淺談側鉆水平井井眼軌跡控制技術

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

側鉆水平井其鉆井施工技術的關鍵就在于水平井井眼軌跡的控制，其涉及了鉆井工藝、水力機械、決策論、計算機以及空間測量、管柱力學等多種學科知識的應用，因此側鉆水平井井眼軌跡控制是一門典型的多學科綜合技術。

1 關于井眼軌跡控制的控制范圍

水平井井眼軌跡控制有三個方面的控制范圍，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，水平段長度除要預防偏差滿足增產要求外，還要對實時工藝技術水平綜合考慮。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內，所以要嚴格控制其允許偏差，但為了技術經濟的合理化又會對允許偏差降低標準。關于側鉆水平井的靶區設計要綜合考慮技術水平、成本經濟以及地質環境等因素，在地質環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，將鉆井成本資金降到最低。

2 井眼曲率對側鉆水平井井眼軌跡控制的影響

要做好側鉆水平井井眼軌跡控制工作，就要找出對其產生影響的參數，因此就不得不提及井眼曲率這個重要參數。當井眼曲率參數設置過大時，就會出現轉盤鉆進十分困難、井下復雜情況多等現象；若井眼曲率參數設置過小，則會增加螺桿鉆具的造斜進尺，從而加大井眼軌跡控制的工作量，給鉆井進度帶來影響。所以，經過實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上，一般將側鉆水平井井眼軌跡的井眼設計曲率控制在（12°—15°）/30m。

3 側鉆水平井井眼軌跡控制施工工藝技術

3.1 側鉆工藝技術

側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鉆工具，將新的井眼快速鉆出。而在開窗后側鉆水平井時，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斜儀功能的定向側鉆工具結合作業。在鉆具鉆井時要對鉆壓、鉆時、磁工面以及送鉆量嚴格控制。在進行側鉆鉆井時要保持每鉆進1m都要采集一包砂樣，便于實時掌握側鉆工具的鉆頭是否與老井眼位置產生偏差。

3.2 側鉆井造斜段軌跡控

由于受到地質環境、技術操作水平、側鉆使用工具摩擦阻力以及井眼實時狀況的綜合復雜因素的影響和制約，造斜工具的實際造斜能力一般都會與理論計算參數存在誤差，這些參數間的誤差自然給著陸入靶控制帶來了一定程度的困難，情況嚴重時還會造成脫靶現象發生。因此，在實際鉆井過程中，為確保井眼軌跡能按照設計參數要求入窗進靶，在對鉆井造斜段的控制上一般采用“增—穩—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，從而保證到達位置與設計一致。再通過對入靶垂深和地質設計誤差校正后，使實鉆軌跡與設計誤差縮小，再增斜入靶。

3.3 側鉆井水平段軌跡控制

通常在側鉆水平段時，在對鉆井速度以及鉆井成本的綜合考慮后，一般都會使用雙穩定器組合鉆具通過轉盤鉆進模式來進行作業，對于預防井下復雜情況出現以及凈化井眼很有作用。在鉆進過程中，要根據實時斜測參數及時的更換鉆進使用工具、調整鉆進參數，保證井眼軌跡始終控制在靶區內。

3.4 側鉆井井眼軌跡測量

目前，為確保側鉆井的井眼軌跡測量參數的精確度，通常采用國產DST和引進Tensor有線隨鉆測斜系統來對井眼軌跡進行監測，每鉆進一段距離就停

泵對實際井眼軌跡的斜造率及方位進行復測，再通過專用儀器對側鉆井的井斜參數以及斜向開窗進行實時測量，從而保證實施參數及數據的真實性。

3.5 側鉆井井眼軌跡控制軟件

通常為保證側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行監測和控制。通常使用的井眼軌跡控制軟件都是用可視化編程技術編寫研發的，具有操作方便、界面直觀等特點。通過在施工現場對井眼軌跡控制軟件的使用，將實際井眼軌跡的參數精確計算，能快速并且高效率的繪制井眼軌跡圖并進行井眼軌跡設計與預測，為側鉆井的井眼軌跡控制工作提供了科學依據。

4 結語

側鉆井井眼軌跡控制技術經過多年的理論研究與現場應用，有效解決了井眼軌跡控制工具、測量儀器落后的難題，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，為側鉆水平井的有序施工奠定了良好的技術基礎，已成為老油田開發的主要技術手段。

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