定向井轨道设计浅析

王立辉（天津大港油田石油工程研究院,天津 大港 300280）

1 常规定向井轨道设计

垂深3000m 以内，水平位移不超过1000m 的定向井，一般称为常规定向井，这种类型的井是最为常见的，它可以设计的轨道有很多，但要注意造斜点的选择及井斜角大小的控制。

造斜点应选在比较稳定的地层，避免在岩石破碎带、漏失地层、流砂层等容易坍塌及复杂地层定向。常规定向井轨道设计的余地较大，但最好把井斜角控制在合适的范围之内。除此之外，在轨迹设计时还应该考虑井身结构、采油泵下深、井眼曲率的选择等问题。

2 大位移井轨道设计

通常认为现在钻井技术中难度最大的是大位移井，一个好的轨道设计对减少施工难度会有很大帮助。国外在大位移井中推荐悬链曲线（悬链曲线：由圆在一直线上滚动时圆上一点的运动轨迹形成。）轨道。最新的理论研究表明，较低的造斜率(小于3°／30m)、高稳斜角是大位移井的趋势。

表1 大位移井酌造斜率选择

上表中是国外所钻典型大位移井，都采用较低斜率(小于3°/30m)较高稳斜角，取得了成功，为我们的大位移井轨道设计提供了经验。因此有必要对这类井的轨道进行仔细研究。

3 水平井轨道设计(水平井轨道的基本形状有两类)

单增轨道，一般采用固定的井眼曲率，井眼曲率范围在3°/30m-6°/30m。井眼曲率小于3°/30m会导致造斜井段太长，不利于井眼轨道控制，大于6°/30m，钻杆将会对套管或者井眼产生偏磨，会磨损套管或对井壁造成伤害。

双增轨道，由于双增轨道几乎都是在地质目标不确定的条件下使用，在进行轨道设计时，第一次造斜时，应使稳斜段有较大的井斜角。如图1 所示，如果在钻井前，地质没有确定此油层，轨道2采用高稳斜角，相比采用低稳斜角的轨道1，轨道2在油层内井段更长，录井时更容易发现这一油层，同时高稳斜角轨道发现油气显示，可以迅速进行二次造斜，在很短的进尺内进入水平段。如图2 所示，轨道1 从发现油气层到进入水平段需要更长的进尺，所以轨道1的水平段就不能在油层内钻进，而轨道2采用高稳斜角轨道，在不出油层的情况下就能进行水平段的钻进。通过两种轨道的比较，双增轨道设计时，要采用较高的稳斜角。

图1 低稳斜角和高稳斜角两种双增轨道水平井的稳斜段示意图

图2 低稳斜角和高稳斜角两种双增轨道水平井示意图

4 结语

4.1 要根据地层情况、井身结构、完井要求、采油要求等进行轨道设计。

4.2 轨道设计要贴近现场实际情况，应该根据造斜工具的造斜能力、造斜点的深度、施工难度等确定合理的井眼曲率和井斜角。

4.3 在地质目标不确定的条件下，双增轨道应采用高稳斜角。