套損井側(cè)斜修井技術(shù)研究

1、摘 要 大慶油田截止 1999 年底累計發(fā)現(xiàn)套損井 6860 口，占投產(chǎn)井?dāng)?shù)的 16.32%，發(fā) 現(xiàn)套損井 700 口。隨著油田開發(fā)時間的延長，已套損井的損壞程度逐年加劇，造 成修井難度增大1，一是套損部位通徑較??；二是多點套損井比例高，按目前工 藝技術(shù)無法修復(fù)或因修復(fù)成本太高等原因，被迫報廢處理，但地下儲層仍有開采 價值。采用側(cè)斜工藝技術(shù)進行修復(fù)可以利用原井場，不用重新征地，不需重新鋪 設(shè)地面管線，可以利用一段原井眼，不影響原來的井網(wǎng)布置和開發(fā)方案，不需再 鉆更新井，恢復(fù)原有的注采關(guān)系，修復(fù)速度也將大為提高，保證了油田穩(wěn)產(chǎn)，同 時在技術(shù)上為油田提供新的修井手段，利用此項技術(shù)可以為國內(nèi)外其他油

2、田服務(wù)。 通過本論文的研究，形成了一套完整的套損井側(cè)斜修井工藝技術(shù)2，包括： 優(yōu)化井眼軌跡設(shè)計、鉆頭選型、鉆具組合設(shè)計、水力參數(shù)設(shè)計、井眼測量儀器、 新技術(shù)新工藝應(yīng)用等。為油田大修井提供新的修井手段，研制的側(cè)斜井計算機軟 件開發(fā)應(yīng)用，能夠滿足側(cè)斜井設(shè)計和施工的需要。 關(guān)鍵字：套損井；側(cè)斜井；修井 Abstract By the end of 1999 daqing oilfield total casing Wells that 6860 mouth, the number of production Wells 16.32% casing Wells, 700. With the exten

3、sion of time oilfield development, has damaged casing Wells, caused by increased the difficulty, one is workover casing part size smaller,2 a multipoint casing Wells, according to the current high rate cannot be repaired or technique for repairing cost is too high, forced to scrap treatment, but the

4、 underground reservoirs are still exploitation value.Using skews technology can be used to repair the original location, not to land, need not repaved ground line, can use a former well, do not affect the original pattern arrangement and development plan, do not need to update Wells, drilling restor

5、e original injection- production relation, repair rate will rise greatly, guarantee the stable, while in technical field for oilfield workover, provides a new method for using the technology can and other oilfield services. Through the study, this paper has formed a complete set of casing Wells skew

6、s workover technical, including: optimization design, the drill hole trajectory design, selection, downhole assembly design, borehole hydraulic parameters measurement instruments, new technology and new technology application, etc. To provide new big oilfield workover, workover means of side slope o

7、f computer software development and application, and can satisfy the side slope design and construction. Key words: casing Wells;Side slope; workover 目 錄 第第 1 1 章章 緒論緒論.1 1.1 側(cè)斜修井技術(shù)概述.1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.1 1.3 技術(shù)難點.2 第第 2 2 章章 側(cè)斜井井身剖面設(shè)計方法研究側(cè)斜井井身剖面設(shè)計方法研究.3 2.1 側(cè)斜井靶區(qū)設(shè)計.3 2.2 取套深度和側(cè)斜點優(yōu)選.4 2.3 側(cè)斜井剖面設(shè)計.5 第第 3

8、3 章章 側(cè)斜井實鉆軌道計算與防碰分析側(cè)斜井實鉆軌道計算與防碰分析.11 3.1 實鉆軌道計算.11 3.1.1 計算方法的選擇.11 3.2 側(cè)斜井井眼軌道相互關(guān)系分析.13 第第 4 4 章章 側(cè)斜井井眼軌跡預(yù)測及控制方法側(cè)斜井井眼軌跡預(yù)測及控制方法.18 4.1 側(cè)斜井井眼軌跡預(yù)測.18 4.2 側(cè)斜井井眼軌跡控制方法.20 第第 5 5 章章 側(cè)斜井現(xiàn)場試驗配套技術(shù)研究側(cè)斜井現(xiàn)場試驗配套技術(shù)研究.25 5.1 鉆頭類型的優(yōu)選.25 5.2 鉆具組合設(shè)計.25 5.3 側(cè)斜井實鉆軌道監(jiān)控.25 5.4 利用地層與鉆頭的相互作用關(guān)系進行方位控制.28 5.5 完善固井工藝技術(shù).29 5.6

9、 側(cè)斜井井壁失穩(wěn)機理及預(yù)防技術(shù)的研究.30 第第 6 6 章章 側(cè)斜井現(xiàn)場應(yīng)用效果及效益分析側(cè)斜井現(xiàn)場應(yīng)用效果及效益分析.31 6.1 側(cè)斜井現(xiàn)場應(yīng)用效果.31 6.2 側(cè)斜井與更新井經(jīng)濟效益對比.33 結(jié)結(jié) 論論.34 參考文獻參考文獻.35 致致 謝謝.36 第 1 章 緒論 1.1 側(cè)斜修井技術(shù)概述 1.1.1 側(cè)斜修井技術(shù)簡介 側(cè)斜修井3-8是利用定向工具及鉆具，在原井眼的一定深度內(nèi)按照預(yù)定的方 位進行側(cè)斜鉆進，避開下部井眼和套管，重新開辟出新井眼，根據(jù)設(shè)計的軌跡鉆 進，控制井眼軌跡中靶，下入新套管固井。側(cè)斜修井的主要技術(shù)指標(biāo)有：井斜角 要小于 3 度，目的層水平位移要小于 30 米。

10、該技術(shù)在原井眼地面位置不變，通 過下部側(cè)鉆，使新井底與原井底產(chǎn)生一定距離，基本上保持了直井的特征，不影 響原井網(wǎng)的開發(fā)部署。因此側(cè)斜修井技術(shù)為深部套損井和實施報廢井的徹底修復(fù) 提供了一個新的途徑。 1.1.2 側(cè)斜修井技術(shù)的應(yīng)用 側(cè)斜修井方法是油田生產(chǎn)后期使套損井恢復(fù)生產(chǎn)的重要手段，它可以使用一 般方法不能修復(fù)的井重新投入恢復(fù)生產(chǎn)，主要應(yīng)用于以下幾方面： （1）對于套損深度超過 800 米，油層部位套管錯斷、破裂、外漏的井，在 保證徹底封固原井眼射孔段的條件下采用側(cè)斜技術(shù)； （2）對于打開通道實施取套未成的油水井，在徹底封固原井眼射孔段的條 件下，可以應(yīng)用側(cè)斜技術(shù)恢復(fù)生產(chǎn)； （3）對于井塌、吐

11、沙嚴重，井下落物卡阻無法打撈的油井，可以應(yīng)用側(cè)斜 技術(shù)恢復(fù)生產(chǎn)。 因此，側(cè)斜修井技術(shù)有著較好的應(yīng)用價值和廣泛的應(yīng)用前景。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.2.1 大慶油田套損現(xiàn)狀 油田開采過程中，伴隨著地層物理、化學(xué)性能的變化，大量油水井套管損壞， 造成了巨大經(jīng)濟損失9。就大慶油田來說，截止 1999 年底，累計發(fā)現(xiàn)套損井 6860 口，占投產(chǎn)井?dāng)?shù)的 16.32%，并且已實施報廢井 1770 口。隨著開發(fā)時間的延 長，套損井的損壞程度逐年加劇，造成目前修井難度增大。另外，套管通徑小， 修復(fù)率低，單井套損點多通徑小嚴重者造成無法修復(fù)。采用側(cè)斜工藝技術(shù)進行套 損井的修復(fù)可以利用原井場，不需要新鋪設(shè)地面

12、管線，可利用一段原井眼，井眼 位移小，不影響原來的井網(wǎng)部署和開發(fā)方案，不降低產(chǎn)能，并且減少占地面積。 側(cè)斜修井的最大優(yōu)點是可以修復(fù)用其它方法不能解決的套損井，使原來的報廢井 恢復(fù)產(chǎn)能，具有較高的技術(shù)經(jīng)濟價值10。 1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前通過有關(guān)對國外技術(shù)資料的檢索和查閱，還沒有與側(cè)斜井修井技術(shù)完全 一致的技術(shù)報道。通過調(diào)查結(jié)果顯示國內(nèi)外其他油田大都通過套管內(nèi)開窗側(cè)鉆方 式進行修井作業(yè)。國內(nèi)的側(cè)斜修井技術(shù)還處于研究起步階段，還沒有一套完整成 熟的配套技術(shù)。中原油田在 2001 年 7 月份采取類似的工藝完成了三口井的修井 施工，而大慶油田自 2000 年就開始研究側(cè)斜井的工藝技術(shù)。從大

13、慶油田的情況 看，經(jīng)過了四十年的開發(fā)，地下情況十分復(fù)雜多壓力層系矛盾突出，套損井?dāng)?shù)量 增多，其特點是分布范圍廣，套損點大多集中在標(biāo)準(zhǔn)層及油層部位，套損部位通 徑小、套損點多、甚至套管發(fā)生整體位移、位置較深，并且每口井的套損情況也 不同。因此研究側(cè)斜修井技術(shù)，提高修井速度，加快套損區(qū)產(chǎn)能恢復(fù)已成必然。 側(cè)斜修井技術(shù)還處于發(fā)展研究階段，其發(fā)展趨勢是研制裸眼用斜向器，不用 打水泥塞就可進行側(cè)鉆，縮短施工時間降低成本，同時采用先進的井眼控制技術(shù)， 如導(dǎo)向鉆井技術(shù)等提高井眼軌跡控制精度。 1.3 技術(shù)難點 通過調(diào)研國內(nèi)外側(cè)斜修井技術(shù)的研究狀況，認真研究了大慶油田套損井的損 壞特點，詳細分析了大慶油田套損

14、井側(cè)斜修井的技術(shù)現(xiàn)狀11，歸納總結(jié)了大慶油 田側(cè)斜修井的主要技術(shù)難點如下： （1）套損井分布范圍廣，套損點多且多位于標(biāo)準(zhǔn)層及油層部位，而每口井 的套損情況又不完全相同，套損呈現(xiàn)多樣化； （2）套損部位通徑小，位置較深，施工作業(yè)困難，特別是套管發(fā)生整體位 移時，施工處理呈現(xiàn)復(fù)雜化； （3）由于水平位移的限制，側(cè)斜井井斜角較?。ㄒ话阈∮?3） ，方位難于 控制，因此井眼軌跡控制難度大； （4）比起常規(guī)定向井技術(shù)，側(cè)鉆前由于增加了取套作業(yè)，側(cè)斜點位置難以 按定向井軌跡設(shè)計的要求進行優(yōu)選，因此優(yōu)化設(shè)計的條件不易滿足； （5）由于側(cè)斜井都為套損井，上部地層經(jīng)過鉆井液和地層水的長期浸泡，井 壁疏松、易垮塌

15、，容易出現(xiàn)井下復(fù)雜情況。 第 2 章 側(cè)斜井井身剖面設(shè)計方法研究 側(cè)斜修井施工基本都在大慶油田老區(qū)，經(jīng)過油田的不斷開發(fā)，油田井網(wǎng)也在 不斷變化，各井之間的距離在逐漸變小，因此，側(cè)斜井的井身剖面設(shè)計應(yīng)充分考 慮這些變化。通過研究不同井網(wǎng)對井身剖面設(shè)計的影響，不論是四點法井網(wǎng)、五 點法井網(wǎng)還是九點法井網(wǎng)，對側(cè)斜井井身剖面設(shè)計影響最關(guān)鍵的因素是井網(wǎng)中的 各井間距和各井眼的軌跡與方位12。除對距離較近的井眼，必需進行防碰計算外， 還應(yīng)考慮將井眼的設(shè)計方位錯開。綜合考慮大慶油田老井網(wǎng)的特點，結(jié)合側(cè)斜井 現(xiàn)場施工的實踐，大慶油田對側(cè)斜井井身質(zhì)量要求井斜角不能超過 3、水平位 移不能大于 30m，全井井眼曲

16、率小于 1.5/30m，由于井斜角小，實際操作中由 于地層和井眼之間的不均質(zhì)性，存在側(cè)斜開始時不容易形成新井眼，側(cè)斜后方向 又不穩(wěn)定，極易產(chǎn)生漂移而難以控制，因此側(cè)斜井的井身剖面設(shè)計采用特殊方法， 選用井身剖面為：直井段-側(cè)斜段-穩(wěn)斜段-降斜段，并且，將最大井斜角定為已 知，在側(cè)斜過程中，只要井斜角達到 2-3，方位與原井眼方位相反，返出的 巖屑約 50%為新井眼巖屑，鉆速均勻就表示已經(jīng)側(cè)斜出去，形成新井眼。為防止 與老井眼相碰，在側(cè)斜后進行 50m 穩(wěn)斜鉆進，接著選用雙鐘擺鉆具和 PDC 鉆頭組 合降斜，最后進入靶區(qū)13。 2.1 側(cè)斜井靶區(qū)設(shè)計 對于套損井側(cè)斜修井的靶區(qū)設(shè)計，根據(jù)地質(zhì)要求，

17、結(jié)合現(xiàn)場施工的實際，靶 區(qū)都控制在一個扇形區(qū)域內(nèi)，但是在實際靶區(qū)設(shè)計時，究竟目標(biāo)在哪著陸方能使 脫離靶區(qū)的可能性最小，因此目標(biāo)點應(yīng)該進行優(yōu)化計算14。它中靶的最大區(qū)域應(yīng) 與扇形的邊相切的圓，其圓心就是靶心。因此靶心應(yīng)設(shè)計在扇形的軸線上，且距 圓點（井口）的距離計算如下： （2- sin1 R y 1） 式中：給定扇形的半徑，m； 給定的控制扇形圓心角的一半； Y靶心距圓點的距離，m。 給定扇形的內(nèi)接圓半徑計算如下：給定的靶區(qū)如圖 2-1 所示。 （2- Rr sin1 sin 2） 圖 2-1 側(cè)斜井靶區(qū)設(shè)計圖 2.2 取套深度和側(cè)斜點優(yōu)選 取套深度與側(cè)斜點的位置是密切相關(guān)的，側(cè)斜點位置的選取

18、是側(cè)斜成敗的關(guān) 鍵，通常情況下應(yīng)考慮以下因素： 應(yīng)選在比較穩(wěn)定的地層，避免在破碎帶、漏失地層、流砂層或易坍塌、易 膨脹等復(fù)雜地層定向側(cè)斜，以免出現(xiàn)井下復(fù)雜情況，影響定向施工。 側(cè)斜點應(yīng)選在可鉆性均勻、巖石硬度適中的地層，避免在軟硬交錯地層定 向側(cè)斜。 側(cè)斜點深度的選取應(yīng)考慮設(shè)計井的垂深，并應(yīng)滿足采油工藝及今后再進行 修井作業(yè)的要求。 對于方位漂移嚴重的地區(qū)，應(yīng)適當(dāng)選擇造斜點的位置，使造斜井段盡可能 避開地層造斜能力強的地層或利用好地層的自然漂移規(guī)律。 此外，對于側(cè)斜修井，側(cè)斜點的位置一般由取套深度決定，取套深度應(yīng)考慮 套損點的位置、套銑段的長度等因素。應(yīng)用螺桿鉆具側(cè)斜要求地層在泥巖段，軟 硬適

19、中，不易坍塌和縮徑，容易形成穩(wěn)定的井眼。在大慶油田長垣地區(qū)，具有這 樣地質(zhì)特點井段為 250m450m。同時根據(jù)油田公司價格定額中的不同井深的取套、 切割、打撈的定額和實際生產(chǎn)中發(fā)生的取套費用的兩條曲線對比結(jié)果看（見圖 2- 2）：在井深小于 320m 井段取套是贏余的，大于 320m 米取套成本虧損。結(jié)合現(xiàn) 場實際生產(chǎn)情況：每個修井隊現(xiàn)配備 25 根套銑筒，兩次即可完成取套施工，切 割時將套銑筒座掛于井口，套管魚頭在套銑筒內(nèi)，保證魚頭不丟失。取套深度定 為：250m 至 450m，打水泥塞長度一般為 50m 至 80m，因此我們選擇的側(cè)斜點一般 為 300m 至 400m。 圖 2-2 不同

20、取套井段成本對比曲線 2.3 側(cè)斜井剖面設(shè)計 根據(jù)側(cè)斜井的特殊要求，結(jié)合剖面設(shè)計的原則、該地區(qū)的地質(zhì)特征、套管損 壞及套銑的具體情況，可以確定出可選側(cè)斜點的范圍，以及對造斜率、降斜率的 限定值。 側(cè)斜井剖面設(shè)計內(nèi)容和步驟可歸納如下： 選擇剖面類型。 確定造斜率和降斜率，選擇側(cè)斜點。 求得剖面上主要的未知數(shù)，其關(guān)鍵參數(shù)是不同井段間連接處的井斜角。 進行井身剖面計算。內(nèi)容包括井眼軌道上各點的井斜角、方位角、垂深、 水平位移及坐標(biāo)等。 設(shè)計結(jié)果列表與繪圖。 2.3.1 側(cè)斜井方位的確定 側(cè)斜井方位設(shè)計至關(guān)重要，除應(yīng)考慮地層自然造斜規(guī)律等因素外，還應(yīng)考慮 井排方向、斷層位置、井網(wǎng)關(guān)系等，重點還要在井眼

21、防碰方面考慮以下因素。 根據(jù)井區(qū)構(gòu)造情況，繪出井區(qū)構(gòu)造圖，確定地層傾角、傾向等參數(shù)。設(shè)計 側(cè)斜方位盡可能與地層傾向相反，這樣可以充分利用地層的自然造斜規(guī)律，減少 井眼軌跡控制的工作量。 同時由于側(cè)斜井井身質(zhì)量與原井眼相同，新鉆側(cè)斜井與原井井眼軌跡在同 一空間范圍內(nèi)變化。因此，側(cè)斜井的方位設(shè)計必須避開原井井眼軌跡，防止井眼 相碰。 側(cè)斜方向線與側(cè)斜點以下的井眼軌跡不能相交。 根據(jù)以上原則，當(dāng)初步選定了某一區(qū)域后，以原井位移圖上的最內(nèi)、外測點 與本井的連線構(gòu)成防碰臨界角。該臨界角的平分線，可初步作為設(shè)計側(cè)斜方位線， 考慮到地層的自然造斜規(guī)律，對該設(shè)計方位線可進行適當(dāng)?shù)男拚?設(shè)計方位確定后可根據(jù)臨

22、界角的大小給出設(shè)計方位的可變化區(qū)間。在目前條 件下，其范圍是2040。圖 2-3 和圖 2-4 為杏 1-1 丁 3-側(cè)斜 118 井和高 129側(cè)斜 28 井方位設(shè)計實例 圖 2-3 杏 1-1 丁 3-側(cè)斜 118 方位設(shè)計 2.3.2 最終井斜角的計算 計算最終井斜角 ，如圖 2-5，最終井斜角就是第二穩(wěn)斜段的井斜角，設(shè)最 f 大井斜角為 因為各井段的垂增和平增之和應(yīng)分別等于目標(biāo)點的總垂深和總水平 m 位移，所以 (2-3)sin(sincossin 221fmmmZ RLRHH (2-4)cos(cossin)cos1 ( 221mfmm RLRA 圖 2-5 側(cè)斜井剖面測試圖 上式整

23、理得 mmfZ RRLRHHsin)(cossin 222 mmf LRRRAsin)cos1)()cos1 ( 2212 式中： 目標(biāo)點垂深；H 設(shè)計水平位移；A 設(shè)計方位角； 側(cè)斜點井深； Z H 造斜率； 1 K 降斜率； 2 K 最大井斜角（在本設(shè)計中取為 2.8） ； m 穩(wěn)斜段長度（在本設(shè)計中取為 50m） 。 2 L 根據(jù)曲率與曲率半徑的關(guān)系，可以求出側(cè)斜井段和降斜井段的曲率半徑 (i=1,2) i K i K C R 180 式中的曲率半徑的單位為 m；系數(shù) Ck的數(shù)值取決于曲率的單位。當(dāng)KI的單位 分別為/10m、/25m、/30m、/100m 時，相應(yīng)的 Ck值為 10、2

24、5、30 和 100。若令 fZ RHHHsin 20 （2-)cos1 ( 20f RAA 5） 210 RRR 則 （2- mm RLHsincos 020 6） （2- mm LRAsin)cos1 ( 200 7） 由（2-6）和（2-7）式，得 （2- 00 20 2 0 2 00 2 2 ) 2 ( AR RAAHH tg m 8） （2- 02 2 0 2 02 2ARAHL 9） 這樣，各井段的參數(shù)就可以計算出來了。 2.3.3 井身參數(shù)計算 計算出各井段的參數(shù)增量。 側(cè)斜段 （2- m RL 11 180 10） （2- m RHsin 11 11） （2- )cos1 (

25、11m RA 12） 穩(wěn)斜段 （2-13） 02 2 0 2 02 2ARAHL （2- m LHcos 22 14） （2- m LAsin 22 15） 降斜段 （2- )( 180 23fm RL 16） （2-)sin(sin 23fm RH 17） （2- )cos(cos 23mf RA 18） 于是，各井段終點處的井深分別為 （2- 11 LHL Z 19） （2- 212 LLL 20） （2- 323 LLL 21） 為了優(yōu)化井眼軌跡，應(yīng)使側(cè)斜段長一些，降斜段短一些，由上面的公式可知 井段長度反比于造斜率（或降斜率） ，所以在確定已知參數(shù)大小時，應(yīng)使造斜率 取小一點兒，降斜率

26、取大一點兒。 井眼軌道上任一井段L處的參數(shù)可用如下方法計算： 對于側(cè)斜井段（HZLL1） （2- 1 )(180 R HL Z 22） （2- sin 1 RH 23） （2- )cos1 ( 1 RA 24） 對于穩(wěn)斜段（L1LL2） （2- m 25） （2- cos)( 1 LLH 26） （2- sin)( 1 LLA 27） 對于降斜井段（L2LL3） （2- 2 1) (180 R LL m 28） （2-)sin(sin 2 m RH 29） （2-)cos(cos 2m RA 30） 由于所設(shè)計的井眼軌道是二維剖面，所以各井段上的北、東坐標(biāo)增量可以寫 成如下通式 （2- cos

27、AX 31） （2- sinAY 32） 上述各式中，諸增量H、A、X、Y都是以所在井段的起始點為準(zhǔn)。 以上是根據(jù)最終井斜角來確定最大井斜角的一般方法和相應(yīng)的計算公式，對 于側(cè)斜井來說，也可以根據(jù)最大井斜角來確定最終井斜角或確定最終降斜率，可 以根據(jù)具體情況進行具體的分析。但由于在一般情況下，對側(cè)斜井的最終井斜角 沒有特殊的要求，所以最終井斜角可以根據(jù)情況自行選取。如果確實需要計算， 應(yīng)考慮計算精度引起的誤差，因為最終井斜角都比較小。 第 3 章 側(cè)斜井實鉆軌道計算與防碰分析 3.1 實鉆軌道計算 3.1.1 計算方法的選擇 側(cè)斜井井眼軌道設(shè)計要做到安全、合理、經(jīng)濟，更重要的是要準(zhǔn)確地描述井

28、眼軌道，盡可能沿設(shè)計軌道鉆進。這就要求實鉆井眼軌道的計算和描述盡可能作 到準(zhǔn)確無誤。 由于目前還不能真正作到連續(xù)測斜，所以從測斜數(shù)據(jù)看，只能得到一些離散 的點。要計算實鉆軌道的參數(shù)，就只好進行假設(shè)。依據(jù)不同的假設(shè)條件形成不同 的計算方法，應(yīng)用圓柱螺線法（曲率半徑法）可以滿足側(cè)斜井施工的要求。 用于描述井眼軌道的參數(shù)很多，其中主要有井深（L） 、井斜角（）和方位 角（）是直接測得的，而其它參數(shù)需要通過計算來確定。 在計算時，坐標(biāo)參數(shù)計算的基本思想對于各種計算方法是通用的。即： （3- XXX 12 1） （3- YYY 12 2） （3- ZZZ 12 3） （3- SSS 12 4） （3-

29、2 12 2 122 )()(YYZZA 5） （3- 2 2 2 X Y tg 6） （3-)cos( 222 AV 7） 式中： 、：測段下、上兩端點北坐標(biāo)及其增量； 2 X 1 XX 、：測段下、上兩端點東坐標(biāo)及其增量； 2 Y 1 YY 、：測段下、上兩端點垂深坐標(biāo)及其增量； 2 Z 1 ZZ 、：測段下、上兩端點水平投影長度及其增量； 2 S 1 SS ：下測點水平位移； 2 A ：下測點平移方位； 2 12 若和其中之一為零，則曲率半徑R或 r 將無法計算，這時可按如下方 法處理： 若，則測段內(nèi)的井眼軌道在垂直剖面圖上為直線段。于00 是 （3-)sin(sin 12 rX 8）

30、（3-)cos(cos 21 rY 9） （3- 21 coscosLLZ 10） （3- 21 sinsinLLS 11） 其中 （3- 21 sin180sin180LL r 12） 實際上，這種情況對于r的表達式來說，是型不定式。應(yīng)用洛比達法則0 也容易得到上面的結(jié)果。下面的幾種特殊情況與之類似。 若，則測段內(nèi)的井眼軌道在水平投影圖上為直線段。于00 是 （3- 221121 cos)cos(coscos)cos(cosRRX 13） （3- 221121 sin)cos(cossin)cos(cosRRY 14） （3-)sin(sin 12 RZ 15） （3-)cos(cos 21

31、 RS 16） 其中 L R 180 若時，則測段內(nèi)的井眼軌道為直線段。于是0, 0 （3- 2211 cossincossinLLX 17） （3- 2211 sinsinsinsinLLY 18） （3- 21 coscosLLZ 19） （3- 21 sinsinLLS 20） 3.2 側(cè)斜井井眼軌道相互關(guān)系分析 3.2.1 井眼軌道間相對距離的計算 在側(cè)斜修井過程中，不僅要注意實鉆軌道與設(shè)計軌道的相符程度及變化 趨勢，而且還需要考慮原井和鄰井的情況，防止與原井和鄰井井眼相碰，在 實際施工過程中主要是防止和原井眼相碰，這是側(cè)斜井與定向井的一點不同 之處。要研究防碰問題就涉及到井眼軌道間的

32、相互關(guān)系問題，本文采用內(nèi)插 法進行討論側(cè)斜井井眼軌道間相互關(guān)系問題15。 井眼軌道間的相互關(guān)系可由最近距離、法面距離和水平距離三種來描述。 對于側(cè)斜井來說，井眼軌道間的最近距離主要用于防碰技術(shù)，法面距離用于 比較實鉆軌道和設(shè)計軌道間的偏離程度，有時也可用于防碰判斷，而對于直 井段法面距離就是水平距離，水平距離則主要用于計算靶心距等方面16。 3.2.2 內(nèi)插法的原理 在描述井眼軌道間的相互關(guān)系時，首先要選擇一個井眼軌道作為基準(zhǔn)或 參考，該井眼軌道可稱為基準(zhǔn)軌道或參考軌道。其余井眼軌道都要與基準(zhǔn)軌 道進行對比，所以可稱為比較軌道。 設(shè)在某個井段上，上、下兩端點分別為 A 點和 B 點。任給一點

33、C（LC(LA,LB)） ， 則有 （3-)( AC AB AB AC LL LL 21） )( ACAAC SSK 而 )cos(cos BAAC RSS )cos(cos BA AB A R K 所以 （3-)( coscos cos AB BA CA AC 22） 坐標(biāo)增量的計算公式為： （3- )sin(sin ACAC rX 23） （3- )cos(cos CAAC rY 24） （3- )sin(sin ACAC RZ 25） 其中 AB AB LL R 180 AB BA R r )cos(cos180 3.2.3 井眼軌道間相互關(guān)系的計算 最近距離 在基準(zhǔn)軌道上任取一點P，經(jīng)

34、比較可以得到比較軌道上距P點距離最近的測 點或計算點A點。如圖 3-2 所示。假設(shè)比較軌道上至P點距離最近的點為C點。 C點所在井段的確定。對于比較軌道上的點C，只要確定井深LC，即可通過 測斜計算方法求得C點各參數(shù)。通常，C 點并不恰好為測點，所以明確井深LC的 大小就得先找到C點所在的井段。 由空間兩點間距離計算公式，可以得到P點至比較軌道上各測點的距離。經(jīng) 比較，可以找到一個測點距P點最近。設(shè)該測點為C點，現(xiàn)設(shè)C點位于A點以下 的井段，其下端點為B點。通過測斜計算A 、B兩點的各參數(shù)均可求得。 圖 3-2 最近距離測試圖 C點井深的確定 在A B井段內(nèi)，可以通過最小距離的定義找到一個迭代

35、公式，計算LC。 由于要求C 、P兩點距離最近，故 （3-0 C dL d 26） 其中為C 、P兩點距離，大小為 （3- 222 PCPCPC ZYX 27） 式中 、分別為C 、P兩點間的北坐標(biāo)、東坐標(biāo)和垂深坐 PC X PC Y PC Z 標(biāo)增量。 將（3-27）式代入（3-26）式，得 （3-0cossinsincossin CPCCCPCCCPC ZYX 28） 其中 ACPAPCPC XXXXXX)( ACPAPCPC YYYYYY)( ACPAPCPC ZZZZZZ)( 式中： 、： C點的井斜角和方位角； C C 、：A、C兩點間的北坐標(biāo)、東坐標(biāo)和垂深坐標(biāo)增量。 AC X AC

36、 Y AC Z (XA,YA,ZA)和(XP,YP,ZP)可由測斜計算求得，而、和 C C AC X AC Y 可由（3-21）（3-25）式確定。 AC Z 在（3-28）式中，各參數(shù)都是 LC的函數(shù)，可用如下方法求解。 令 CPCCCPCCCPC ZYXfcossinsincossin 選擇弦截法求得LC。 AB ABBA C ff fLfL L 不斷求得一系列的LC，直到所求得的 LC滿足等式(3-28)為止。 C點坐標(biāo)參數(shù)的確定 LC確定后，就可代入測斜計算方法中，通過（3-21）（3-25）式求得 、和，從而算出C點坐標(biāo)參數(shù)。 AC X AC Y AC Z ACAC XXX ACAC

37、 YYY ACAC ZZZ 最小距離min的確定 由空間兩點間的距離公式，得 （3- 222 minPCPCPC ZYX 29） 3.2.4 水平距離計算 圖 3-3 水平距離測試圖 如圖 3-3 所示，過基準(zhǔn)軌道上任一點P作一水平面，交比較軌道于C點，則 有 （3- PC ZZ 30） P、C兩點間的距離即為水平距離。經(jīng)比較容易得到比較軌道上相鄰兩點 A、B，使其滿足： （3-0)()( PBPA ZZZZ 31） 這樣，便找到了C點所在的井段。當(dāng)=或=時，A點或B點就是所 A P Z B Z P Z 求的C點。C點的垂深坐標(biāo)可表示為： （3- ACAC ZZZ 32） 由（3-30）式得出

38、： （3- APAC ZZZ 33） 由于A、B、P點處的軌道參數(shù)是已知的，所以可將（3-25）式和（3-33）式 聯(lián)立，從而確定出C點的坐標(biāo)參數(shù)。 于是，水平距離可用下式計算 （3- 22 PCPChor YX 34） 3.2.5 井眼軌道間相對位置的方向角計算 描述井眼軌道間的相互關(guān)系，僅有最近距離、法面距離和水平距離是不夠的， 還要有表示它們相對位置的方向角20。 最近距離方向角 在描述井眼軌道間的最近距離時，可以用傾斜角和傾斜方向角來表示 它們之間的相對位置。 （3- 22 PCPC PC YX Z tg 35） （3- PC PC P X Y tg )( 36） 如圖 3-2 所示。

39、它們的物理意義是：當(dāng)站在P點看C點時，C 點位于 P 點方 位線右側(cè)角度的方向上，其仰角為 。若結(jié)合最近距離，則C點被唯一確定。 水平距離方向角 由于水平距離是在水平面內(nèi)表述的，顯然用水平距離方向線與正北方向的夾 角來描述水平距離的方向角比較方便。在某種意義上，它類似于井眼軌道的 方位角。如圖 3-3 所示。 于是，有 （3- PC PC X Y tg 37） 井眼軌道防碰判斷 井眼軌道防碰判斷方法很多，直接判斷法簡單、方便，適合現(xiàn)場側(cè)斜施工人 員的需要。直接判斷法是在計算出測點與比較軌道的最短距離后，根據(jù)現(xiàn)場施工 人員的經(jīng)驗確定各井段安全距離作出防碰判斷的一種方法。 第 4 章 側(cè)斜井井眼軌

40、跡預(yù)測及控制方法 4.1 側(cè)斜井井眼軌跡預(yù)測 在側(cè)斜修井過程中，井眼軌道預(yù)測是一項重要技術(shù)。在實際計算中，可以把 井眼預(yù)測問題轉(zhuǎn)化為一些數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)學(xué)模型中的假設(shè)和推導(dǎo)進行軌道預(yù)測。 而預(yù)測的基本實現(xiàn)思想就是利用已有資料推算出設(shè)計點或?qū)@至點的井斜角預(yù)測 值和方位角預(yù)測值，由測斜計算方法求出預(yù)測的參數(shù)，計算出最小距離、法 面距離、平面距離來表達井眼軌道間關(guān)系，進而達到防碰預(yù)測的目的。 根據(jù)預(yù)測模型中預(yù)測點和最下測點之間距離的大小，可以把預(yù)測大致分為短 測段預(yù)測和長測段預(yù)測21。對于短距離的情況，可采用短距離預(yù)測，而對于較長 距離的情況就采用長測段預(yù)測。 影響井眼軌道的因素。 影響井眼軌道的

41、因素是一個多元的復(fù)雜系統(tǒng)。研究表明井眼軌道的形成與下 列因素有關(guān)： a.下部鉆具組合 b.鉆進技術(shù) c.地層因素 d.井眼幾何參數(shù) e.動態(tài)因素 盡管影響井眼軌跡的因素很多，而且有些因素難以把握，但是對于給定的鉆 具組合和鉆進參數(shù)，由于在一定的井段范圍內(nèi)地層巖石的性質(zhì)一般變化不大，所 以井眼軌道往往呈現(xiàn)特定的變化規(guī)律，這一點對于長測段預(yù)測是十分重要的條件。 井眼軌道數(shù)學(xué)模型的選擇 由于井眼軌道往往呈現(xiàn)特定的變化規(guī)律，所以在研究井眼軌道時，可以根據(jù) 這一變化規(guī)律提出假設(shè)，建立數(shù)學(xué)模型，比較準(zhǔn)確、方便的是曲率補償模型。即 采用這種模型對短測段進行預(yù)測。 曲率補償預(yù)測模型 曲率補償預(yù)測模型是建立在定

42、曲率模型基礎(chǔ)上，并利用最后兩個測段的曲率 變化進行修正的一種模型。 根據(jù)定曲率預(yù)測模型，采用曲率半徑法，假設(shè)垂直剖面圖上的曲率和水 H K 平投影圖上的曲率均為常數(shù)。于是 A K 12 12 1212 LL KKH 23 23 1223 LL KKH 12 21 12 12 12 12 coscos HA K SS K 23 12 23 23 23 23 coscos HA K SS K 而 )( 231223 LLKH )cos(cos)( 32 12 12 2231223 H A A K K SSK 因此 （4-)( 12 12 23 23 LL LL 1） （4-)( coscos co

43、scos 12 21 32 23 2） 而最后測點處的井斜角和方位角是已知的，從而可得最后測點處井斜角和方 位角的實測值與預(yù)測值的偏差為： )()( 23122333 LLKA )( coscos coscos )( 12 21 32 2333 井斜變化率的偏差和方位變化率的偏差分別為： 23 33 LL K 23 33 SS KK 預(yù)測段估計的井斜變化率和 曲率 KA的估計值應(yīng)為： KKK 23 AAA KKK 23 因此,有 （4-)( 33 LLK 3） （4- ) cos(cos )( 3333 K K SSK A A 4） （4-4）式可整理為： （4- 32 2 23 23 33

44、coscos coscos )( LLK 5） 其中 （4- 12 32 23 23 )(2 LLLL K 6） （4-)( coscos coscos )(2 12 21 32 23 7） 如果在給定的井段內(nèi)，僅有兩個測點則曲率補償預(yù)測模型就退化為定曲率預(yù) 測模型。待出現(xiàn)第三個測點后，便可以實現(xiàn)誤差補償?shù)倪B續(xù)預(yù)測。 4.2 側(cè)斜井井眼軌跡控制方法 4.2.1 地層巖石特性分析 地層巖石特性是影響鉆井效率的重要因素。特別是在側(cè)斜鉆井中，在井底鉆 頭所受的力一定情況下，地層巖石各向異性是影響井眼軌跡控制的主要因素。鉆 頭在地層中鉆進時，鉆遇不同的地層或同一地層的不同方向，即使鉆井參數(shù)和措 施相同

45、，井眼軌跡也不完全相同。 假設(shè)鉆頭的各方向切削能力相同，即各向同性鉆頭，所鉆地層為橫觀各向同 性，因此，巖石各向異性系數(shù)為： （4- 1 2 D D Ir 8） 式中： D2：平行于地層層面方向上的巖石可鉆性； D1：垂直地層層面方向上的巖石可鉆性。 為了推導(dǎo)鉆速方程的方便，區(qū)別于魯賓斯基定義的各向異性指數(shù)（h） 。它的 關(guān)系如下： （4-hIr1 9） 根據(jù)鉆井過程中力與位移的關(guān)系，巖石可鉆性相當(dāng)于在某一方面上的鉆進效 率，因此有： （4- 2 2 2 F R D 10） （4-11） 1 1 1 F R D 式中： R2，R1：分別為地層的層面方向和垂直地層層面方向上的鉆速； F2，F(xiàn)1：

46、分別為平行地層層面和垂直地層層面方面的作用力。 Ir的定義域及其鉆井特征如下討論： Ir=0：地層只能沿垂直層面鉆進； Ir1：地層沿下傾方向鉆進； Ir：地層只能沿層面鉆進。 地層各向異性系數(shù) Ir，既可由室內(nèi)實驗測定，也可由井史資料反求。由于實 驗條件和設(shè)備等因素的限制，使得室內(nèi)測定的結(jié)果很難用于實際鉆井中，但它有 助于理論研究。用井史資料反求 Ir，比較容易實現(xiàn)，也比較符合井下的實際條件， 但其結(jié)果的準(zhǔn)確性取決于所用模式和井史資料的可靠程度。 4.2.2 鉆頭與地層相互作用分析 在實際鉆井中，利用鉆柱力學(xué)三維分析，求出鉆頭的受力和鉆頭的偏轉(zhuǎn)角。 即在一定的鉆柱組合和鉆進參數(shù)，鉆頭的鉆進方

47、向，將取決于鉆頭與地層相互作 用的結(jié)果。考慮到地層和鉆頭都具有各向異性的情況，則鉆頭的前進方向?qū)⑴c鉆 頭所受的合力、鉆頭指向及地層傾角、傾向等因素有關(guān)。根據(jù)鉆頭各向異性和巖 石各向異性的定義，按照正交坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，考慮鉆井過程中力與位移 的關(guān)系，可以建立側(cè)斜井眼軌跡控制的三維鉆速方程如下： （4-12） FBDIDIBKR TT rb 式中： z y x R R R R Rx，Ry，Rz：分別為井眼軸線坐標(biāo)系下的鉆速分量； z y x F F F F Fx，F(xiàn)y，F(xiàn)z：分別為井眼軸線坐標(biāo)系下的鉆頭力分量； K：地層綜合可鉆性系數(shù)； b bb I II 00 00 001 r rr I

48、II 00 00 001 333231 232221 131211 ddd ddd ddd D cossincossinsin sincoscoscossin 0sincos B ，：分別為鉆頭偏轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)角在 YOZ 面上的投影分量。 根據(jù)以上公式，分別考慮井斜方向和方位方向的平衡關(guān)系，通過推導(dǎo)和簡化， 可以得到井斜和方位兩個方向上的地層力計算模型，我們分別稱為地層變井斜力 和地層變方位力。表示如下： 地層變井斜力 （4-13） PkP IAI ggI F rr r f 1 1 3111 地層變方位力 （4-14） PkP IAI ggI F rr r f 1 1 2111 式中： P：鉆壓

49、； ：與地層參數(shù)、井眼軌跡參數(shù)有關(guān)的系數(shù)； ：地層造斜系數(shù)和方位漂移系數(shù)。 kk , cossinsincoscos 11 g sinsin 21 g cossincossincos 31 g 為井斜角，為地層傾角， 為方位角， 為地層上傾方位角點。 。 地層變井斜力和地層變方位力的矢量合成就是地層力 Ff： （4-15） 22 fff FFF 地層變井斜力和地層變方位力是影響側(cè)斜井井眼軌跡控制的主要因素。當(dāng)鉆 具結(jié)構(gòu)一定，鉆頭各向同性切削的條件下，側(cè)斜井井眼軌跡的方向就取決于地層 變井斜力和地層變方位力。 4.2.3 側(cè)斜井井眼軌跡控制 以上建立的地層變井斜力和地層變方位力是分析地層對井眼軌

50、跡影響的基礎(chǔ)， 一般情況下，地層變井斜力越大，地層對井斜的影響越大，當(dāng)?shù)貙幼兙绷榱?時，地層對井斜的作用消失；同樣，地層變方位力越大，地層對方位的影響越大， 當(dāng)?shù)貙幼兎轿涣榱銜r，地層對方位的作用消失。因此，下面分別分析不同井眼 情況和地層各向異性對他們的影響。 井眼相對位置（r）對地層變井斜力和地層變方位力的影響 由以上公式可以看出，若其它參數(shù)不變，地層變方位力和地層變井斜力主要 與井眼方位線和地層上傾方位線的夾角r有關(guān)。地層變井斜力和地層變方位力隨 r呈曲線分布。Ff近似于正弦變化，而Ff近似于余弦變化。下面分析幾種特殊 情況。 當(dāng)時，說明當(dāng)前井眼方向和地層上傾方向相同，地層變方位力消

51、失，0r 而地層變井斜力取得最大值。這時地層力表現(xiàn)為全力變井斜，對方位沒有影響。 實際上這時三維問題已退化為二維問題。 當(dāng)時，可近似地認為Ff=0。因此，當(dāng)前井眼方位大于地層上傾方位， 2 r 且二者相差 90時，地層變井斜力很小，而地層變方位力取得最大值。這時地層 力表現(xiàn)為全力變方位。 當(dāng)時，這時井眼方向正好背離地層上傾方向，使得地層變斜力取得最r 小值，而地層變方位力消失。這時地層力的作用使井斜減小。 當(dāng)時，這時地層力的作用只改變井眼方位，并使其增加。 2 3 r 巖石各向異性系數(shù)對地層力的影響 當(dāng) Ir在（0，1）變化時，隨著Ir的 增大，F(xiàn)f下降，直至為零；當(dāng)Ir在（1，）時，隨著Ir

52、的增加，F(xiàn)f略為增大， 并且地層力的作用方向有所改變。另外Ir在（0，1）內(nèi)變化時，F(xiàn)f下降得較快。 這說明隨著地層各向異性程度加強，它對地層力的影響程度也加強。同時還可看 出，隨著鉆壓P的增大，曲線變化率增加，說明Ir對Ff的影響加強。由此得出 地層各向異性對地層的影響隨著各向異性程度的加強而增加。 當(dāng)?shù)貙幼兙绷偷貙幼兎轿涣Φ挠嬎隳Ｐ痛_定后，我們可以根據(jù)鉆井力學(xué) 平衡關(guān)系，分別確定井斜平面和方位平面內(nèi)的合力為： 井斜平面內(nèi)： FFi 方位平面內(nèi)： FFi 以上的合力模型就是側(cè)斜井井眼軌跡控制的模型。側(cè)斜井井眼軌跡控制的方 法就是通過計算和調(diào)整鉆進時的井斜和方位兩個方向上的合側(cè)向力，根據(jù)需

53、要調(diào) 整井眼軌跡。當(dāng)F大于零時，井斜增加，當(dāng)F小于零時，井斜減小；同理，當(dāng) F大于零時，方位增加，當(dāng)F小于零時，方位減小。因此，在實際鉆井施工中， 既可以通過側(cè)向力的大小來預(yù)測井眼軌跡，也可以根據(jù)井眼軌跡的變化需要，調(diào) 整側(cè)向力的大小，從而達到側(cè)斜井井眼軌跡控制的目的。 第 5 章 側(cè)斜井現(xiàn)場試驗配套技術(shù)研究 5.1 鉆頭類型的優(yōu)選 根據(jù)長垣地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造，上部地層多為較軟的泥巖，可鉆性較好，應(yīng)用刮 刀鉆頭進行側(cè)斜時由于螺桿工作條件的限制，傳遞的扭矩有限，對螺桿和設(shè)備的 損害較大，應(yīng)用 PDC 鉆頭容易產(chǎn)生泥包，使鉆進速度變慢，因此，選用銑齒的 215P2 牙輪鉆頭較為合適，在側(cè)斜后的穩(wěn)斜段和

54、降斜段鉆進時，由于下部地層 變?yōu)橹熊浐椭杏材鄮r和砂巖地層，較適合 PDC 鉆頭，機械鉆速快，且由于 PDC 鉆 頭的自銳性、與地層的接觸面積及其特有的降斜作用，從而可實現(xiàn)穩(wěn)斜和降斜的 要求。所以，上部地層側(cè)斜時選用 215P2 牙輪鉆頭，穩(wěn)斜和降斜段選用 PDC 鉆 頭。 5.2 鉆具組合設(shè)計 鉆具組合設(shè)計是保證側(cè)斜井順利施工的關(guān)鍵，根據(jù)側(cè)斜井的鉆進特點，應(yīng)用 鉆柱力學(xué)分析程序進行了鉆具結(jié)構(gòu)分析，得出鉆具結(jié)構(gòu)如下： 側(cè)斜段： 215 牙輪（P2）鉆頭+165 螺桿1 根+1.750彎接頭+159 無磁鉆鋌1 根+159 鉆鋌3 根+127 鉆桿 穩(wěn)、降斜段： 200PDC 鉆頭+159 無磁鉆

55、鋌1 根+159 鉆鋌1 根+198 螺扶+159 鉆鋌1 根+198 螺扶+159 鉆鋌9 根+127 鉆桿 5.3 側(cè)斜井實鉆軌道監(jiān)控 在完成側(cè)斜井的井身剖面設(shè)計后，可以根據(jù)不同軌道類型結(jié)合所要求的施工 工藝技術(shù)，選擇合適的鉆井參數(shù)和工藝，進行實際施工作業(yè)。 直井段 首先進行取套作業(yè)，取套深度一般為 300m-450m，取出套管以后修整井壁。 然后進行打水泥塞作業(yè)。水泥塞長度不低于 50m，侯凝后鉆掉混漿段至致密水泥 塞井段。目前一部分側(cè)斜井使用了新研制的 210mm 裸眼斜向器（如圖 5-1）代 替水泥塞，但使用條件是必須在井眼條件好無坍塌井段，井徑規(guī)則，井眼直徑在 230mm260mm

56、 之間，且在穩(wěn)定致密的泥巖段。首先把裸眼斜向器下入到套管頂部， 定向后鎖定轉(zhuǎn)盤，開泵矛定和丟手完成斜向器的座封，然后定向側(cè)斜。裸眼斜向 器的優(yōu)點是不需要打水泥塞，工序銜接緊密，每口井可節(jié)約水泥候凝時間 1-1.5 天，取得了很好的效果，今年預(yù)計推廣 50 口井。 裸眼斜向器的主要使用步驟是： a.下斜向器到預(yù)定深度，鉆具結(jié)構(gòu)為：斜向器+無磁鉆鋌+127 鉆桿； b.下測斜儀測量工具面裝置角； c.根據(jù)設(shè)計方位調(diào)整裝置角； d.用大泵蹩壓，當(dāng)泵壓升到 3MPa 時，錨定體上的錨錨定在井壁上，當(dāng)泵壓 升到 8MPa 時，丟手與斜面脫離，斜面留在井底； e.下鐘擺鉆具至工作面位置，鉆頭在工作面導(dǎo)向作

57、用下沿工作面方向側(cè)斜。 圖 51 裸眼斜向器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 側(cè)斜段 下入鉆具組合如下： 215mm 牙輪+165mm 螺桿+1.750彎接頭+159mm 無磁鉆鋌+159mm 鉆鋌 3+127mm 鉆桿 鉆具下井后，循環(huán)調(diào)整修井液性能，使粘度保持在 3545 秒，同時連接隨 鉆側(cè)斜儀器進行井眼定向和監(jiān)測，依據(jù)設(shè)計側(cè)斜方位，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，根據(jù)儀器顯示 數(shù)據(jù)調(diào)整井下工具面位置，進行側(cè)斜鉆進。同時結(jié)合井眼軌跡控制方法研究結(jié)論， 考慮本井的地層傾角和傾向進行方位提前角的預(yù)留（一般20 度） ，即方位預(yù)計 右漂移，實鉆方位要小于設(shè)計方位 20 度，方位預(yù)計左漂移實鉆方位要大于設(shè)計 方位 20 度。然后鎖定轉(zhuǎn)盤，

58、開泵鉆進。鉆進參數(shù)為： 排量：首先考慮到螺桿承受最大排量的限制，限定排量 28-30L/s。 鉆壓：進行側(cè)斜時考慮要在井壁上形成新臺階，鉆壓不宜過大，控制在 5- 10KN。鉆進 10 米后，調(diào)整到 10-30KN，鉆進 20 米后，鉆壓調(diào)整到 30-50KN，這 時，隨鉆監(jiān)測系統(tǒng)可以監(jiān)測到約 6 米的新井眼，觀察井斜變化范圍，繼續(xù)鉆進 30 米時，如井斜顯示 1.8-2.0 度（此時井底已接近 2.8 度） ，鉆速均勻，修井液無 鈣浸，返出的巖屑 50%以上為新井眼巖屑，經(jīng)計算這時新老井眼的內(nèi)側(cè)距離約為 0.6 米，表明已側(cè)出原井眼完成側(cè)斜段施工。 穩(wěn)、降斜段采用 PDC 鉆頭與雙鐘擺鉆具組

59、合，其鉆具組合為：200PDC 鉆頭 +159 無磁鉆鋌1 根+159 鉆鋌1 根+198 螺扶+159 鉆鋌1 根+198 螺扶+159 鉆鋌9 根+127 鉆桿 由于在實際施工時新老井眼相距較近，為防止新老井眼相碰，必須進行穩(wěn)斜 鉆進，經(jīng)實踐在穩(wěn)、降斜段采用同一種鉆具組合通過調(diào)整鉆井參數(shù)可實現(xiàn)雙重作 用。 穩(wěn)斜段 由于鐘擺鉆具具有降斜作用，特別是在大鉆壓下由于鐘擺力隨著鉆壓的增大 而增大，隨著鉆壓的減小而減小，所以，當(dāng)鉆壓在 50KN 時，螺扶下部鉆具會產(chǎn) 生一次彎曲，產(chǎn)生微增斜效果，由于 PDC 鉆頭本身具有降斜作用，二者相疊加從 而實現(xiàn)了穩(wěn)斜作用。鉆進參數(shù)：鉆壓： 50KN 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速：

60、檔 排量：30- 32L/s ，穩(wěn)斜 50 米，可進行降斜。 降斜段 穩(wěn)斜段鉆進施工后，如要保持井斜角不變就會使井底水平位移超標(biāo)造成脫靶， 所以必須進行降斜，利用原 PDC 鉆頭與雙鐘擺鉆具組合，調(diào)整鉆進參數(shù)，鐘擺力 在一定鉆壓下加大，使井斜降低達到降斜作用，實現(xiàn)一種鉆具組合完成穩(wěn)斜和降 斜的雙重效果，減少了一次起下鉆換鉆具操作，縮短了修井周期。 鉆進參數(shù)：鉆壓：80-100KN；轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速：檔；排量：30L/s。 在降斜過程中要用電子單點側(cè)斜儀器及時進行井眼軌跡的測量，利用側(cè)斜井 計算機軟件進行軌道預(yù)測，發(fā)現(xiàn)方位產(chǎn)生漂移要及時調(diào)整參數(shù)，當(dāng)方位偏大時要 把轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速降低到檔鉆進，如方位偏小時把轉(zhuǎn)盤