长水平段大位移井井眼轨道优化设计.pdf

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1、50探矿工程(岩土钻掘工程)2011年第38卷第7期长水平段大位移井井眼轨道优化设计窦玉玲(胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营257017)摘要：摩阻和扭矩是制约长水平段大位移井水平段延伸的主要因素，井眼轨道优化是减小钻具摩阻和扭矩的方法之一。模拟了不同造斜率和靶前位移情况下长水平段大位移井的摩阻和扭矩，分析了不同轨道类型对摩擦系数的敏感性。结果表明，长水平段大位移井应优先选用较低造斜率的轨道，无特殊需要时尽量简化轨道类型。关键词：水平井；大位移井；长水平段；井眼轨道；优化设计中图分类号：TE243文献标识码：A文

2、章编号：1672—7428(2011)07—0050—03OptimizingDesignofWellTrajectoryforExtendedReachWellwithLongHorizontalSection／DOUYu—ling(Sheng—liDrillingTechnologyResearchInstitute，DongyingShandong257017，China)Abstract：Frictionandtorquearemainfactorsthathinderextendingoflonghorizo

3、ntalsectionwel1．Optimizationofwelltrajectoryisonewaytoreducefrictionandtorque．Frictionandtorqueofvariouswellprofileswithdifferentbuild—uprateanddifferentdisplacementbeforetargetarecalculated，andtheinfluenceoffrictioncoeficientonvariouswellprofilesisan—alyzed．The

4、resultsshowthatlowbuild—uprateandsimpletrajectoryaresuitableforextendedreachhorizontalwellwithlonghorizontalsection．Keywords：horizontalwell；extendedreachwell；longhorizontalsection；welltrajectory；optimizingdesign长水平段大位移井的突出特点是水平位移大、裸1井眼轨道优化设计模拟分析眼井段长，施工中钻柱和套管柱在井眼

5、内的摩阻和扭1．1造斜率对摩阻和扭矩的影响矩大j。长水平段大位移井与常规大位移井有着本对造斜率分别为7．5。、15。、2O。和准悬链线轨道质的区别，后者的水平位移长主要体现在靶前位移进行摩阻和扭矩的模拟分析，轨道基本数据见表1。大，前者则主要体现在水平段长度大。对于常规大位分析条件：钻头扭矩4011N·ITI；复合钻进钻压120移井而言，由于其靶前位移大，井眼轨道的造斜点、稳kN；滑动钻进钻压80kN；钻井液密度1．05am。；斜角、造斜率和轨道类型可选择的范围很大，井眼轨钻井液塑性粘度18mPa-S；钻井液动切力l0

6、Pa；道优化的空间也很大J。长水平段大位移井因水套管内摩擦系数0．15；裸眼段摩擦系数0．2。模拟平段很长，靶前位移一般不宜太大，否则井底水平位结果见表2。移会更长，从而导致钻井过程中的摩阻和扭矩过大，表1不同造斜率情况下的模拟轨道基本参数严重时钻压难以传递到井底，无法进行正常的钻井施靶前位造斜率造斜点井井深斜井段水平段工。受靶前位移的限制，在大位移井轨道优化中倍⋯移／m(。)／100inm／m长／m长／m受青睐的悬链线轨道的优势难以体现。实践表明，减小造斜率对降低摩阻有较好的效果，但对于长水平段水平井来说，造斜率不能

7、过低，因为过低的造斜率需要较大的靶前位移。因此，长水平段水平井轨道优化的另一个关键是造斜率与靶前位移的平衡。臣造斜率起钻摩阻下钻摩阻钻进扭矩笔者借助现有软件对长水平段大位移井井眼轨⋯(。)／100m／kN／kN／(N·m)道进行了模拟分析，对比了目前常用的几种轨道类型，力求找到造斜率与靶前位移的平衡点，最大限度地优化井眼轨道及降低摩阻和扭矩，为长水平段大位移井的设计、施工提供指导。由表2可以看出，在靶前位移相同的情况下，随收稿日期：2010—12—28作者简介：窦玉玲(1981一)，女(汉族)，山东青州人，胜利石油管理

8、局钻井工艺研究院工程师，油气井工程专业，硕士，从事钻井技术研究与钻井工程设计工作，山东省东营市东营区北一路827号，douyuling163@163．com。2011年第38卷第7期探矿工程(岩土钻掘工程)5l着造斜率的增大，井眼轨道的摩阻和扭矩逐渐加大，加钻压正常钻进。悬链线轨道因受靶前位移的限制，优势不明显(轨通过对模拟结果进