【正文】 鉆井與完井新技術(shù) 專題三 — 特殊井鉆井、完井技術(shù) （水平井、大位移井、分支井、小井眼） 水平井鉆井完井技術(shù) 定向井 、 大斜度井 、 水平井就鉆井工藝而言應(yīng)屬于同一范疇 ， 即都是從一定的軌道 （ 井斜角 、 方位角 ） 定向擊中設(shè)計目標(biāo) （ 靶區(qū) ） 。 不同點為水平井是指井斜達到 90?后水平鉆井延伸一段水平距離 ， 一般將井斜角在 60?~85?的定向井定義為大斜度井 ， 井斜角達到 90?的井定義為水平井 。 水平井鉆井完井技術(shù) 水平井鉆井 、 完井主要以提高油氣產(chǎn)量和提高油氣采收率為目標(biāo) ， 也是當(dāng)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) ， 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 。 水平井技術(shù)具有以下優(yōu)勢： ① 在裂縫油氣藏中鉆水平井可以提高裂縫的鉆遇率 ， 從而獲得高于直井?dāng)?shù)倍的產(chǎn)能； 水平井鉆井完井技術(shù) ② 在有底水 、 氣頂?shù)挠筒刂秀@水平井可降低水氣的錐進速度 ， 延長油井的無水采油期 ， 可以合理地利用油層的能量 ，提高油井產(chǎn)量和油藏采收率； ③ 在天然氣氣藏中鉆水平井 ， 對低滲透氣藏可增加泄氣面積 ， 從而減少生產(chǎn)井?dāng)?shù)；對高滲透氣藏可以減少紊流影響 ，進一步提高氣藏產(chǎn)能； 水平井鉆井完井技術(shù) ④ 鉆水平井作為注入井 ， 在注水 、 注氣 、 混相驅(qū)和聚合物驅(qū)中可以提高波及體積及驅(qū)油效率； ⑤ 在薄油藏 、 低壓低滲透油藏中鉆水平井 ， 可增加井眼與油層的接觸面積 ， 明顯提高油產(chǎn)量和采收率 。 水平井鉆井完井技術(shù) 水平井按曲率半徑可分成三種類型： ① 長曲率半徑水平井 曲率半徑 R=300~600m， 曲率 K=1?~2?/10m。 見 圖 1。 ② 中曲率半徑水平井 曲率半徑 R100m， 曲率 ， 見 圖 2。 ③ 小曲率半徑水平井 曲率半徑 R=5~10m， 曲率 ， 見 圖 3。 mK 106 ??mK?10~4?水平井鉆井完井技術(shù) 水平井剖面一般采用圓弧型剖面 （ 單圓弧 、 雙圓弧 ） 和“ 增 穩(wěn) 增 ” 的井身剖面 。 對中 、 長半徑水平井 ， 目前多采用“ 直 增 穩(wěn) 增 平 ” 井身剖面 ， 并且兩個增斜段都是園弧形 。見 圖 4。 “ 增 穩(wěn) 增 ” 的井身剖面具有以下優(yōu)點： ① 圓弧形造斜率恒定 ， 有利于軌道控制； 水平井鉆井完井技術(shù) ② 剖面設(shè)計和計算都十分方便； ③ 由于工具造斜能力和油層位置的不確定性 ， 兩個增斜段之間的穩(wěn)斜段 ， 可以補償上述兩個不確定因素對井眼軌道的影響 。 水平井鉆井完井技術(shù) ① 選在地層穩(wěn)定 、 且適合造斜的層段； ② 減小起下鉆摩擦阻力和摩擦扭矩 ， 造斜點應(yīng)選擇深些 ； ③ 造斜點選擇有利于安全著陸 ， 造斜點太深會引起脫靶 。 水平井鉆井完井技術(shù) 水平井軌道設(shè)計包括兩部分內(nèi)容： 靶區(qū)設(shè)計； 軌道設(shè)計 。 (1).靶區(qū)設(shè)計 靶區(qū)設(shè)計的主要任務(wù)是確定水平段的井眼方向和水平段控制體的位置 、 形狀和尺寸 。 靶區(qū)設(shè)計的依據(jù)： ① 油藏類型； 水平井鉆井完井技術(shù) ② 油藏構(gòu)造特征； 如對東加里曼丹所鉆的 50口水平井評估 ， 認為對有氣頂和底水的薄油藏 ， 在靶區(qū)設(shè)計時應(yīng)考慮： 1).當(dāng)著陸點太靠近油氣界面時 ， 由于氣頂降壓而導(dǎo)致采收率降低； 2).但當(dāng)著陸點太低 ， 會出現(xiàn)底水錐進； 3).只有當(dāng)著陸點接近油層中上部位置時 ， 獲得了好的開采量 。 因此 ， 靶區(qū)設(shè)計中 ， 著陸點及控制體位置 、 形狀 、 尺寸對水平井開采效益是非常重要的 。 水平井鉆井完井技術(shù) (2). 軌道設(shè)計 下面簡要介紹 “ 直 增 穩(wěn) 增 平 ” 剖面設(shè)計的思路 。 如圖6所示 。 剖面上的幾個基本特征點 a、 b、 c、 T。 a、 T的坐標(biāo)位置是已知的 ， 而未知的 b點位置取決于第一增斜段的最大井斜角 αw， 未知的 c點取決于 b點的位置及第一增斜段的長度 bc。 因此這種剖面設(shè)計主要解決的問題在于求 αw 、 bc。 在 圖 6的 Δbcf中： (1) bfcftgw ??水平井鉆井完井技術(shù) 由圖 6所示的幾何關(guān)系可得到： (2) (3) 或 (4) 其中： oooooowARRAHHatg????? 2222222 ooow RAHL ????wowow aAaHL s i nc o s ???212121c osc oss i ns i nRRRaRaRDAaRaRDHofiHotivo????????水平井鉆井完井技術(shù) 算出 aw和 ?Lw后 ， 便可進行井身軌跡設(shè)計計算了 。 式中： ?Lw—— 穩(wěn)斜段長度 ， m； (3). 設(shè)計舉例 某儲層的油層傾角 ?=3?、 下傾方位角 ?=60?， 要求水平段的井眼方向與油層下傾方向的偏離角 ?=15?。 預(yù)計在兩個增斜井段上所用工具的最小造斜率分別為 ?/30m和 9?/30m， 設(shè)計造斜率分別為 4?/30m和 10/30?m。 若目標(biāo)點垂深 HT=500m，水平井段的控制體參數(shù) ?=0?， ?LH=300m， H1=8m， H2=12m。假設(shè)采用斜井鉆機 ， 其初始井斜角 ai=30?， 試設(shè)計該水平井軌道 。 水平井鉆井完井技術(shù) ① 確定水平井段的井眼方向 ② 確定造斜點位置 R1=5400/（ 4） = 3（ m） R2=5400/（ 10） =（ m） ? ? ? ?? ? ? ? ? ????????? o s o s3s i nc o s11????????SG Nc t gc t ga f?? ? ? ?? ? ? ?mRmRnn21??????水平井鉆井完井技術(shù) ? ?mh o s2 i n8 ???? ? ?? ???? 7 2 0 o s3002 8121 0 2 112 ??? ??? ?tga? ?mH b 40c o s2 12,0c o s2 8m i n ??????? ??? ???