水平井钻井轨迹控制研究与分析

张冬季(长城钻探工程有限公司钻井技术服务公司，辽宁 盘锦 124010)

近年来，为了有效提升油田的开发效果，进一步加大开发效益，我国的油田一直在开展各类型的钻井完井技术。针对低压、低渗、低产的油藏来说，水平井钻井技术更为适合，经多年研究，目前已经形成了独具特色的水平井钻井技术。

1 水平井钻井概述

水平井根据半径划分可以分成三种类型，分别是短半径水平井、中半径水平井和长半径水平井。不同的水平井种类其造斜率各不相同，采用的水平井钻具也不同。其中，短半径水平井的造斜率为1/m-10/m，采用的水平井钻具其水平位移较小，钻具包括铰接马达和挠性钻杆，完井以后可以出现多处裸眼；中半径水平井的造斜率为6/30m-20/30m，采用的水平井钻具其水平位移较大，钻具为常规钻具，包括弯外壳和导向钻具，完井可采用常规技术，具体方式根据油田实际状况决定；长半径水平井的造斜率为2/30m-6/30m，采用的水平井钻具其水平位移较大，钻具采用常规钻具，包括弯外壳和弯外头及多个稳定器，完井可采用常规技术，具体方式由油田状况决定。

想要控制水平井钻井轨迹，首先要明确水平井靶区的概念，水平井的靶区通常是一个柱状靶，在目的层设计好轨道，以水平井眼轨道的轴线当作轴。横截面通常是矩形或圆形。该柱状靶由无数个法面平面组成，各个法面平面互相平行，所以这是一个矢量中靶，想要控制好水平井井眼轨迹，就是按照实际要求，根据设计全部中靶。

2 水平井钻井轨迹控制特点

进行水平井钻井过程中，工程设计往往是根据实际经验与理论相结合，确定合适的钻具组合。伴随着经验逐渐增多，理论逐渐深化，钻具组合实际钻好的井眼轨迹跟期望轨迹会越来越接近，但是考虑到井下条件颇为复杂而且变化性较大，那么期望轨迹和实际轨迹的重合性也是有限的。实际轨迹往往会出现各类提前、落后、适中、斜角大小超前滞后等问题。

若是实际钻井轨迹点出现了超前，那么就会缩短靶前位移，这个时候井斜角会增大，同时稳斜钻达目的层产生的位移便会超过目标窗口，造成延迟入靶，或是直接在窗口的位置脱靶；若是轨迹点的位置适中，井斜角大小较为适中，那么实际轨迹和设计轨迹重合度是相对较高的，这是比较理想的状态，但是井斜角若是发生了超前，那么就必须加长稳斜段，进而造成入靶延迟，在窗口的位置发生脱靶；若是实际轨迹点出现落后，那么靶前位移必然要加长，这个时候井斜角便会减小，必须尽量提升造斜率，进而有效调整位移增量和井眼垂深之间的关系，造斜率必须提高。

经过实践证明，若是实际的轨迹点位置与设计轨道相比稍微落后，只要保证井斜角合适，那么井眼轨迹也是可以控制的。实际上水平井造斜段的轨迹控制就是控制轨迹点的位置和矢量方向，若是井身剖面没有设计稳斜段，就要综合控制轨迹点。

3 水平井钻井轨迹控制技术

3.1 直井段控制技术

直井段是水平井施工中的基础部分，该段井眼轨迹控制技术将直接影响到后续的施工。直井段最重要的任务就是做好防斜，保证打直，具体来说就是保证井眼轨迹成为一条铅垂线，但是，在实际施工期间，并不能达成这一目标，必然会出现井斜角，那么我们需要做的就是将其控制在一个可以接受的范围之内，保证不对后续的施工造成影响。针对这一问题，我们需要根据钻具组合防止井斜角过大，例如，钟摆钻具组合就应该设计合理的参数，保证足够的钟摆力，避免井斜角出现，所以，实际施工期间往往多采用钟摆钻具。若是实际施工期间采用的是PDC钻头，那么钻井参数要尽量保证高转速和低钻压，钻具组合不能发生弯曲，避免打直效果受到影响，为后续的着陆段打好基础。

3.2 着陆段控制技术

着陆段的轨迹控制就是根据设计轨迹的标准要求将井斜角从0调整到规定值，达到目的层，进而顺利到达靶点，为了保证这个过程的顺利进行，需要对下列几点内容做好保证：造斜工具要保证略高忽低，选择合适的角度，综合参考地层的实际岩性、走向、地温梯度，保证造斜率的稳定；造斜施工早期要保证先高后低，实际的造斜率要比设计的造斜率稍高，一方面减低后期造斜率，另一方面又保证后期造斜率的稳定；工程师施工期间要保证寸高必争，时刻关注垂深、位移以及井斜三者间的关系；造斜早期就要摆正方位，避免闭合方位出现偏差；水平井设计期间要设计一段稳斜探顶，选择合适的井斜角度；完成以上工作后，做好矢量入靶，期间一定要控制好井斜角以及方位角，方便施工顺利达成。

4 结语

总而言之，水平井钻井轨迹控制过程中，现场的施工人员要具备丰富的理论知识和足够的现场施工经验，这样才能解决施工现场出现突发状况时，也能保证顺利中靶，中靶以后才能保证实际钻井井眼轨迹能够在目的层中穿行，进而有效提高油层钻遇率。

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