中浅层水平井井眼轨道优化设计与现场施工.pdf

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1、2013年第40卷第10期探矿工程(岩土钻掘工程)43中浅层水平井井眼轨道优化设计与现场施工李增乐(大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院，黑龙江大庆163413)摘要：针对大庆油田中长、长水平段水平井钻井施工和下套管过程中摩阻、扭矩大，导致钻井速度慢，而井眼浸泡时间长易导致井壁失稳而进一步减缓施工速度，从而形成恶性循环，对钻完井施工影响极大的问题，从井眼轨道的合理设计进行了模拟计算，针对不同的剖面类型、造斜率和靶前距进行优化设计，确定合理的井眼轨道，以降低定向钻进和下套管过程中的摩阻和扭矩，为中长、长水平段水平井的顺利施工提供技术支持

2、。关键词1水平井；井眼轨道；摩阻；扭矩；靶前距中图分类号：P634．5；TE243文献标识码：B文章编号：1672—7428(2013)10—0043—03OptimizedDesignofTrajectoryforMiddle-shallowHorizontalWellandtheSiteConstruction／L／一(DrillingEngineeringTechnologyResearchInstituteofDaqingDrilling&ExplorationEngineeringCorporation．DaqingHei

3、longjiang163413，China)Abstract：Lowdrillingefficiencywascausedbylargefrictionandhightorqueindrillingandcasingrunningprocessinmid—dle—longandlonghorizontalwellsinDaquingoilfieldandtheboreholewallcollapsingledbylongtimecontactwithdrilingfluidfurthersloweddowntheconstructi

4、onspeed．Thestimulationwasmadetorationallydesignthewelltrajectoryaccordingtodifferentprofiletypes，build—upratesandfrontaldistancestohittingtargettoreducethefrictionandtorqueindrillingandcasingrunningprocessandprovidetechnicalsupportforthesmoothconstructionofmiddle—longa

5、ndlonghorizontalwells．Keywords：horizontalwell；welltrajectory；friction；torque；frontaldistancetohittingtarget近年来，随着水平井在大庆油田的推广应用，中变曲率法2种。恒曲率法指造斜率为常量，变曲率短、短水平段水平井钻井技术已经相当成熟，而对于法指造斜率为变量。变曲率法又可分为悬链线、准中长、长水平段水平井的钻完井技术还需要不断地悬链线等方法J，3种方法的优缺点在很多文献中完善。目前中长、长水平段水平井在钻完井过程中均有明确的说明，

6、在此不再赘述。的关键技术主要体现在降摩减扭技术、定向控制技假设水平位移3000m，套管内摩阻系数0．20，术、井眼清洁技术等方面，而解决这些问题的前提是裸眼内摩阻系数0．30，进行悬链线、准悬链线和圆合理的井眼轨道设计。因此本文主要针对中浅层长弧剖面的井眼轨道设计和摩扭矩计算，其中圆弧水平段水平井井眼轨道的优化进行模拟分析，从而剖面井眼轨道相对圆滑，井眼曲率最大为5．00。／30进行合理的井眼轨道设计，尽可能地降低在钻井过in，设计最大井斜角为89．66。，水平段井眼曲率最大程中钻具的摩阻／扭矩和下套管时摩阻，从而避免钻不超过0．5

7、0。／30in；而悬链线剖面和准悬链线剖面进托压和钻具的疲劳破坏，降低下套管风险，从而实井眼曲率最大，分别为达到6．66。／30in、7．80。／30现安全高效钻井。in，设计最大井斜角均超过90。，水平段井眼曲率达到0．58。／30m左右。同时结合不同井眼轨道数据1井眼轨道优化设计进行摩扭矩模拟计算，分别从起钻摩阻、下钻摩井眼轨道设计的前提：首先必须满足勘探开发阻以及平均摩阻3方面进行对比(见表1)，其中圆目的及后期作业需求；其次应考虑定向钻具造斜能弧剖面平均摩阻最小，所以综合考虑井眼曲率和平力及完井管柱、采油管柱和采油设备顺利下

8、人所需均摩阻大小，优选圆弧剖面为最优设计剖面。求的最小曲率半径；再次要求设计斜深相对较短，管圆弧剖面应用最多，最有代表性的为单弧剖面、柱的摩阻／扭矩相对较小。双弧剖面、三弧剖面。结合大庆油田中浅层水平井1．1优化井眼轨道剖面实际情况，