定向井轨迹设计软件_定向井井眼轨迹对钻井、采油工艺的影响
时间：2020-03-07 09:17:22 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘 要] 定向井井眼轨迹种类很多，但基本上可分为直-增剖面，直-增-稳轨迹剖面，直-增-降轨迹剖面三种，其直-增-稳井眼轨迹剖面优点是：井眼轨迹光滑，可加压钻进、机械钻速高、建井周期短，钻井、采油管柱摩阻力小，防止断脱效果好，抽油机载荷小，最大井斜放到目的层有利提高泵效，提高产层面积。直-增-降轨迹形成两个曲率半径是狗腿度较大，无论在钻井工艺还是采油工艺都没有直-增-稳轨迹剖面优越。
[关键词] 定向钻井 井眼轨迹 井斜角 钻井 泵效 产量
2010年底永宁采油厂完成定向斜井5000余口，特别是在双河作业区全部采用定向丛式井组开发，基本上分三种形式。
①直井段-造斜段-增斜段（见图1）。
②直井段-造斜段-增斜段-降斜段（见图2）。
③直井段-造斜段-增斜段-稳斜段（见图3）。
定向井井眼轨迹多种多样，如还有直井段-增斜段-缓降斜段，直井段-增斜段-短稳斜段等。在本作业区应用最多的定向井井眼轨迹就是以上三种形式；其中，用的最多的为图3（直-增-稳），通过十几年的钻井及采油实践证明，无论从定向井钻井、井下安全及后期采油工艺等方面考虑，直-增-稳定向轨迹最为优越。
根据双河油田5000余口定向井统计，其中直-增轨迹的有500余口占10%，直-增-稳轨迹3500余口占66.6%，直-增-降轨迹的有1000余口占23.4%。
井眼轨迹为双扭曲线的定向斜井，对油井后期作业采油速率及采油管柱和抽油杆的受力、磨损、断脱等将产生重大影响，给采油工作带来很大困难。
定向斜井井眼轨迹曲线对钻井速度影响
从井眼控制难度上看，双扭曲线井眼轨迹控制较容易，通过降斜调节余地大易中靶。因此井眼控制技术要求低；从井下安全考虑此类轨迹容易造成井下事故（例如起下钻遇阻、测井遇卡，易形成键槽卡钻、粘卡等），这是因为双扭曲线的曲率中心分别在井眼曲线两侧，出现两个拐点，狗腿度较大井眼轨迹较差。
直-增抛物线类井眼轨迹控制难度较大，但井眼轨迹好，起下钻遇阻较小，且由于直-增轨迹在整个钻井过程中钻压一直较大，因而机械钻速较高、钻头磨损较快、起下钻较多、钻井建井周期过长，成本较高（1600米井深钻井周期约为16-18天）。
从提高钻井速度降低建井周期，提高钻井效益，保护油层来看，经过十几年的科学试验及总结，双河油田合理确定造斜点到造斜段井斜角与自然方位漂移，由后来在直罗底砂岩段造斜提高到洛河组底部，而且对井径扩大率井段得到控制，也解决了测井遇阻难题，实现了直井段、造斜段、增斜段、稳斜段至完井四段，用一只半钻头，起下钻3次，平均1600-1700米井深建井周期提高到9-10天。
从起下钻摩阻看，理论和实践证明最理想的井眼剖面是直-增型，其次是直-增-稳型；起钻摩阻最大的是直-增-降型。一口好的定向井井眼轨迹曲线的选择要受多种因素影响。如造斜点、水平位移、靶心距、地层物性及轨迹控制难易程度，但前提要满足采油工艺对定向井所有一些列要求。
因此从钻井工艺上考虑，采用直-增-稳型井眼轨迹曲线，也有大量时间证明技术成熟、钻井周期短、钻井成本较低、效果显著；所以在油田开发大量推广直-增-稳型井眼轨迹。
定向斜井井眼轨迹对采油工艺的影响。
1、定向斜井井眼轨迹对采油管柱的受力影响
①通过大量的研究，直-增-稳井眼轨迹曲线对起下钻具及生产管柱摩阻力最小、下套管、下油管在空间弯曲的形状显然与井眼轨迹是十分接近的，所以直-增-稳的井眼轨迹对油管、油杆运动摩阻力也是最小。
②直-增-降井眼轨迹剖面形成两个曲率中心在不同的一侧的曲线组成，造成狗腿度较大，使油管、油杆摩阻力加大，造成油管磨穿，油杆易发生断脱等事故。
③双河油田所属特底渗透油田，其特点就是供液不充分，径向渗透率低及渗透速度慢，通常采用措施就是加深泵挂，有序采油（如加深泵挂就是加大产层与井筒的压差，以提高产量）。这也说明采用直-增-降井眼轨迹剖面对中后期加深泵挂采油工艺技术，带来很大不利。
2、定向斜井对深井泵泵效的影响
这个问题长庆油田通过室内模拟试验和现场统计资料所证明，泵挂处在井斜角越大，泵效越低，主要原因是深井泵固定阀延滞关闭造成。
通过双河油田的直井与定向井平均泵效与检泵周期的统计数据。（见表1）
从表1看出定向斜井泵效低于整个区块平均泵效，检泵周期低于全区平均检泵周期；更低于直井泵效，检泵周期也更低于直井检泵周期。所以得出泵挂处的井斜越大其泵效越低，说明井斜角也是影响泵效的重要因素之一。室内试验，当泵效轴倾角小于25°对泵效影响不大，超过25°时则影响泵效。井眼进入产层的井斜角越大油层产量越高，而深井泵的泵效则反而越低，井斜角超过25°则泵效将降低。以上矛盾科通过以下措施解决。
一是将井眼轨迹的井斜角的增量大的部分集中在接近产层位置使泵挂能够长期工作在井斜角绝对值不大的井段。
二是使用阀罩有导向机构的斜井深井泵。
三是给油杆加油杆滑轨式扶正器，来减少油管、油杆磨损，提高泵效。
认识与结论:
此文从钻井工艺、采油工艺两方面讨论了定向斜井井眼轨迹曲线对钻井速度与管柱摩阻及泵效的影响问题。得出以下结论及认识：
结论一、进入目的井斜角越大，则产油量高；但井斜越大泵效越低。双河地区进入目的层井斜控制在30°-40°。加大井眼产层的井斜角，是增加单井产量的重要方法之一；因此采用直-增-稳剖面轨迹。
结论二、为提高泵效把井斜最大段控制在泵挂之下或加油杆油管扶正器提高泵效。
结论三、从减少抽油杆的摩阻力、防止断脱，大斜度进入油层，给泵挂段提供较小井斜段提高泵效，最优的井眼剖面轨迹为直-增-稳剖面。
结论四、加大井眼产层的井斜角，是增加单井产量的重要方法之一；因此采用直-增-稳剖面轨迹。
结论五、泵挂井斜角要小于25°，大于25°时对泵效影响大。
结论六、采用斜井开采特低渗透油层是很有效的方法。
作者简介：
樊振梅，女（1976-）西安石油大学本科毕业，陕西志丹人，延长油田股份有限公司永宁采油厂从事油田勘探开发工作。
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