大位移水平井軌道優(yōu)化設(shè)計研究

杜青云 壽翔 袁小平

【摘要】為實現(xiàn)安全優(yōu)質(zhì)快速鉆井，減少井眼軌跡控制的難度和工作量，針對歧口凹陷大位移水平井ZH68-10L井的地質(zhì)特點，設(shè)計了“三增”井眼軌道剖面，將軌道設(shè)計值與landmark計算值進(jìn)行對比；計算了起下鉆、旋轉(zhuǎn)鉆井、滑動鉆進(jìn)等不同工況下的摩阻扭矩值，據(jù)此優(yōu)選出最優(yōu)井眼軌道?！娟P(guān)鍵詞】水平井 軌道設(shè)計 摩阻扭矩 landmark

歧口凹陷位于黃驊坳陷中區(qū)，是黃驊坳陷最大的生油凹陷，勘探面積近3000km2。2011年，大港油田展開了斜坡區(qū)巖性油氣藏和潛山油氣藏勘探工作。本文對珵海斜坡大位移水平井ZH68-10L井進(jìn)行軌道設(shè)計，然后利用landmark軟件進(jìn)行理論摩阻扭矩計算，優(yōu)選設(shè)計出合適的井眼軌道。

1 ZH68-10L井基本情況

ZH68-10L井目的層為沙河街組砂三段砂巖儲層，靶點垂深4300米。其鉆探目的為落實珵海斜坡沙一下白云巖儲層的含油氣情況，實現(xiàn)對珵海區(qū)塊的滾動開發(fā)。

2 井身剖面的選擇

為了有效地保障水平井軌跡控制的成功率及中靶精度，形成了“直-增-增-增-平”的連增復(fù)合型“三增”式剖面。“三增”式剖面井眼軌跡圓滑，摩阻扭矩較小，環(huán)空間隙較大，有利于安全鉆進(jìn)，降低水平段施工難

度 [1]-[4] 。

3 井眼軌道設(shè)計結(jié)果

根據(jù)井眼軌道設(shè)計的原則及相關(guān)公式，設(shè)計了造斜點在1100m的“三增”式井眼軌道，然后使用landmark軟件對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行了對比。設(shè)計結(jié)果如表1所示。

從以上結(jié)果對比可知，兩種方法計算結(jié)果大致相同，井深、造斜率等計算數(shù)據(jù)相差很小，說明計算方法是準(zhǔn)確的。

4 井眼軌道摩阻扭矩計算結(jié)果

針對前面設(shè)計的井眼軌道，對其摩阻扭矩進(jìn)行了計算分析[5]。

設(shè)計完鉆鉆具組合為216mm鉆頭+動力鉆具+203mm無磁鉆鋌+127mm無磁鉆鋌+127mm加重鉆桿+127mm鉆桿。在計算中鉆井液密度取1.3g/cm3，摩阻系數(shù)取2.5，計算時設(shè)鉆頭在技術(shù)套管內(nèi)。計算了起下鉆、旋轉(zhuǎn)鉆井、滑動鉆進(jìn)等不同工況下的摩阻扭矩值。軌道轉(zhuǎn)盤面扭矩和大鉤載荷的對比結(jié)果如表2所示。

圖1 計算得到的井眼軌道垂直剖面圖5 結(jié)論

（1）相對于 “雙增”剖面，“三增”剖面井眼軌跡圓滑，摩阻扭矩較小，有利于安全鉆進(jìn)，為井眼軌跡控制創(chuàng)造有利條件。

（2）比較了 “三增”剖面軌道節(jié)點計算值與landmark設(shè)計值，數(shù)據(jù)相差較小，說明計算方法是正確的。

（3）計算了不同工況下設(shè)計軌道的摩阻扭矩值，結(jié)果顯示不同工況下的大鉤載荷與轉(zhuǎn)盤面扭矩均較小，因此選取該軌道作為最優(yōu)井眼軌道。

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作者簡介

杜青云，1988年出生，男，碩士研究生，現(xiàn)主要從事鉆井工程技術(shù)研究工作。