[发明专利]一种大偏移距三维水平井井眼轨迹控制方法

说明书

本发明公开了一种大偏移距三维水平井井眼轨迹控制方法，依据靶点垂深、靶前距、偏移距等系列关键参数进行模拟计算，将三维水平井全井段划分为七个控制井段，利用水平井计算软件对关键参数进行模拟计算；钻进过程中强化钻井参数，稳斜段考虑地层自然稳‑增井斜的特点；扭方位段要根据井斜大小，合理选择扭方位方式；最后的水平段控制井斜89‑91度，采用微调方式进行控制；水平段增斜率为0.1‑0.3度/10m之间，预算井底井斜接近91度时进行滑动降斜控制，以防止因井斜变化钻出油层。本发明的井眼轨迹平滑、实钻摩阻扭矩小，可以实现三维轨迹精细控制与入靶、安全快速钻井，对现场大偏移距三维水平井适应性强，具有推广价值。

技术领域

本发明属于钻井工程技术领域，具体涉及一种大偏移距三维水平井井眼轨迹控制方法。

背景技术

随着油气田开发的深入，在黄土塬地貌条件下，井场土地征借与环保审批难度大、建设成本高，为充分利用井场，需要采用大偏移距三维水平井丛开发，以降低开发成本，因此，大偏移距的三维水平井的部署井数逐年增加。大偏移距三维水平是在垂深一定的情况下，井口与水平段投影不在同一条直线上，存在一定的偏移距，这就导致了此类井型偏移距大，实钻摩阻扭矩高、轨迹控制难度大、钻井施工效率低等技术难点，控制技术要求更加精细。目前大偏移距三维水平井的现场施工，虽然基于三维水平井剖面优设计方法的理论依据，但在现场实施过程中缺乏一套精细化、系统化的实钻轨迹控制思路与方法。

本发明从三维轨迹设计与过程控制、钻具组合、钻井参数及新工具应用等方面入手，通过优化轨迹设计、细化过程控制、优选钻具组合、强化钻井参数、配套新工具等系列技术措施，形成优质、快速、精准的三维水平井实钻轨迹控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种大偏移距三维水平井井眼轨迹控制方法，通过从轨迹设计与过程控制、钻具组合、钻井参数几个方面入手，优化轨迹设计、细化过程控制、优选钻具组合、强化钻井参数、合理化配套新工具等系列技术措施，形成优质、快速、精准、安全的三维水平井实钻轨迹控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种大偏移距三维水平井井眼轨迹控制方法，具体操作步骤如下：

步骤1：轨迹设计：依据靶点垂深、靶前距、偏移距等系列关键数据进行模拟计算，将三维水平井全井段划分为七个控制井段，形成七段制设计与控制模式化；七个控制井段由上往下依次为直井段、造斜段、稳斜段、扭方位段、第一增斜段、第二增斜段和水平段；

步骤2：利用水平井landmark计算软件对L1，K1,K2,α关键参数进行模拟计算，将全井段增斜率控制在4.5度-4.8度/30m；若有效靶前距不能满足该增斜率要求，则选择大于或小于靶体方位90度的方位进行纠偏，来延长靶前距；将扭方位段井斜控制在30度以内；如果扭方位段未能完成扭方位，则在增斜段采用增斜加扭方位的方式完成，增斜段剩余方位须小于靶体设计方位15度；

其中，L1：直井段长度；

K1：第一增斜段造斜率；

K2:第二增斜段造斜率；

α：纠偏井斜，即纠偏段控制的井斜；

步骤3：钻进过程中强化钻井参数，以大钻压、大排量、高转速为核心，最大限度发挥设备、动力钻具的效能；造斜段的造斜率控制在6.5度/30m；造斜段的井斜控制在小于纠偏段设计井斜的2-3度；

步骤4：稳斜段考虑地层稳增井斜特点，钻具以小于稳斜段井斜2-3度进入稳斜段，尽可能在这一井段减少滑动，快速钻进；

步骤5：扭方位段要根据井斜大小合理选择扭方位方式，当井斜＞12度，为降低实钻扭方位难度，需先降井斜至12度以内，再进行扭方位，若井斜在12度以内，可直接进行扭方位；