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《水平井井眼軌跡控制技術(shù) 》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、水平井井眼軌跡控制技術(shù) 無(wú)論是定向井,還是水平井,控制井眼軌跡的最終目的都是要按設(shè)計(jì)要求中靶。但因水平井的井身剖面特點(diǎn)、目的層靶區(qū)的要求等與普通定向井和多目標(biāo)井不同,在井眼軌跡控制方面具有許多與定向井、多目標(biāo)井不同的新概念,需要建立一套新的概念和理論體系來(lái)作為水平井井眼軌跡控制的理論依據(jù)和指導(dǎo)思想。 在長(zhǎng)、中半徑水平井的井眼軌跡控制模式的形成和驗(yàn)證過(guò)程中,針對(duì)不斷出現(xiàn)的軌跡控制問(wèn)題,建立了適應(yīng)于水平井軌跡控制特點(diǎn)的幾個(gè)新概念?! ∫?、水平井的中靶概念 地質(zhì)給出的水平井靶區(qū)通常是一個(gè)在目的層內(nèi)以設(shè)計(jì)的水平井眼軌道為軸線的柱狀靶,其橫截面多為矩形或圓??梢园堰@個(gè)柱狀靶看成是由無(wú)
2、數(shù)個(gè)相互平行的法面平面組成,因此,控制水平井井眼軌跡中靶,與普通定向井、多目標(biāo)井是個(gè)截然不同的新概念,主要體現(xiàn)是: 井眼軌跡中靶時(shí)進(jìn)入的平面是一個(gè)法平面(也稱(chēng)目標(biāo)窗口),但中靶的靶區(qū)不是一個(gè)平面,而是一個(gè)柱狀體,因此,不僅要求實(shí)鉆軌跡點(diǎn)在窗口平面的設(shè)計(jì)范圍內(nèi),而且要求點(diǎn)的矢量方向符合設(shè)計(jì),使實(shí)鉆軌跡點(diǎn)在進(jìn)入目標(biāo)窗口平面后的每一個(gè)點(diǎn)都處于靶柱所限制的范圍內(nèi)。也就是說(shuō),控制水平井井眼軌跡中靶的要素是實(shí)鉆軌跡在靶柱內(nèi)的每一點(diǎn)的位置要到位(即入靶點(diǎn)的井斜角、方位角、垂深和位移在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)),也就是我們所講 的矢量中靶?! 《?、水平井增斜井段井眼軌跡控制的特點(diǎn)及影響因素 對(duì)一口
3、實(shí)鉆水平井,從造斜點(diǎn)到目的層入靶點(diǎn)的設(shè)計(jì)垂深增量和水平位移增量是一定的,如果實(shí)鉆軌跡點(diǎn)的位置和矢量方向偏離設(shè)計(jì)軌道,勢(shì)必改變待鉆井眼的垂深增量和位移增量的關(guān)系,也直接影響到待鉆井眼軌跡的中靶精度。 水平井鉆井工程設(shè)計(jì)中所給定的鉆具組合是在一定的理論計(jì)算和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出的,隨著理性認(rèn)識(shí)的深化和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié),設(shè)計(jì)的鉆具組合鉆出實(shí)際井眼軌跡與設(shè)計(jì)軌道曲線的符合程度會(huì)不斷提高。但是,由于井下條件的復(fù)雜性和多變性,這個(gè)符合程度總是相對(duì)的。實(shí)鉆井眼軌跡點(diǎn)的位置相對(duì)于設(shè)計(jì)軌道曲線總是會(huì)提前、或適中、或滯后,點(diǎn)的井斜角大小也可能是超前、適中或滯后。 實(shí)鉆軌跡點(diǎn)的位置和點(diǎn)的井斜角大小對(duì)待鉆井眼軌
4、跡中靶的影響規(guī)律是: ?、賹?shí)鉆軌跡點(diǎn)的位置超前,相當(dāng)于縮短了靶前位移。此時(shí)若井斜角偏大,會(huì)使穩(wěn)斜鉆至目的層所產(chǎn)生的位移接近甚至超過(guò)目標(biāo)窗口平面的位置,必將延遲入靶,且往往在窗口處脫靶?! 、谲壽E點(diǎn)位置適中,若此時(shí)井斜角大小也適中,是實(shí)鉆軌跡與設(shè)計(jì)軌道符合的理想狀態(tài)。但若井斜角大小超前過(guò)多,往往需要加長(zhǎng)穩(wěn)斜段,可能造成延遲入靶,或在窗口處脫靶?! 、圮壽E點(diǎn)的位置滯后,相當(dāng)于加長(zhǎng)靶前位移。此時(shí)若井斜角偏低,就需要提高造斜率以改變待鉆井眼垂深和位移增量之間的關(guān)系,往往要采用較高的造斜率而提前入靶?! ?shí)踐表明,控制軌跡點(diǎn)的位置接近或少量滯后于設(shè)計(jì)軌道,并保持合適的井斜角,有利于井眼軌跡的控制。
5、點(diǎn)的井斜角偏大可能導(dǎo)致脫靶或入靶前所需要的造斜率偏高。實(shí)際上,水平井造斜段井眼軌跡控制也是軌跡點(diǎn)的位置和矢量方向的綜合控制,這對(duì)于沒(méi)有設(shè)計(jì)穩(wěn)斜調(diào)整段的井身剖面更是如此?! ≡趯?shí)際井眼軌跡控制過(guò)程中,我們根據(jù)造斜段井眼軌跡控制的新概念和實(shí)鉆軌跡點(diǎn)的位置、點(diǎn)的井斜角大小對(duì)待鉆井眼軌跡中靶的影響規(guī)律,將造斜井段井眼軌跡的控制程度限定在有利于入靶點(diǎn)矢量中靶的范圍內(nèi)。也就是說(shuō),在軌跡預(yù)測(cè)計(jì)算結(jié)果表明有余地、并有后備工具條件時(shí),應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮動(dòng)力鉆具的一次造斜能力,以提高工作效率,減少起下鉆次數(shù)。三、井身剖面的特點(diǎn)及廣義調(diào)整井段的概念 根據(jù)長(zhǎng)、中半徑水平井常用井身剖面曲線的特點(diǎn),剖面類(lèi)型大致可分
6、為單圓弧增斜剖面、具有穩(wěn)斜調(diào)整段的剖面和多段增斜剖面(或分段造斜剖面)幾種類(lèi)型,不同的剖面類(lèi)型在軌跡控制上有不同的特點(diǎn),待鉆井眼軌跡的預(yù)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)方法也有所不同?! ?一)水平井常用井身剖面曲線的特點(diǎn) 1、單圓弧增斜剖面 單圓弧增斜剖面是最簡(jiǎn)單的剖面,它從造斜點(diǎn)開(kāi)始,以不變的造斜率鉆達(dá)目標(biāo),勝利油田的樊13-平1井采用了這種剖面。這種剖面要求靶區(qū)范圍足夠?qū)?,以滿足鉆具造斜率偏差的要求,除非能夠準(zhǔn)確地控制鉆具的造斜性能,否則需要花較大的工作量隨時(shí)調(diào)整和控制造斜率,因而一般很少采用這種剖面?! ?、具有切線調(diào)整段的剖面 具有切線調(diào)整段的剖面,它又可分為: (1)單曲率—切線剖面:具
7、有造斜率相等的兩個(gè)造斜段,中間以穩(wěn)斜段調(diào)整?! 。?)變曲率—切線剖面:由兩個(gè)(或兩個(gè)以上)造斜率不相等的造斜段組成,中間用一個(gè)(或一個(gè)以上)穩(wěn)斜段來(lái)調(diào)整。如永35—平1井、草20—平1井、草20—平2井等就屬于這種剖面?! ∵@是最常用的剖面類(lèi)型,因?yàn)槎鄶?shù)造斜鉆具的造斜特性不可能保持非常穩(wěn)定,常常產(chǎn)生一定程度的偏差,這就需要在造斜井段之間增加一斜直井段來(lái)調(diào)節(jié)補(bǔ)償這種偏差。單曲率—切線剖面后一段的造斜率可以在鉆第一造斜段的過(guò)程中比較精