王立輝(天津大港油田石油工程研究院,天津 大港 300280)
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)計時還應(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。
通常認(rèn)為現(xiàn)在鉆井技術(shù)中難度最大的是大位移井,一個好的軌道設(shè)計對減少施工難度會有很大幫助。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時圓上一點(diǎn)的運(yùn)動軌跡形成。)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)計提供了經(jīng)驗。因此有必要對這類井的軌道進(jìn)行仔細(xì)研究。
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,鉆桿將會對套管或者井眼產(chǎn)生偏磨,會磨損套管或?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)計時,第一次造斜時,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,錄井時更容易發(fā)現(xiàn)這一油層,同時高穩(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)計時,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
4.1 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。
4.2 軌道設(shè)計要貼近現(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。