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定向井工程设计

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1 1 第一节 定向井、水平井二维轨道设计 一、设计原则: 一口定向井的总设计原则,应该是能保证实现钻井目的,满足采油工艺及修井作业的要求,有利于安全、优质、快速钻井。在对各个设计参数的选择上,在自身合理的前提下,还要考虑相互的制约。要综合地进行考虑。 (一 )选择合适的井眼形状 复杂的井眼形状,势必带来施工难度的增加,因此井眼形状的选择,力求越简单越好。 从钻具受力的角度来看:目前普遍认为,降斜井段会增加井眼的摩阻,引起更多的复杂情况。如图所示(2-1-1),增斜井段的钻具轴向拉力的径向的分力,与重力在轴向的分力方向相反,有助于减小钻具与井壁的摩擦阻力。而降斜井段的钻具轴向分力,与重力在轴向的分力方向相同,会增加钻具与井壁的摩擦阻力。因此,应尽可能不采用降斜井段的轨道设计。 图 2-1-1 (二 )选择合适的井眼曲率 井眼曲率的选择,要考虑工具造斜能力的限制和钻具刚性的限制,结合地层的影响,留出充分的余地,保证设计轨道能够实现。 在能满足设计和施工要求的前提下,应尽可能选择比较低的造斜率。这样,钻具、仪器和套管都容易通过。当然,此处所说的选择低造斜率,没有与增斜井段的长度联系在一起进行考虑。 另外,造斜率过低,会增加造斜段的工作量。因此,要综合考虑。 常用的造斜率范围是4° -10° /100 米 (三)选择合适的造斜井段长度 造斜井段长度的选择,影响着整个工程的工期进度,也影响着动力钻具的有效使用。 12 若造斜井段过长,一方面由于动力钻具的机械钻速偏低,使施工周期加长,另一方面由于长井段使用动力钻具,必然造成钻井成本的上升。所以,过长的造斜井段是不可取的。 若造斜井段过短,则可能要求很高的造斜率,一方面造斜工具的能力限制,不易实现,另一方面过高的造斜率给井下安全带来了不利因素。所以,过短的造斜井段也是不可取的。 因此,应结合钻头、动力马达的使用寿命限制,选择出合适的造斜段长,一方面能达到要求的井斜角,另一方面能充分利用单只钻头和动力马达的有效寿命。 (四)选择合适的造斜点 造斜点的选择,应充分考虑地层稳定性、可钻的限制。尽可能把造斜点选择在比较稳定、均匀的硬地层,避开软硬夹层、岩石破碎带、漏失地层、流沙层、易膨胀或易坍塌的地段,以免出现井下复杂情况,影响定向施工。 造斜点的深度应根据设计井的垂深、水平位移和选用的轨道类型来决定。并要考虑满足采油工艺的需求。 应充分考虑井身结构的要求,...

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