側(cè)鉆井井眼控制

1、側(cè)鉆井井眼控制第1頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一“增增”型式 曲率1為“增增”型式，適用于目的層上翹的側(cè)鉆水平井；1第2頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一“增降”型式 曲率2為“增降”型式，適用于目的層下傾的側(cè)鉆水平井；2第3頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一曲率3和曲率4 曲率3為“增穩(wěn)增”型式，曲率4為“單增”型式，是常用的側(cè)鉆水平井方式。曲率上中的穩(wěn)斜段即為初始切線段，目的在于補(bǔ)償造斜率的不確定性。但是對(duì)于巖性一致和地層傾角易預(yù)測(cè)的正在開(kāi)發(fā)的地區(qū)就無(wú)須在在設(shè)計(jì)中考慮，而采用曲率4的單增型式。這是因?yàn)椴迦氤跏记芯€段它需要

2、兩次額外的起下鉆和一個(gè)非常短的工作井段，已失去原有的效益，而且還會(huì)使螺桿鉆具或其他井下鉆具產(chǎn)生不必要的應(yīng)力。34R1R2R第4頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一 在側(cè)鉆水平井曲率類(lèi)型確定后，特別是選用曲率3和4時(shí)，由于從垂直段到水平段（甚至從45到水平）定向控制的必要性，所以下切線段一般應(yīng)在鉆井設(shè)計(jì)中加以考慮。即鉆水平段之前，應(yīng)在曲率半徑的下部先鉆一平穩(wěn)的造斜段，使井下鉆具組合在旋轉(zhuǎn)前退出狗腿度比較嚴(yán)重的井段，以減小交變應(yīng)力和沖擊力的作用。造斜段底部切線長(zhǎng)度的增加也為操作者在鉆進(jìn)中提供了“安全余量”。第5頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一曲率的確定

3、在造斜點(diǎn)確定的基礎(chǔ)上，為了使曲率與造斜點(diǎn)相適應(yīng)，以準(zhǔn)確地到達(dá)靶區(qū)位置，因此對(duì)造斜率就有一個(gè)限制，這是設(shè)計(jì)時(shí)必須注意的問(wèn)題，造斜率一般應(yīng)在（1020 ）/30m范圍內(nèi)。根據(jù)國(guó)外有關(guān)資料介紹，推薦的最理想的造斜率為17 /30m，這時(shí)摩擦最小，鉆桿應(yīng)力不大，鉆柱不易疲勞。第6頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一曲率（井眼）軌跡的修正 為了保證側(cè)鉆水平井井眼軌跡，同時(shí)考慮側(cè)鉆水平井曲率半徑范圍，受造斜率（625 ）/30m的局限，在作水平井側(cè)鉆時(shí)考慮半徑R70m的“增-穩(wěn)-增”曲率類(lèi)型和“單增”的形式。應(yīng)用“增-穩(wěn)-增”應(yīng)使R1=R2，這樣設(shè)計(jì)雖然難一點(diǎn)，但是鉆進(jìn)時(shí)比較方便，在鉆

4、曲線井段R1和R2時(shí)可使用同一井下動(dòng)力鉆具，鉆直線段即“穩(wěn)”斜井段時(shí)使用另一井下動(dòng)力鉆具組合。第7頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一 如果設(shè)計(jì)時(shí)考慮地層為灰?guī)rR70m，則將與動(dòng)力鉆具組合的彎接頭調(diào)整到3，這時(shí)曲率半徑可鉆成R=60m，但是砂巖、頁(yè)巖半徑最小應(yīng)為70m。地層軟、半徑必須大一些，才能保證曲率半徑不受影響，不超出設(shè)計(jì)范圍，即半徑70mR172m。第8頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一在側(cè)鉆水平井過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題井段或造斜器低，半徑比設(shè)計(jì)的短；存在的金屬損壞鉆頭，使側(cè)鉆出去的井眼增斜角度不夠；在造斜點(diǎn)有角度，由此改變整個(gè)增斜角度或增大、或減

5、?。辉煨秉c(diǎn)選錯(cuò)方向，造成在水平方向需要過(guò)大的角度才能回到目標(biāo)方向。因此，設(shè)計(jì)規(guī)定在20m每隔5m測(cè)量一次，如果井眼偏離方向，修正較容易。第9頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一調(diào)整曲率半徑的方法 當(dāng)儲(chǔ)層角度不水平，修正曲率可以正確進(jìn)入儲(chǔ)層。如果儲(chǔ)層和井眼向下傾斜，沒(méi)有必要在儲(chǔ)層頂部達(dá)到90，所以曲率將是大曲率。如果儲(chǔ)層和井眼向上傾斜，井斜角就必要超過(guò)90 ，所以達(dá)到的較大角度可能會(huì)達(dá)到110 之大，這個(gè)曲率會(huì)較大，就需要對(duì)半徑進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整半徑方法見(jiàn)圖所示。減小增加RR1234第10頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一1)為了正確到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，鉆井過(guò)程中應(yīng)

6、保證井眼軌跡靠切線段長(zhǎng)度，增加或減小切線1長(zhǎng)，曲率半徑R會(huì)隨之增大或減小，因此，增加或減小半徑R是保證井眼軌跡達(dá)到目標(biāo)的重要途徑，同時(shí)也是設(shè)計(jì)過(guò)程中調(diào)整窗口位置的方法。2）進(jìn)入目標(biāo)點(diǎn)后，當(dāng)軌跡2上傾時(shí)，靠調(diào)整工具面角鉆12m，使其軌跡回到水平段上；3）當(dāng)發(fā)現(xiàn)井眼偏離方向在3左右時(shí)，依靠調(diào)整方位來(lái)修正。減小增加R1234R第11頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一 當(dāng)然調(diào)整曲率半徑或井眼軌跡是在設(shè)計(jì)及測(cè)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。因此，設(shè)計(jì)及調(diào)整時(shí)必須注意以下問(wèn)題：1）造斜點(diǎn)（窗口）和儲(chǔ)層之間的真實(shí)垂直深度4大于半徑；2）兩段彎曲部分應(yīng)是同樣的增斜角度，即半徑R相同；3）切線（直線部分

7、）必須與兩個(gè)彎曲段相切；4）切線必須在距老井眼足夠遠(yuǎn)處開(kāi)始，以便能夠取得好的測(cè)量記錄。減小增加R1234R第12頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一井下動(dòng)力鉆具 側(cè)鉆水平井多采用帶可調(diào)彎外殼的螺桿鉆具，為了在121235m的井眼內(nèi)達(dá)到（625）/30m的造斜率，螺桿鉆具的選擇至關(guān)重要，這是因?yàn)椴捎玫木聞?dòng)力鉆具既要滿足原生產(chǎn)井在老井眼內(nèi)工具順利下入，又要能滿足造斜率的要求。一般在139.7mm的套管內(nèi)多選用89mm可調(diào)螺桿鉆具，角度在（0 2.25 )范圍內(nèi)能滿足上述要求。可調(diào)彎殼距鉆頭的距離是滿足造斜率的關(guān)鍵，其距離應(yīng)保持在11.3m范圍內(nèi)。第13頁(yè)，共16頁(yè)，2022年

8、，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一井眼軌跡的調(diào)整 一般情況下，中半徑都設(shè)計(jì)成垂深與水平位移的改變相等。但是在特定的情況下，可以通過(guò)改變直線井段的傾角，在鉆進(jìn)過(guò)程中對(duì)井眼軌跡進(jìn)行調(diào)整，見(jiàn)圖。12341，第一造斜井段；2，直線井段；3，第二造斜井段；4，水平井段；5，垂直井段5第14頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一 第一個(gè)造斜段從造斜點(diǎn)開(kāi)始，然后增斜使井斜角達(dá)到45。由于實(shí)際造斜率可能與 設(shè)計(jì)的或理論上的不同，所以鉆進(jìn)這一段對(duì)了解鉆具性能 和地層的可鉆性十分重要。 為了補(bǔ)償?shù)谝粋€(gè)造斜段中實(shí)際與設(shè)計(jì)造斜率之間的偏差，下一布就采用穩(wěn)斜鉆具完成直線井段。如果初始造斜率比預(yù)計(jì)的低，那么所設(shè)計(jì)的直線段就要縮短；如果比設(shè)計(jì)的高，直線段則較長(zhǎng)。12341，第一造斜井段；2，直線井段；3，第二造斜井段；4，水平井段；5，垂直井段5第15頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)10分，星期一 鉆完直線段后，中半徑井通常井斜角已達(dá)到4560，這時(shí)開(kāi)始下一個(gè)造斜段。當(dāng)井眼接近水平時(shí)，鉆進(jìn)一定井段垂