定向井軌道設(shè)計(jì)淺析

王立輝（天津大港油田石油工程研究院,天津 大港 300280）

1 常規(guī)定向井軌道設(shè)計(jì)

垂深3000m 以內(nèi)，水平位移不超過1000m 的定向井，一般稱為常規(guī)定向井，這種類型的井是最為常見的，它可以設(shè)計(jì)的軌道有很多，但要注意造斜點(diǎn)的選擇及井斜角大小的控制。

造斜點(diǎn)應(yīng)選在比較穩(wěn)定的地層，避免在巖石破碎帶、漏失地層、流砂層等容易坍塌及復(fù)雜地層定向。常規(guī)定向井軌道設(shè)計(jì)的余地較大，但最好把井斜角控制在合適的范圍之內(nèi)。除此之外，在軌跡設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該考慮井身結(jié)構(gòu)、采油泵下深、井眼曲率的選擇等問題。

2 大位移井軌道設(shè)計(jì)

通常認(rèn)為現(xiàn)在鉆井技術(shù)中難度最大的是大位移井，一個(gè)好的軌道設(shè)計(jì)對減少施工難度會(huì)有很大幫助。國外在大位移井中推薦懸鏈曲線（懸鏈曲線：由圓在一直線上滾動(dòng)時(shí)圓上一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡形成。）軌道。最新的理論研究表明，較低的造斜率(小于3°／30m)、高穩(wěn)斜角是大位移井的趨勢。

表1 大位移井酌造斜率選擇

上表中是國外所鉆典型大位移井，都采用較低斜率(小于3°/30m)較高穩(wěn)斜角，取得了成功，為我們的大位移井軌道設(shè)計(jì)提供了經(jīng)驗(yàn)。因此有必要對這類井的軌道進(jìn)行仔細(xì)研究。

3 水平井軌道設(shè)計(jì)(水平井軌道的基本形狀有兩類)

單增軌道，一般采用固定的井眼曲率，井眼曲率范圍在3°/30m-6°/30m。井眼曲率小于3°/30m會(huì)導(dǎo)致造斜井段太長，不利于井眼軌道控制，大于6°/30m，鉆桿將會(huì)對套管或者井眼產(chǎn)生偏磨，會(huì)磨損套管或?qū)谠斐蓚Α?/p>

雙增軌道，由于雙增軌道幾乎都是在地質(zhì)目標(biāo)不確定的條件下使用，在進(jìn)行軌道設(shè)計(jì)時(shí)，第一次造斜時(shí)，應(yīng)使穩(wěn)斜段有較大的井斜角。如圖1 所示，如果在鉆井前，地質(zhì)沒有確定此油層，軌道2采用高穩(wěn)斜角，相比采用低穩(wěn)斜角的軌道1，軌道2在油層內(nèi)井段更長，錄井時(shí)更容易發(fā)現(xiàn)這一油層，同時(shí)高穩(wěn)斜角軌道發(fā)現(xiàn)油氣顯示，可以迅速進(jìn)行二次造斜，在很短的進(jìn)尺內(nèi)進(jìn)入水平段。如圖2 所示，軌道1 從發(fā)現(xiàn)油氣層到進(jìn)入水平段需要更長的進(jìn)尺，所以軌道1的水平段就不能在油層內(nèi)鉆進(jìn)，而軌道2采用高穩(wěn)斜角軌道，在不出油層的情況下就能進(jìn)行水平段的鉆進(jìn)。通過兩種軌道的比較，雙增軌道設(shè)計(jì)時(shí)，要采用較高的穩(wěn)斜角。

圖1 低穩(wěn)斜角和高穩(wěn)斜角兩種雙增軌道水平井的穩(wěn)斜段示意圖

圖2 低穩(wěn)斜角和高穩(wěn)斜角兩種雙增軌道水平井示意圖

4 結(jié)語

4.1 要根據(jù)地層情況、井身結(jié)構(gòu)、完井要求、采油要求等進(jìn)行軌道設(shè)計(jì)。

4.2 軌道設(shè)計(jì)要貼近現(xiàn)場實(shí)際情況，應(yīng)該根據(jù)造斜工具的造斜能力、造斜點(diǎn)的深度、施工難度等確定合理的井眼曲率和井斜角。

4.3 在地質(zhì)目標(biāo)不確定的條件下，雙增軌道應(yīng)采用高穩(wěn)斜角。