水平井剖面設(shè)計(jì)(第二章)-資料下載頁(yè)
2025-06-25 11:57本頁(yè)面
【正文】 176。；用最優(yōu)進(jìn)入法。造斜率準(zhǔn)確而目標(biāo)垂深不準(zhǔn)確 在使用導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的中、長(zhǎng)半徑水平井中，常會(huì)遇到造斜率準(zhǔn)確而目標(biāo)垂深不準(zhǔn)確的情況。圖7 目標(biāo)垂深不準(zhǔn)確的軌道設(shè)計(jì) 如圖7所示，目標(biāo)垂深不準(zhǔn)確是指窗心垂深HE可能變化，窗心可能提前到Eˊ點(diǎn)，也可能滯后到E，實(shí)際窗心在Eˊ和E之間。不管實(shí)際窗心如何變化，都要求井眼準(zhǔn)確進(jìn)入窗口。顯然，關(guān)鍵在于第二造斜點(diǎn)的選擇。自M點(diǎn)第二次造斜鉆進(jìn)至P點(diǎn)，井眼方向完全對(duì)準(zhǔn)窗心，再穩(wěn)斜鉆進(jìn)段即可進(jìn)入窗口，段稱為滑行長(zhǎng)度，就好象飛機(jī)降落時(shí)在跑道之前提前著陸（P點(diǎn)為著陸點(diǎn)），雖方向已對(duì)準(zhǔn)跑道，但尚未進(jìn)入跑道，還需滑行段長(zhǎng)度才能進(jìn)入跑道，當(dāng)窗心提前到Eˊ時(shí)，選Mˊ為第二造斜點(diǎn)，這時(shí)的穩(wěn)斜段長(zhǎng)度等于零，而滑行長(zhǎng)度最長(zhǎng)。當(dāng)窗心滯后到E時(shí)，選M為第二造斜點(diǎn)，這時(shí)的穩(wěn)斜段長(zhǎng)度最長(zhǎng)，而滑行長(zhǎng)度等于零。 M點(diǎn)最好選在油層頂界面或油層之上的標(biāo)志層的下界面。由于油層厚度或標(biāo)志層距油層距離變化很小，所以在鉆進(jìn)過程中根據(jù)錄井或測(cè)井資料，只要鉆遇油層頂界或標(biāo)志層，就可準(zhǔn)確判斷窗心垂深。另外要選擇一個(gè)最佳穩(wěn)斜角，使得不管M點(diǎn)在何處出現(xiàn)，從M點(diǎn)第二次造斜都可以在給定的造斜率下準(zhǔn)確鉆達(dá)P點(diǎn)，并使井眼方向?qū)?zhǔn)窗心。 關(guān)于計(jì)算，這里給出一個(gè)很簡(jiǎn)單的公式： （8） 一般情況下，于是式（8）變?yōu)椋? （9）當(dāng)時(shí)，還可簡(jiǎn)化為： （10） 式（8）～（10）中，為目標(biāo)層傾向與重力線的夾角，δ為標(biāo)志層或油層頂界面至目標(biāo)中心線的距離，其余符號(hào)同前。 （1）穩(wěn)斜段長(zhǎng)度 （11） （2）滑行長(zhǎng)度： （12） （3）造斜點(diǎn)垂深Ha： （13） （4）窗心水平位移SE （14） 式（18）～（21）中，Hs為窗心可能提前的最小垂深，HE為窗心可能滯后的最大垂深，其余符號(hào)同前，根據(jù)式（21）計(jì)算的SE可能確定井口位置。 （1）最佳穩(wěn)斜角最根據(jù)第二增斜段的造斜率計(jì)算的，所以要盡可能將R2估計(jì)得準(zhǔn)確些。從第二次造斜開始要盡可能控制造斜率達(dá)到預(yù)定值。 （2）當(dāng)?shù)谝辉鲂倍尉苯沁_(dá)到時(shí)，更換鉆具組合穩(wěn)斜鉆進(jìn)，最好隨鉆進(jìn)行γ測(cè)井，同時(shí)注意巖屑錄井，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)標(biāo)志層或油層頂界確定M點(diǎn)。 （3）M點(diǎn)確定后，可根據(jù)其垂深HM算出實(shí)際的窗心垂深HE。 （15） 再將實(shí)際HE值代入式（19）中修正滑行長(zhǎng)度。 給定設(shè)計(jì)條件： 設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果為： 設(shè)在實(shí)鉆時(shí)，則。M點(diǎn)垂深可通過計(jì)算得HM=。實(shí)際窗心垂深HE=，修正后的滑行長(zhǎng)度。目標(biāo)垂深和造斜率都不準(zhǔn)確 目標(biāo)垂深和造斜率都不準(zhǔn)確的情況最具有普遍性，而且從設(shè)計(jì)到施工都是難度最大的。 根據(jù)第2，3兩種組合的思路和方法，提出解決第四種組合的辦法，參見圖8。 （1）由于兩個(gè)不準(zhǔn)確同時(shí)存在，要想在兩個(gè)因素都變化的任何時(shí)候都保證井眼從窗口前面進(jìn)入目標(biāo)區(qū)，勢(shì)必要求窗心水平位移大大增加，即設(shè)計(jì)的井深將大大增加，這在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。權(quán)衡利弊，可以根據(jù)最低造斜率和可能出現(xiàn)的最低窗底垂深，設(shè)計(jì)下界軌道，計(jì)算造斜點(diǎn)垂深和窗心水平位移，并以此確定井口位置。這樣，在目標(biāo)層滯后時(shí)著陸點(diǎn)P有可能落在窗心E的后面。圖8 兩個(gè)都不準(zhǔn)確情況下的軌道設(shè)計(jì) （2）)必須設(shè)計(jì)成雙增軌道，而且中間的穩(wěn)斜段要有一個(gè)最佳穩(wěn)斜角。此最佳穩(wěn)斜角不僅要保證不管第二造斜點(diǎn)C何時(shí)出現(xiàn)，井眼都能進(jìn)入目標(biāo)區(qū)，而且要保證不管造斜率如何變化，井眼都不會(huì)脫靶。 （3）在穩(wěn)斜鉆進(jìn)中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)油層頂界或標(biāo)志層（M點(diǎn)）時(shí)，不要急于第二次造斜，而應(yīng)繼續(xù)穩(wěn)斜到C點(diǎn)才開始第二次造斜。 設(shè)計(jì)給定的條件有等。（1） 造斜點(diǎn)垂深Ha和窗心水平位移SE的計(jì)算式為： （16） （17）（2） 最佳穩(wěn)斜角αopt為： （18）（3）穩(wěn)斜段長(zhǎng)度為： （19） （20）當(dāng)時(shí)，的計(jì)算式為： （21）（4）滑行長(zhǎng)度為： （22）（5）的計(jì)算式為： （23）式中，σ為窗口的半高度，其余符號(hào)同前。 （1）第一增斜段鉆完后要統(tǒng)計(jì)實(shí)鉆造斜率，并以實(shí)際的R修正計(jì)算。 （2）穩(wěn)斜鉆進(jìn)中要注意發(fā)現(xiàn)油層頂界或標(biāo)志層，確定M點(diǎn)的位置，然后再穩(wěn)斜鉆進(jìn)長(zhǎng)度，至C點(diǎn)開始第二次造斜。 （3）當(dāng)目標(biāo)層出現(xiàn)滯后時(shí)，著陸點(diǎn)的水平位移可能大于設(shè)計(jì)窗心水平位移，這屬于正常情況。 給定設(shè)計(jì)條件為： 設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果為： 結(jié)論 解決目標(biāo)垂深和造斜率不準(zhǔn)確問題的主要方法有：用Rx和Hx計(jì)算Ha和SE關(guān)確定井口位置；必須采用雙增軌道；設(shè)計(jì)好最佳穩(wěn)斜角；在中間穩(wěn)斜段鉆進(jìn)中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)標(biāo)志層或油層頂界面，以便決定第二次造斜點(diǎn)的位置。21
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