水平井剖面設(shè)計(第二章)(已修改)
2025-07-07 11:57 本頁面
【正文】 第二章 水平井剖面設(shè)計第一節(jié) 水平井剖面的設(shè)計內(nèi)容水平井剖面設(shè)計原則 水平井剖面的設(shè)計一般依據(jù)下面的幾點：l 根據(jù)地質(zhì)提供的入靶點止靶點三維坐標數(shù)據(jù)，計算水平段長，水平段穩(wěn)斜角及設(shè)計方位角；l 確定剖面類型，考慮是否需要第一穩(wěn)斜段，并考慮第一次增斜角的范圍；l 確定水平井鉆井方法及造斜率，選擇合適的靶前位移；l 初步計算井身剖面分段數(shù)據(jù)，根據(jù)水平井剖面設(shè)計中可供選擇的五個基本參數(shù)(即造斜點，第一穩(wěn)斜角，第一穩(wěn)斜段長度及第二造斜率)，選擇其中的任意三個，求出其它兩個參數(shù)后，再進行井身剖面分段數(shù)據(jù)計算；l 對初選剖面進行摩阻、扭矩計算分析，通過調(diào)整設(shè)計的基本參數(shù)，選取摩阻及扭矩最小的剖面；l 根據(jù)初定剖面的靶前位移及設(shè)計方位角，計算出井口坐標，并到施工現(xiàn)場落實井位；l 復測井口坐標，對設(shè)計方位角及剖面數(shù)據(jù)進行微調(diào)，完成剖面設(shè)計。水平井剖面設(shè)計的原理和方法 水平段的數(shù)據(jù)計算 假設(shè)水平段入靶點為A點，止靶點為B點，X為南北坐標（縱標)，Y為東西坐標（橫標）,A點垂深為Ha,B點垂深為Hb(以轉(zhuǎn)盤面為基準),地質(zhì)提供的三維坐標可表示為A點坐標（Xa,Yb,Ha）,B點坐標(Xb,Yb,Hb)l 水平段垂深()的計算 =Hb一Ha若0,說明水平段井斜角。油藏程—完井方法若=0,說明水平段井斜角。井身結(jié)構(gòu)—井笛剖面—鉆具組合若0,說明水平段井斜角。地面情況（鉆機）l 水平段平增(〉的計算 l 水平段井斜角的計算 l 水平段長的計算 l 設(shè)計方位角的計算 增斜段的考慮因素、設(shè)計方法、數(shù)據(jù)計算 增斜率的確定，首先應(yīng)根據(jù)油藏特性及工程地質(zhì)條件，確定水平井的類型，通常選長半徑水平井,造斜率應(yīng)小于6176。/300m；若選中半徑水平井，選斜率應(yīng)大于6176。/300m；其次，造斜率的大小要考慮現(xiàn)有造斜工具的能力，并留有適當?shù)挠嗟匾员氵M行調(diào)節(jié)；第三，造斜率的大小應(yīng)考慮地面因素的影響，當?shù)孛鏃l件決定了靶前位移較大時，則選用較低的造斜率，相反，則選用較高的造斜率；第四,在沒有其它條件限制時，在現(xiàn)有工具造斜率的范圍內(nèi)，盡可能選用較高的造斜率，根據(jù)水平井摩阻與扭矩分析計算，在長、中半徑水平井中，造斜率越高則摩阻及扭矩越小。 穩(wěn)斜段設(shè)計方法,考慮因素及數(shù)據(jù)計算l 設(shè)計穩(wěn)斜段的目的 設(shè)計穩(wěn)斜段的目的，首先是在現(xiàn)有工具造斜率不穩(wěn)定的情況下，設(shè)計穩(wěn)斜段以便用來調(diào)節(jié)井眼軌跡，若施工中第一造斜段造斜率大于設(shè)計造斜率，則可通過適當延長穩(wěn)斜段來解決，反之，若第一增斜段造斜率小于設(shè)計造斜率，則可通過適當縮短穩(wěn)斜段，增加第一增斜段長度，穩(wěn)斜段存在也能比較靈活的調(diào)整進入靶點的垂深及水平位移，同時為調(diào)整井斜角及方位角提供井段，實現(xiàn)水平井的矢量入靶，其次是在有明顯標準層的情況下，尤其對于中半徑水平探井設(shè)計穩(wěn)斜段以便有轉(zhuǎn)盤鉆鉆進，探明標準層的位置，調(diào)節(jié)入靶垂深，在次，在復雜地層設(shè)計穩(wěn)斜段，包括易發(fā)生事故或可鉆性較差，機械鉆速比較慢的地層，用轉(zhuǎn)盤鉆鉆過這段復雜地層減少井下復雜事故發(fā)生，為提高鉆井(速度，縮短鉆井周期，一般將轉(zhuǎn)盤鉆按排在這一段，實踐表明，這樣效益十分明顯。l 穩(wěn)斜角大小的確定 實踐表明，穩(wěn)斜角一般選在40一75176。，這樣的目的主要有：第一，若此時井斜角，方位角不合適，或者實鉆井眼軌跡與設(shè)計軌跡偏離較大時，有較大余地進行調(diào)節(jié)，第二，穩(wěn)斜段在垂深且盡量接近標準層，便于采用較大鉆壓和排量，利于巖屑的攜帶。l 穩(wěn)斜段長度的確定 穩(wěn)斜段長度的大小主要受下面因素的影響，第一，受地面條件的影響，靶前位移很大時，應(yīng)適當增加穩(wěn)斜段的長度，反之減小。第二，受地下復雜情況的影響,若需用轉(zhuǎn)盤鉆鉆過這段地層，復雜地層越厚所需要的穩(wěn)斜段也就越長。第三，數(shù)據(jù)分析的影響，穩(wěn)斜段的最少井段應(yīng)保證能進行兩個測點的測斜，因為只有知道兩點的數(shù)據(jù)后,才能確定本趟鉆具組合所用鉆井參數(shù)是否合適，一般穩(wěn)斜段應(yīng)不低于25m。l 造斜點確定 造斜點的確定本著由下而上的原則進行，同時還要考慮造斜點應(yīng)避開復雜地層。l 靶前位移的初定 靶前位移的初定依據(jù)是根據(jù)剖面類型及穩(wěn)斜段的確定原則來定，并結(jié)合實際造斜工具選定造斜率。l 水平井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計 水平井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則主要是根據(jù)油藏情況及工藝要求，確定完井方法，完井套管尺寸及相應(yīng)的井眼尺寸；然后根據(jù)由內(nèi)到外的原則，按地質(zhì)情況，在滿足工程施工要求的前提下，盡量簡化井身結(jié)構(gòu)，減少套管層次，提高鉆井速度，節(jié)約鉆井成本。 在確定技術(shù)套管的尺寸和下深時，應(yīng)考慮封固造斜段至適當?shù)木苯牵乐拱l(fā)生復雜情況，所設(shè)計套管的強度應(yīng)安全經(jīng)濟，能保證高造斜率情況下套管的順利下入，以上設(shè)計時應(yīng)考慮所用鉆機及設(shè)備的自身能力。第二節(jié) 水平井的剖面設(shè)計要求與類型 水平鉆井技術(shù)與常規(guī)定向鉆井技術(shù)最為不同的兩個特點是使用的造斜鉆具及其特別的剖面設(shè)計。造斜井段的剖面設(shè)計幾乎與選擇最好的定向鉆井承包公司一樣重要。 單位井身長度的成本最低時，水平井的長度為最佳長度。水平井在機械方面的限制主要是鉆井設(shè)備和鉆柱的抗扭和抗拉力的能力。為了達到可能達到的最大長度，必須使扭矩和上提拉力為最小，但是由于鉆具在井眼內(nèi)的彎曲和重力決定著水平井的扭矩和上提拉力，因此，最佳設(shè)計要求選擇使用在鉆井作業(yè)時不會彎曲的盡可能輕的鉆具。剖面設(shè)計要求 可行的最簡單造斜曲線是從造斜點井斜接近零度時開始，以單一連續(xù)的弧鉆進到90176。井斜的單一均勻曲線。如果馬達造斜鉆具增斜特性的變化小于水平目標區(qū)的容許誤差，那么這一設(shè)計便是最佳設(shè)計。 但是，大多數(shù)馬達造斜鉆具增斜特性的變化和誤差都大大地超過水平目標區(qū)的允許誤差。為了補償這些變化和誤差，就有必要在
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