水平井井眼轨迹控制

水平井井眼轨迹控制

第一章水平井的分类及特点 (2)

第二章水平井设计 (4)

第三章水平井井眼轨迹控制基础 (8)

第四章水平井井眼轨迹控制要点 (13)

第五章水平井井眼轨迹施工步骤 (21)

第一章水平井的分类及特点

水平井的概念：是最大井斜角保持在90°左右（大于86°），并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井（通常大于油层厚度的6倍）。

一、水平井分类

水平井类型设计造斜率曲率半径

R﹥286.5m°/30m K长半径﹤6R=286.5—（K=6°—20°）/30m 中半径86m

R=19.1°）/1m

—5.73m

3K=（°—短半径10

二、各类水平井工艺特点及优缺点

类长半径中半径短半径型项目6 1/4in，无限制4 3/4in

无限制井眼尺寸

钻井方式转盘钻井或导造斜段：弯外铰接马达方式向钻井系统壳马达转盘钻柔性组水平段：转盘合钻井或导向钻井

钻杆2 7/8in常规及加重钻常规钻杆钻杆．

三、水平井的优点和应用

、开发薄油藏油田，提高单井产量。1．

2、开发低渗透油藏，提高采收率。

3、开发重油稠油油藏，有利于热线均匀推进。

4、开发以垂直裂缝为主的油藏，钻遇垂直裂缝多。

5、开发底水和气顶活跃油藏，减缓水锥、气锥推进速度。

6、利用老井侧钻采出残余油，节约费用。

7、用丛式井扩大控制面积。

8、用水平井注水注气有利于水线气线的均匀推进。

9、可钻穿多层陡峭的产层。

10、有利于更好的了解目的层性质。

11、有利于环境保护。

第二章水平井设计

一、设计思路和基本方法：

简而言之，就是“先地下后地面，自下而上，综合考虑，反复寻优”的过程。．

二、水平井靶区参数设计

与定向井不同，水平井的靶区一般是一个包含水平段井眼轨道的长方体或拟柱体。靶区参数主要包括水平段的井径、方位、长度、水平段井斜角、水平段在油藏中的垂向位置、靶区形状和尺寸。

1、水平段长度设计

设计方法：根据油井产量要求，按照所期望的产量比值（即水平井日产量是临近直井日产量的几倍），来求解满足钻井工艺方面的约束条件的最佳水平段长度值。约束条件主要有钻柱摩阻、扭矩，钻机提升能力，井眼稳定周期，油层污染状况等。

2、水平段井斜角的确定

应综合考虑地层倾角、地层走向、油层厚度以及具体的勘探开发要求。

，为地层真倾角?????90?H当地层倾角较大而水平段斜穿油层时，则应考虑地层视倾角的影??，为地层下倾方位角，响，

为???arctgtg?cos(??)?90???d H HdH水平段设计方位角

3、水平段垂向位置确定

油藏性质决定了水平段的设计位置。对于无底水、无气顶的油藏，水平段宜置于油层中部；对于有底水或气顶的油藏，水平段应尽量远离油水或气水边界；对于既有底水又有气顶的油藏，

应以尽量减小水锥和气锥的速度为原则确定水平段的位置；对于重油油藏，水平段应在油藏下部，以便使密度较大的稠油借助重力流入井眼。

4、水平井靶体设计

水平井靶体设计实质就是确定水平段位置的允许偏差范围，它受两方面影响：其一，严格控制允许偏差有利于把井眼轨道控制在最有利的储层内，其二，对允许偏差限制过严会加大实际钻井中井眼轨迹控制的难度，加大钻井成本。

靶体的垂向允许偏差就是靶体的高度，它与油层厚度及油藏形态有关，必须小于等于油层厚度。其上下偏差可以是不等值的。

靶体的横向允许偏差即靶体的宽度，一般是高度的几倍（多为5倍）。靶体的前端面叫靶窗，靶体的后端面叫靶底。常见靶体有长方体、圆柱体、棱台体。

三、水平井剖面设计

剖面设计就是要确定水平井段以上的井眼几何轨道，轨道设计是轨道控制的基础和依据，最好的设计应是最接近实际施工、降低控制难度的设计。常用井身剖面类型：

1、单圆弧剖面

又称“直—增—平”剖面，它的特点就是用一种造斜率连续造斜至最大井斜角。这种剖面只适合于目的层顶界与工具造斜率通常用于侧钻短半径水平井剖面都十分确定条件下的剖面设计，

设计。

直井段R

KOP

增斜段水平段

ＡＢ 2、双增剖面又称“直—增—稳—增—平”剖面，其突出特点是在两段增以调整由于工具造斜率斜段之间设计了一段较

短的稳斜调整段，长半径水平井比较是中、的误差造成轨道偏离和用于稳斜探顶，普遍采用的剖面。

直井段

3，第一稳斜段用于调又称“直—增—稳—增—稳—增—平”整工具造斜率偏差，第二稳斜段用于稳斜探油顶，适合于薄油层水平井剖面设计。

直井段

第二增斜段KOP

R1

R2

R3

第一增斜段

水平段

稳斜段ＢＡ水平井井眼轨迹控制基础第三章第三增斜段

一、基本概念和控制指标

为设计着陆点（又称设计瞄准点），通常用A表示，其井斜角αA就是水平段的设计井斜角α。水平井段设计线与靶底的交点称H为设计终止点，通常用B表示。靶窗内通过A点的两条正交的基准线称为设计靶心线，因此A点习惯上称为靶心。靶心A可以是也可以不是靶窗的形心，即设计靶心线可以是也可以不是靶窗的对称轴。

由于多种误差影响，水平段的实钻轨道为曲线AˊBˊ。靶窗内的Aˊ点即实钻轨道与靶窗平面的交点称为实际着陆点，其井斜角值即为水平段设计井斜角。靶底内的Bˊ点称为实际终止点。Aˊ点到靶窗内两条设计靶心线（横纵两轴）的距离分别称为着陆点的横距和纵距。同样也可定义靶底内的横距和纵距。

c ２ c１Ａ′b 2B

d１ dＡ b２１′Bａａ2

通过靶窗、靶底内水平靶心线的平面称为靶心设计平面。通ˊ上某点的铅垂线与靶心设计平面的BˊA过实钻的水平段曲线

交点称为该点的铅垂投影点。AˊBˊ曲线上某点到起铅垂投影点的距离称为该实钻点到靶心设计平面的铅垂距。实钻水平段曲线AˊBˊ在靶心平面以上部分的最大铅垂距称为靶上最大波动高度，用+h表示（+表示靶上）；AˊBˊ在靶心平面以下部分的u最大铅垂距称为靶下最大波动高度，用-h表示（-表示靶下）。

A dˊBˊ上所有点的铅垂距（均取正值）的平均值称为平均偏离高度。

+h u-h d

水平段实钻轨道的波动高度以ht表示，可分两种情况：

（1）当AˊBˊ在靶心设计平面的同侧，波动全高是指AˊBˊ上最大、最小铅垂距的绝对值之差。

（2）当AˊBˊ在靶心设计平面的两侧，波动全高是指靶上、靶下的最大波动高度的绝对值之和。

上述参数直接反映了对水平段的控制能力，着陆点横距和纵距是衡量着陆控制水平的主要指标。靶上、靶下最大波动高度直接反