大偏移距水平井轨迹设计方法研究
摘要：随着钻井技术特别是大偏移距水平井的不断发展，钻井的难度也不断增加，对钻井过程中的力学分析和计算要求越来越高。由于大偏移距水平井需大幅度扭方位作业，加大了轨迹控制的难度，且钻具及套管受力较复杂，摩阻扭矩较大，水平段托压严重，易引发井下事故。针对大偏移距水平井轨迹设计难点，本文通过对大偏移距水平井的定义进行阐述，分析了该类水平井的轨迹设计方法，对今后钻井工程设计及现场施工有一定的指导意义。
关键字：大偏移距；油田；钻井；水平井；
大偏移距水平井的最大特点是水平位移大，裸眼段长，在斜井段的钻探过程中，不仅要增加井斜，还要对方位进行同步调整，极大地增加了钻柱和套管柱在井筒内的摩阻扭矩，严重制约了三维水平井的发展。基于工厂化平台钻井模式普遍应用，水平井井眼轨迹逐渐往大偏移距方向发展。一口井井眼轨迹的好坏很大程度上由井眼“狗腿”度决定。“狗腿”度对摩阻具有很大影响，主要是因为在弯曲井段管柱的刚度效应明显增强，钻柱与井壁间的接触力增大，导致摩阻也随之增大。
一、大偏移距水平井定义
三维水平井是指井口不在水平段方位线上的水平井，其井口到水平段方位线的垂直距离称为偏移距。偏移距大于200m的三维水平井称为大偏移距三维水平井，偏移距介于100~200m的三维水平井成为中偏移距三维水平井，偏移距小于100m的三维水平井称为小偏移距三维水平井。如图1所示，在水平投影图中，靶点A与靶点B构成的靶体与井口坐标O不共线，OD就是其偏移距。OA是水平段的靶前位移，是AD实际有效靶前位移，大偏移距三维水平井在现场施工过程中主要参考有效靶前距AD、偏移距OD及垂深对实钻剖面进行优化，φ是水平井的设计方位角，φA、φB分别是靶点A、靶点B的闭合方位，φD为先期定向方位角。
图1 带靶前位移的大偏移距水平井概念描述图
二、大偏移距水平井轨迹模型分析
1、大偏移距水平井几何评价模型
以往的水平井轨道设计优化及最优控制技术均是建立在数学或力学模型基础上，约束条件多、迭代次数多、计算复杂、无成形软件可供计算，对井眼轨迹实际可优化性及操作性不高。因此本文引入计算简洁、实用性强的三维无因次系数法这一几何模型来定量描述大偏移距水平井井眼轨迹的空间三维程度复杂形态，进而可以评价出不同模型优化下的轨迹剖面优劣。无因次系数值越大，三维水平井井眼轨迹三维程度越高，轨迹曲率越大；反之则越小。
大位移井的修井技术概述
摘要：大位移井的经济效益更高，是目前海上油气田主要的钻井设施。通常情况下，大位移井的水平位移量与垂深比超过2，分为大位移水平井、特大位移井和三维大位移井，大位移水平井的井斜超过86°，而特大位移井的水平位移量与垂深比超过3。由于井斜较大水平段较长，会产生比较大的摩阻，进而引发各种安全事故，因此要高度重视对大位移井的修井技术进行探究，从而有效减少摩擦，提高我国大位移井的维修水平。
关键词：大位；移井；修井技术
引言
大位移井是在定向井水平井基础上发展而来的特殊工艺井，能够满足不同油气层的需求，通过不变方位的大位移井发展为变方位角的大位移井，广泛应用于滩海油田、海上油田和地质条件差的边际油田，属于高精尖的钻井系统。大位移井水平位移较大，能够在很大程度上加强含油面积的控制。与开发同等面积的油田相比较而言，可以有效减少海上和陆地平台钻井数量，能够钻穿多井段的油层，增大油藏泄油面积，从根本上提高单井原油产量，具有较高的经济效益。我国目前大位移井的修井技术还存在不足，因此要针对大位移井修井技术进行深入探究。
1大位移井维修的技术难点
目前在大位移井故障处理中很容易受到吊坠的双重作用，拉力与大摩擦面积沙管管柱的场景形成粘连，储存层中的沙砾进入井筒后，孔隙会被沙粒堵塞，出现粘合现象，要确保清洗液循环解锁，否则会造成故障问题更加复杂。由于摩擦力的水平会随着井斜角的增大而增加，通过对管柱与套管接触时的数据进行分析，能够发现尽管大位移井施工水滴率较高，但不容易发生非循环冲洗液，无论是常规井还是大位移井，钻孔清理都必须取决于高修井液技术，确保钻井干净。
2大位移井定向井修井液技术的可靠性分析 2.1拓展置换修井技术
大位移井修井技术非常复杂，每一个问题都与修井液技术密切关联。针对这一问题可以采用平行孔净化井筒，稳定润滑、摩擦等施工措施，使得修井的复杂性明显下降，提高修井成功率。在拓展置换井修井技术中利用正向胶聚合物混合油液修井具有较强的正粘膜性，当正交用量超过一定值后，黏度难以控制，高黏度很容易在井壁形成挡土墙，增加了钻具和连接井之间的接触面积。黑胶储存时间更长，电学性能会逐渐减少直至消失，影响使用效果，因此从技术方面考虑对原修井液技术的大排量井缺陷进行深入研究，有效提高修井液在修井过程中的摩阻，大排量井也能最大程度上使储存层裸露在地层中的第一接触流体会遇到非常规的地质问题，包括异常高温、高压地层、湿温地层等，增加大位移井的施工难度。
大位移水平井的技术进展
Cock.,DA;张杨松
【期刊名称】《国外钻井技术》
【年(卷),期】1998(013)003
【总页数】7页(P6-11,18)
【作 者】Cock.,DA;张杨松
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中 文
【中图分类】TE243
【相关文献】
1.超浅层大位移水平井钻完井技术及应用 [J], 赵志超;邱琨祁
2.定向井技术在乐东某气田超浅大位移水平井中的应用 [J], 贺静川;叶林志;倪文斌
3.大位移水平井钻井技术难点及策略 [J], 朱玉磊
4.套管漂浮技术在渤海浅层大位移水平井中的应用 [J], 刘晓思;李文博;林海
5.渤海油田浅层大位移水平井钻井关键技术研究 [J], 张磊;张羽臣;董平华;岳明;侯欣欣
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第２３卷第】期 ２００２年１月 石 油 学 报 ＡＣＴＡ ＰＥＴＲＯＬＥｆ ＳＩＮＩＣＡ ２３ Ｎｏ １ Ｊａｎ． ２００２
文章编号：０２５３ ２６９７（２００２）０１—００８３ ０５
大位移井钻井技术风险评价与分析
雍岐东 付建红 肖芳淳 施太和 雍歧卫
１解放军后勤工程学院油抖管理系重庆４０００１６ｉ ２西南石油学院石油工程系 四 ｌ Ｊｌ南充６３７００１）
摘要：提出了太位移井钻井技术风险的多因素综合评价方法 功敏评价系数体系建模，并实现了对该模型的求 解一文中系统研究了功效评价系数体系，为建模提供了科学依据＝所建立的风险评价模型，阐明了多因素与风险 的关系＝通过对典型实例的分析．说明本文方法切实可行，有助于太位移钻井技术风险评价与防范，并为工程师提 供了一个便于操作的风险评价定量化模型＝
关键词：大位移井；钻井技术；风险分析；数学模型；综合评价 中图分类号：ＴＥ２４２ 文献标识码：Ａ
大位移井钻井技术是国外２Ｏ世纪９０年代随着定向井、水平井发展起来的高新钻井技术 １１，目前已成为世
界上各方面的最先进钻井技术研究的前沿课题，既是学术热点，又是开发热点，越来越引起人们的极大关注。 但现场钻井事故时有发生，风险问题依然存在，始终是生产发展的一大障碍。这就引起了人们的高度重视 然 而，对大位移井进行单因素风险评估，在国内外偶有所见 ０ ；对多因素风险综合评价，尤其是对风险问题进
行定量化评价，鲜有报道。因此，本文在功效评价系数体系 的基础上，提出了大位移钻井技术风险多因素综
合评价分析方法，用实际数据对模型结果进行了验证，得到了与其他方法吻合很好而符合实际的结论，使人们 对钻井事故与钻井风险加深了认识，可以积极采取防范措施，对于保护油田气层，提高钻井速度和效益，具有非
常重要的意义。
１ 大位移钻井的基础理论
１．１层次结构
通过调查研究分析，发现大位移钻井技术风险系由钻井风险和后勤保障风险两项组成，前者为目标层，后 者为中问层，两者有“或”的逻辑关系。而钻井风险确与大位移井的关键技术Ｅ 有关，计有水平垂深比风险、下
