339.5侏羅系下統(tǒng)TK932H直增穩(wěn)4413哈拉哈塘組泥巖段TK933H直增增增穩(wěn)4418.16哈拉哈塘組泥巖段AT1-1H直增穩(wěn)增穩(wěn)3952卡普沙良群AT1-2H直增增增穩(wěn)3980侏羅系下統(tǒng)AT1-3H直增增增穩(wěn)3953.5卡普沙良群AT1-4H直增增增穩(wěn)4006.5哈拉哈塘組泥巖段AT1-6H直增增增穩(wěn)4015.5哈拉哈塘組泥巖段AT1-7H直增-穩(wěn)3942.65卡普沙良群AT1-8H直增增增穩(wěn)3987侏羅系下統(tǒng)AT1-9H直增增增穩(wěn)3971侏羅系下統(tǒng)下圖3-1為AT1區(qū)塊和9區(qū)水平井造斜點所在地層的分布情況。圖3-1 造斜點地層分布情況由上面圖表可以得知，AT1區(qū)塊和9區(qū)水平井造斜點的選取集中在侏羅系下統(tǒng)J1及其上部地層白堊系下統(tǒng)卡普沙良群，下部地層三疊系上統(tǒng)哈拉哈塘組，該層位巖性為紅棕色細(xì)砂巖、灰白色礫質(zhì)粗砂巖夾棕褐、灰色泥巖，頂部為棕褐色泥巖。該層位硬度適中，井壁穩(wěn)定性好，井徑擴大率在3%左右，無縮徑，適合在該處造斜。9區(qū)第一造斜點垂深大約在4350米左右，AT1區(qū)塊第一造斜點垂深大約在3950米。3.2 穩(wěn)斜角范圍的確定文中穩(wěn)斜角，特指第一段造斜段末點井斜角也即調(diào)整段井斜角。通過分析總結(jié)，塔河油田目前設(shè)計水平井中95%以上的地質(zhì)設(shè)計避水程度都在80%以上，為了能順利的著陸A點，在縱向靶窗窄小的條件下，必須保證較高的穩(wěn)斜角。這樣雖然會增加水平位移，但是節(jié)省了垂直位移消耗，在精確中靶的情況下，能保證滿足避水要求。圖3-2 垂深、水平位移增量與井斜角關(guān)系圖3-3 井斜角對軌跡控制的影響如上圖所示：當(dāng)在井斜角4590之間鉆進時，水平位移的增量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于垂直位移的增量，即如果穩(wěn)斜角在4590之間，那么在縱向靶窗窄小和避水的約束下，能以較少的垂直位移消耗實現(xiàn)精確中靶。因此，在第一段造斜結(jié)束后，為了能在后續(xù)造斜段以較小的井斜變化量和曲率進行造斜，穩(wěn)斜角最好大于45。 從井斜角與井眼清潔的關(guān)系分析穩(wěn)斜角大小的選取，如圖所示，根據(jù)常規(guī)攜巖分析，結(jié)合塔河油田實際情況，對攜巖效果分析如下：圖3-4 井斜角與巖屑床厚度關(guān)系井斜角在3060之間井段的攜巖效果最差，是攜巖的關(guān)鍵井斜角范圍。從攜巖的角度講，該井斜角范圍出現(xiàn)的井段段長越短，越有利于井眼的清潔。由于第一造斜段造斜率比較高，如果該井斜角范圍出現(xiàn)在該井段，則其所跨段長較短，有利于攜巖；反之，如果該井斜角范圍出現(xiàn)在造斜率較平緩的后續(xù)造斜段，則不利于攜巖；如果該井斜角范圍出現(xiàn)在調(diào)整段，合理的調(diào)整段長度將對攜巖產(chǎn)生重要影響。故第一次造斜后，穩(wěn)斜角最好控制在30到60之間，從而減少攜巖難度高的井段段長，降低施工難度。從實際施工來看，在井斜角大于50以前，鉆具造斜率隨著井斜角的增加而增大。但當(dāng)井斜角在7090區(qū)間時，造斜率隨井斜增加而增加的速度放緩，如下表所示。表3-2 1單彎螺桿造斜率工具類型井段（m）井斜角（）造斜率()/30m1單彎4481.94511.70.552.652.111單彎4558.174577.599.8313.876.241單彎4760479460.670.068.341單彎48484860.276.479.19.61從表中看出，當(dāng)井斜從平均2增加到12，平均每度井斜造斜率增加0.4/30m；當(dāng)井斜從平均12增加到65，平均每度井斜造斜率增加0.04/30m；當(dāng)井斜從平均65增加到78時，平均每度井斜造斜率僅增加0.023/30m。該規(guī)律對不同的鉆具組合普遍存在。因此，為了保證高精度中靶，在入靶前增斜段井斜角變化量應(yīng)該在7090之間。綜上所述，從軌跡控制和井筒攜巖的角度考慮，塔河油田水平井施工軌道設(shè)計中，穩(wěn)斜角范圍應(yīng)在45-60之間。3.3 調(diào)整段長度范圍的確定在塔河油田水平井大斜度段施工中，由于地層因素影響工具造斜能力不穩(wěn)，因而實際井眼軌跡與設(shè)計軌道相比不是超前，就是滯后。當(dāng)不能忽略地層、以及井眼曲率等對鉆具造斜率的影響時，塔河油田水平井鉆井施工中，采用分次定向技術(shù)來補償該方面的誤差，實現(xiàn)井眼軌跡的合理控制。分次定向軌跡控制技術(shù)即是采用滑動鉆進和復(fù)合鉆進交替進行控制水平井軌跡的技術(shù)。采用比設(shè)計造斜率高15%至20%造斜工具進行定向造斜，根據(jù)待鉆井眼預(yù)測設(shè)計，適時采用復(fù)合鉆進，消耗垂深，以調(diào)整剖面，鉆至一定深度時再定向增斜鉆進。這樣可以大幅度地減小鉆具組合，縮短鉆井時間。塔河油田采用較大彎角的單彎殼體螺桿鉆具（一般為1.5），理論造斜率可以達(dá)到11/30m。 為了保證分次定向技術(shù)的順利開展，必須保證足夠的調(diào)整段長度，進而保證在第二段造斜時小的井眼曲率，為高精度中靶提供了良好的井眼準(zhǔn)備。通過對比分析目前采用的鉆具組合以及軌道的特點，同時為了滿足后續(xù)井段的造斜鉆進， AT1和9區(qū)的調(diào)整段最好控制在40到150米。圖3-5 9區(qū)和 AT1區(qū)塊中間段調(diào)整段長度3.4 井眼曲率范圍的確定井眼曲率的選擇是一個極其重要的問題。原則上，井眼曲率應(yīng)盡可能地減小。一般來說，井眼曲率小，則管柱在井眼內(nèi)的摩阻扭矩就小，與此有關(guān)的井下復(fù)雜情況和鉆柱事故（例如鍵槽卡鉆）也就少，但這只是問題的一方面。另一方面，井眼曲率也不能太小。對于普通定向井來說，在設(shè)計目標(biāo)點的垂深、位移和造斜點不變的條件下，井眼曲率越小，造斜井段就越長，全井井眼長度就越大，這就多打了進尺；但井眼曲率小，則穩(wěn)斜段長度相對較短，會導(dǎo)致軌跡調(diào)整的回旋余地變小，所以井眼曲率不能太小。對于水平井來說，在設(shè)計目標(biāo)段的井斜角和垂深一定的情況下，如果井眼曲率較小，則造斜點就高，靶前位移相對較大，全井傾斜和彎曲井段很長，其結(jié)果是不僅多打了進尺，而且摩阻扭矩很高，起下鉆很困難，井下復(fù)雜情況和事故頻繁。而對于曲率較大的中半徑水平井來說，靶前位移小，全井傾斜和彎曲井段較短，既少打了進尺，而且摩阻扭矩較小，鉆井難度反而減小了。可見，井眼曲率的選擇要從減小全井鉆井難度來考慮。另外，井眼曲率還要受限于井內(nèi)管柱因素。下表為塔河油田9區(qū)和AT1區(qū)塊已鉆井的軌道設(shè)計參數(shù)，以及靶點垂深、靶前位移等基本參數(shù)。表3-2 9區(qū)與AT1區(qū)水平井軌道參數(shù)表井號造斜點深(m)靶點垂深（m）垂 差（m）最小造斜率/30m設(shè)計造斜率/30m靶前位移(m)TK919H44404611.78171.7810.01 10.5250TK921H436646102447.04 7.5250TK922H43504597.5247.56.94 8250TK923H4320.264586265.746.47 10300TK924H43104594.5284.56.04 6.5270TK925H4309.964592.68282.726.08 7.5300TK926H4348.2459824