淺談側(cè)鉆水平井井眼軌跡控制技術(shù)

趙君（中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司鉆井技術(shù)服務(wù)公司 ,遼寧 盤錦 124010）

側(cè)鉆水平井其鉆井施工技術(shù)的關(guān)鍵就在于水平井井眼軌跡的控制，其涉及了鉆井工藝、水力機(jī)械、決策論、計(jì)算機(jī)以及空間測(cè)量、管柱力學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用，因此側(cè)鉆水平井井眼軌跡控制是一門典型的多學(xué)科綜合技術(shù)。

1 關(guān)于井眼軌跡控制的控制范圍

水平井井眼軌跡控制有三個(gè)方面的控制范圍，即水平段長度、垂向允許偏差以及橫向允許偏差。通常情況下，水平段長度除要預(yù)防偏差滿足增產(chǎn)要求外，還要對(duì)實(shí)時(shí)工藝技術(shù)水平綜合考慮。允許偏差主要受兩方面因素的影響，目的是為了將水平段控制在剩余油富集區(qū)內(nèi)，所以要嚴(yán)格控制其允許偏差，但為了技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理化又會(huì)對(duì)允許偏差降低標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于側(cè)鉆水平井的靶區(qū)設(shè)計(jì)要綜合考慮技術(shù)水平、成本經(jīng)濟(jì)以及地質(zhì)環(huán)境等因素，在地質(zhì)環(huán)境條件允許的情況下，將允許偏差最大化，從而在水平井井眼軌跡便于控制的同時(shí)，將鉆井成本資金降到最低。

2 井眼曲率對(duì)側(cè)鉆水平井井眼軌跡控制的影響

要做好側(cè)鉆水平井井眼軌跡控制工作，就要找出對(duì)其產(chǎn)生影響的參數(shù)，因此就不得不提及井眼曲率這個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)井眼曲率參數(shù)設(shè)置過大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)十分困難、井下復(fù)雜情況多等現(xiàn)象；若井眼曲率參數(shù)設(shè)置過小，則會(huì)增加螺桿鉆具的造斜進(jìn)尺，從而加大井眼軌跡控制的工作量，給鉆井進(jìn)度帶來影響。所以，經(jīng)過實(shí)事研究及綜合考慮我國使用的單彎螺桿鉆具造斜特性、水平井井眼曲率要求等因素的基礎(chǔ)上，一般將側(cè)鉆水平井井眼軌跡的井眼設(shè)計(jì)曲率控制在（12°—15°）/30m。

3 側(cè)鉆水平井井眼軌跡控制施工工藝技術(shù)

3.1 側(cè)鉆工藝技術(shù)

側(cè)鉆井段作為全井在井眼軌跡控制的初始階段，開窗后需要選擇合適的側(cè)鉆工具，將新的井眼快速鉆出。而在開窗后側(cè)鉆水平井時(shí)，通常采用的是具有較大造斜率的彎外殼螺桿鉆具加上配有有線隨鉆測(cè)斜儀功能的定向側(cè)鉆工具結(jié)合作業(yè)。在鉆具鉆井時(shí)要對(duì)鉆壓、鉆時(shí)、磁工面以及送鉆量嚴(yán)格控制。在進(jìn)行側(cè)鉆鉆井時(shí)要保持每鉆進(jìn)1m都要采集一包砂樣，便于實(shí)時(shí)掌握側(cè)鉆工具的鉆頭是否與老井眼位置產(chǎn)生偏差。

3.2 側(cè)鉆井造斜段軌跡控

由于受到地質(zhì)環(huán)境、技術(shù)操作水平、側(cè)鉆使用工具摩擦阻力以及井眼實(shí)時(shí)狀況的綜合復(fù)雜因素的影響和制約，造斜工具的實(shí)際造斜能力一般都會(huì)與理論計(jì)算參數(shù)存在誤差，這些參數(shù)間的誤差自然給著陸入靶控制帶來了一定程度的困難，情況嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成脫靶現(xiàn)象發(fā)生。因此，在實(shí)際鉆井過程中，為確保井眼軌跡能按照設(shè)計(jì)參數(shù)要求入窗進(jìn)靶，在對(duì)鉆井造斜段的控制上一般采用“增—穩(wěn)—增”模式來制定三段可行方案。其具體做法就是通過造斜扭方位鉆至井斜50°位置以上，從而保證到達(dá)位置與設(shè)計(jì)一致。再通過對(duì)入靶垂深和地質(zhì)設(shè)計(jì)誤差校正后，使實(shí)鉆軌跡與設(shè)計(jì)誤差縮小，再增斜入靶。

3.3 側(cè)鉆井水平段軌跡控制

通常在側(cè)鉆水平段時(shí)，在對(duì)鉆井速度以及鉆井成本的綜合考慮后，一般都會(huì)使用雙穩(wěn)定器組合鉆具通過轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)模式來進(jìn)行作業(yè)，對(duì)于預(yù)防井下復(fù)雜情況出現(xiàn)以及凈化井眼很有作用。在鉆進(jìn)過程中，要根據(jù)實(shí)時(shí)斜測(cè)參數(shù)及時(shí)的更換鉆進(jìn)使用工具、調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，保證井眼軌跡始終控制在靶區(qū)內(nèi)。

3.4 側(cè)鉆井井眼軌跡測(cè)量

目前，為確保側(cè)鉆井的井眼軌跡測(cè)量參數(shù)的精確度，通常采用國產(chǎn)DST和引進(jìn)Tensor有線隨鉆測(cè)斜系統(tǒng)來對(duì)井眼軌跡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每鉆進(jìn)一段距離就停

泵對(duì)實(shí)際井眼軌跡的斜造率及方位進(jìn)行復(fù)測(cè)，再通過專用儀器對(duì)側(cè)鉆井的井斜參數(shù)以及斜向開窗進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，從而保證實(shí)施參數(shù)及數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

3.5 側(cè)鉆井井眼軌跡控制軟件

通常為保證側(cè)鉆井的井眼軌跡控制水平及精度，需要采用井眼控制軟件來進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。通常使用的井眼軌跡控制軟件都是用可視化編程技術(shù)編寫研發(fā)的，具有操作方便、界面直觀等特點(diǎn)。通過在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)井眼軌跡控制軟件的使用，將實(shí)際井眼軌跡的參數(shù)精確計(jì)算，能快速并且高效率的繪制井眼軌跡圖并進(jìn)行井眼軌跡設(shè)計(jì)與預(yù)測(cè)，為側(cè)鉆井的井眼軌跡控制工作提供了科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)語

側(cè)鉆井井眼軌跡控制技術(shù)經(jīng)過多年的理論研究與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，有效解決了井眼軌跡控制工具、測(cè)量儀器落后的難題，并逐漸摸索出一套低成本、高效率的井眼軌跡控制施工技術(shù)，為側(cè)鉆水平井的有序施工奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，已成為老油田開發(fā)的主要技術(shù)手段。

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