日日噜噜夜夜爽爽_国产精品青青在线麻豆_亚洲av不卡一区二区三区_性直播视频在线观看黄_国产成人小午夜视频在线观看

第三章 定向井、水平井井身軌跡控制技術(shù)
第一節(jié) 定向井、水平井井眼軌跡控制理論
無論是定向井，還是水平井，控制井眼軌跡的最終目的都是要按設(shè)計(jì)要求中靶。但因水平井的井身剖面特點(diǎn)、目的層靶區(qū)的要求等與普通定向井和多目標(biāo)井不同，在井眼軌跡控制方面具有許多與定向井、多目標(biāo)井不同的新概念，需要建立一套新的概念和理論體系來作為水平井井眼軌跡控制的理論依據(jù)和指導(dǎo)思想。
我們?cè)陂L(zhǎng)、中半徑水平井的井眼軌跡控制模式的形成和驗(yàn)證過程中，針對(duì)不斷出現(xiàn)的軌跡控制問題，建立了適應(yīng)于水平井軌跡控制特點(diǎn)的幾個(gè)新概念。
一、水平井的中靶概念
地質(zhì)給出的水平井靶區(qū)通常是一個(gè)在目的層內(nèi)以設(shè)計(jì)的水平井眼軌道為軸線的柱狀靶，其橫截面多為矩形或圓。我們可以把這個(gè)柱狀靶看成是由無數(shù)個(gè)相互平行的法面平面組成，因此，控制水平井井眼軌跡中靶，與普通定向井、多目標(biāo)井是個(gè)截然不同的新概念，主要體現(xiàn)是:
井眼軌跡中靶時(shí)進(jìn)入的平面是一個(gè)法平面（也稱目標(biāo)窗口），但中靶的靶區(qū)不是一個(gè)平面，而是一個(gè)柱狀體，因此，不僅要求實(shí)鉆軌跡點(diǎn)在窗口平面的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，而且要求點(diǎn)的矢量方向符合設(shè)計(jì)，使實(shí)鉆軌跡點(diǎn)在進(jìn)入目標(biāo)窗口平面后的每一個(gè)點(diǎn)都處于靶柱所限制的范圍內(nèi)。也就是說，控制水平井井眼軌跡中靶的要素是實(shí)鉆軌跡在靶柱內(nèi)的每一點(diǎn)的位置要到位（即入靶點(diǎn)的井斜角、方位角、垂深和位移在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)），也就是我們所講的矢量中靶。
二、水平井增斜井段井眼軌跡控制的特點(diǎn)及影響因素
對(duì)一口實(shí)鉆水平井，從造斜點(diǎn)到目的層入靶點(diǎn)的設(shè)計(jì)垂深增量和水平位移增量是一定的，如果實(shí)鉆軌跡點(diǎn)的位置和矢量方向偏離設(shè)計(jì)軌道，勢(shì)必改變待鉆井眼的垂深增量和位移增量的關(guān)系，也直接影響到待鉆井眼軌跡的中靶精度。
水平井鉆井工程設(shè)計(jì)中所給定的鉆具組合是在一定的理論計(jì)算和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出的，隨著理性認(rèn)識(shí)的深化和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，設(shè)計(jì)的鉆具組合鉆出實(shí)際井眼軌跡與設(shè)計(jì)軌道曲線的符合程度會(huì)不斷提高。但是，由于井下條件的復(fù)雜性和多變性，這個(gè)符合程度總是相對(duì)的。實(shí)鉆井眼軌跡點(diǎn)的位置相對(duì)于設(shè)計(jì)軌道曲線總是會(huì)提前、或適中、或滯后，點(diǎn)的井斜角大小也可能是超前、適中、或滯后。
實(shí)鉆軌跡點(diǎn)的位置和點(diǎn)的井斜角大小對(duì)待鉆井眼軌跡中靶的影響規(guī)律是：
① 實(shí)鉆軌跡點(diǎn)的位置超前，相當(dāng)于縮短了靶前位移。此時(shí)若井斜角偏大，會(huì)使穩(wěn)斜鉆至目的層所產(chǎn)生的位移接近甚至超過目標(biāo)窗口平面的位置，必將延遲入靶，且往往在窗口處脫靶。
② 軌跡點(diǎn)位置適中，若此時(shí)井斜角大小也適中，是實(shí)鉆軌跡與設(shè)計(jì)軌道符合的理想狀態(tài)。但若井斜角大小超前過多，往往需要加長(zhǎng)穩(wěn)斜段，可能造成延遲入靶，或在窗口處脫靶。
③ 軌跡點(diǎn)的位置滯后，相當(dāng)于加長(zhǎng)靶前位移。此時(shí)若井斜角偏低，就需要提高造斜率以改變待鉆井眼垂深和位移增量之間的關(guān)系，往往要采用較高的造斜率而提前入靶。
實(shí)踐表明，控制軌跡點(diǎn)的位置接近或少量滯后于設(shè)計(jì)軌道，并保持合適的井斜角，有利于井眼軌跡的控制。點(diǎn)的井斜角偏大可能導(dǎo)致脫靶或入靶前所需要的造斜率偏高。實(shí)際上，水平井造斜段井眼軌跡控制也是軌跡點(diǎn)的位置和矢量方向的綜合控制，這對(duì)于沒有設(shè)計(jì)穩(wěn)斜調(diào)整段的井身剖面更是如此。
在實(shí)際井眼軌跡控制過程中，我們根據(jù)造斜段井眼軌跡控制的新概念和實(shí)鉆軌跡點(diǎn)的位置、點(diǎn)的井斜角大小對(duì)待鉆井眼軌跡中靶的影響規(guī)律，將造斜井段井眼軌跡的控制程度限定在有利于入靶點(diǎn)矢量中靶的范圍內(nèi)。也就是說，在軌跡預(yù)測(cè)計(jì)算結(jié)果表明有余地、并有后備工具條件時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮動(dòng)力鉆具的一次造斜能力，以提高工作效率，減少起下鉆次數(shù)。
三、井身剖面的特點(diǎn)及廣義調(diào)整井段的概念
根據(jù)長(zhǎng)、中半徑水平井常用井身剖面曲線的特點(diǎn)，剖面類型大致可分為單圓弧增斜剖面、具有穩(wěn)斜調(diào)整段的剖面和多段增斜剖面（或分段造斜剖面）幾種類型，不同的剖面類型在軌跡控制上有不同的特點(diǎn)，待鉆井眼軌跡的預(yù)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)方法也有所不同。
1、 水平井常用井身剖面曲線的特點(diǎn)
① 單圓弧增斜剖面
單圓弧增斜剖面是最簡(jiǎn)單的剖面，它從造斜點(diǎn)開始，以不變的造斜率鉆達(dá)目標(biāo),勝利油田的樊 13- 平 1 井采用了這種剖面。這種剖面要求靶區(qū)范圍足夠?qū)�，以滿足鉆具造斜率偏差的要求，除非能夠準(zhǔn)確地控制鉆具的造斜性能，否則需要花較大的工作量隨時(shí)調(diào)整和控制造斜率，因而一般很少采用這種剖面。
② 具有切線調(diào)整段的剖面
具有切線調(diào)整段的剖面，它又可分為：
（a）單曲率—切線剖面：具有造斜率相等的兩個(gè)造斜段，中間以穩(wěn)斜段調(diào)整。
（b）變曲率—切線剖面：由兩個(gè)（或兩個(gè)以上）造斜率不相等的造斜段組成，中間用一個(gè)（或一個(gè)以上）穩(wěn)斜段來調(diào)整。如永35—平 1 井、草 20—平 1 井、草 20—平 2 井等就屬于這種剖面。
這是最常用的剖面類型，因?yàn)槎鄶?shù)造斜鉆具的造斜特性不可能保持非常穩(wěn)定，常常產(chǎn)生一定程度的偏差，這就需要在造斜井段之間增加一斜直井段來調(diào)節(jié)補(bǔ)償這種偏差。單曲率—切線剖面后一段的造斜率可以在鉆第一造斜段的過程中比較精確地預(yù)測(cè)出來，然后及時(shí)計(jì)算修改穩(wěn)斜段的長(zhǎng)度，以補(bǔ)償?shù)谝欢卧煨甭逝c設(shè)計(jì)的偏差，使井眼軌跡準(zhǔn)確地鉆達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的垂深。
③ 多造斜率剖面
多造斜率剖面（或分段造斜剖面），造斜曲線由兩個(gè)以上不同造斜率的造斜段組成，是一種比較復(fù)雜的井身剖面。
在水平 4 井攻關(guān)和試驗(yàn)過程中，我們根據(jù)勝利油田地質(zhì)地層特點(diǎn)，采用了三段增斜方法設(shè)計(jì)水平井井眼軌道，在實(shí)鉆過程中可以充分發(fā)揮動(dòng)力鉆具和轉(zhuǎn)盤鉆具各自的優(yōu)勢(shì)，提高鉆井速度。將常規(guī)設(shè)計(jì)的穩(wěn)斜井段改為第二增斜段，通過調(diào)整該段的造斜率和段長(zhǎng)，同樣可以彌補(bǔ)鉆具造斜能力的偏差，而且還可以實(shí)現(xiàn)用一套鉆具組合完成第一造斜段的通井和第二造斜段的鉆進(jìn)，并減少了起下鉆次數(shù)。轉(zhuǎn)盤增斜鉆具組合與穩(wěn)斜的剛性鉆具組合比較，其剛性小，摩阻力小，不易出新井眼，有利于井下安全。采用轉(zhuǎn)盤鉆具鉆進(jìn)可以使用較大的鉆壓以提高機(jī)械鉆速，縮短鉆井周期。
2、 廣義的調(diào)整井段概念
據(jù)國(guó)外水平井資料介紹，在多數(shù)水平井設(shè)計(jì)中習(xí)慣采用具有穩(wěn)斜調(diào)整段的剖面，用穩(wěn)斜段作為軌跡控制的調(diào)整井段。通過實(shí)踐我們認(rèn)識(shí)到，水平井的調(diào)整井段還有更為廣泛的含義。
首先，我們知道，目的層入靶點(diǎn)位置的準(zhǔn)確性和目的層厚度是影響水平井中靶的重要因素之一。如何利用穩(wěn)斜調(diào)整井段來提高中靶精度，對(duì)目的層是薄產(chǎn)層的水平井尤為重要。由于在井斜角較大時(shí)，增斜率的偏差主要影響水平位移，而對(duì)垂深的影響很小，可以在大井斜角度下提高垂深的精度。因此，在入靶前的大井斜角井段增加一穩(wěn)斜調(diào)整段，既可調(diào)整垂深精度，又有助于及時(shí)辨別地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)層，以便及時(shí)準(zhǔn)確地確定目的層入靶點(diǎn)的相對(duì)位置。
其次，由于目前的硬件條件不十分完善，在鉆中半徑水平井的兩趟動(dòng)力鉆具組合井段之間選擇一調(diào)整井段，采用柔性的轉(zhuǎn)盤增斜鉆具組合來鉆進(jìn)，不僅可以鉆出較小的造斜率井段以緩解第一和第三段造斜率，滿足對(duì)井眼軌跡控制的需要，而且對(duì)改變井眼的清潔狀況、防止出新眼都具有十分重要的作用。
因此，調(diào)整井段的廣義概念不僅是調(diào)整井眼軌跡，同時(shí)可以調(diào)整鉆井過程中井眼的清潔凈化狀況；不僅調(diào)整井眼軌跡的中靶精度，還可根據(jù)地質(zhì)要求及時(shí)調(diào)整目的層入靶點(diǎn)的相對(duì)位置；不僅可以是穩(wěn)斜井段，還可以是適當(dāng)造斜率的增斜井段。
四、水平井待鉆井眼軌跡的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)模式
在水平井井眼軌跡的控制過程中，由于地質(zhì)因素、鉆具的造斜能力、鉆井參數(shù)等發(fā)生變化，往往使實(shí)際的造斜率與設(shè)計(jì)或理論造斜率不同，或者由于地質(zhì)設(shè)計(jì)目的層發(fā)生變化等，這都需要根據(jù)實(shí)鉆情況在現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)預(yù)測(cè)待鉆井眼的鉆進(jìn)趨勢(shì)，及時(shí)調(diào)整和修改設(shè)計(jì)方案，采取相應(yīng)措施。
現(xiàn)場(chǎng)待鉆井眼的設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)，在不同的條件和具有不同的中靶要求下具有不同的計(jì)算模式，但水平井待鉆井眼軌跡設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)的目的都是要計(jì)算在一定前提條件下鉆至入靶窗口時(shí)的垂深、投影位移、井斜角和井斜方位角是否合符要求（也即控制實(shí)鉆軌跡點(diǎn)的位置和矢量方向在設(shè)計(jì)精度范圍內(nèi)中靶）。
對(duì)設(shè)計(jì)的二維剖面水平井，控制井眼軌跡的中心任務(wù)是控制其造斜率Kα（也即控制剖面曲率半徑 Rv），中半徑水平井更是如此。在這類水平井中雖然控制方位變化率也是非常重要的，但通過我們的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐和分析比較后認(rèn)為有下列幾方面的原因，在待鉆井眼軌跡現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)時(shí)可以先不考慮方位變化率 KФ，待造斜率 Kα設(shè)計(jì)完成后（由 Kα=5730/Rv 求得），再根據(jù)所需方位變化量△Ф求出待鉆井眼的方位變化率KФ，或求出單位水平投影位移的方位變化量 KvФ。
① 造斜率 Kα 遠(yuǎn)比方位漂移率 KФ高，Kα 非常接近井眼曲率 K（即狗腿嚴(yán)重度），因而在作待鉆井眼軌跡設(shè)計(jì)時(shí)可以先忽略KФ。
② 一般在大井斜角情況下的井斜方位角變化很小，趨于穩(wěn)定。
③ 在以動(dòng)力鉆具為主控制井眼軌跡時(shí)，隨時(shí)可以修正調(diào)整方位角Ф。
④ 入靶窗口和靶區(qū)往往對(duì)橫距 △d 的要求范圍較大，因而對(duì)方位角Ф 的允許誤差范圍 △Ф 也較大。
因此，我們所建立的待鉆井眼設(shè)計(jì)模式主要以設(shè)計(jì) Rv 為主，對(duì)待鉆井眼的三維設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)，我們也建立了相應(yīng)的設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)模式。
1 按位置和矢量方向準(zhǔn)確中靶的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)模式
如圖 3-1 所示的曲線 ab cd 在 d 點(diǎn)按設(shè)計(jì)的目的層垂深 Hm、靶前位移 Am 和井斜角αm 準(zhǔn)確中靶，即中靶時(shí)滿足的條件∶H=Hm，V=Am，α=αm，我們根據(jù)圖示的幾何關(guān)系可以導(dǎo)出下式:
△L＝（n △H － m △V）／（1 － cos△α） .......（3-1）
Rv＝（△H tg αb－△V）／（m tgαb＋cosαm）.....（3-2）
其中: △H＝Hm－Hb
△V＝Am－Vb
△α＝αm－αb
m＝sinαm－sinαb
n＝cosαb－cosαm
式中:△L ---------- 切線穩(wěn)斜段段長(zhǎng)
Rv ---------- 第二增斜段的垂直曲率半徑
αb ---------- 設(shè)計(jì)的始點(diǎn)（b點(diǎn)）井斜角
Hb ---------- 設(shè)計(jì)的始點(diǎn)（b點(diǎn)）垂深
Vb ---------- 設(shè)計(jì)的始點(diǎn)（b點(diǎn)）投影位移
αm ---------- 目的層（水平段）的穩(wěn)斜角
若求出 △L＝0 表示穩(wěn)斜段長(zhǎng)為 0，即不存在穩(wěn)斜段
若求出 △L＜0 表示按 Hm、Am、αm 三要素準(zhǔn)確中靶的剖面不存在，應(yīng)更換計(jì)算模式按中靶精度范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)。
若計(jì)算出的 Rv 不合理（即現(xiàn)場(chǎng)條件不可能實(shí)現(xiàn)），也應(yīng)更換計(jì)算模式按設(shè)計(jì)精度范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)。
圖 3-1 按位置和矢量方向中靶設(shè)計(jì)模式示意圖
2 在入靶窗口上下允許范圍內(nèi)按矢量方向中靶的設(shè)計(jì)模式
如圖 4-2 所示，靶區(qū)允許縱向誤差范圍 △Hm（△Hm＝2△h），也就是允許在垂深 H1 和 H2 之間入靶并使造斜終點(diǎn)的井斜角等于水平段井斜角 αm，即中靶時(shí)滿足的條件是：H＝Hm±△h 并在 V＝Aa～Ab 之間使α＝αm。根據(jù)圖示關(guān)系我們可以導(dǎo)出:
Rvmin＝（H1－Hb）／m ..........................（3-3）
Rvmax＝（H2－Hb）／m ..........................（3-4）
然后根據(jù) Rvmin 和 Hvmax 求:
V1＝ n Rvmin ..................................（3-5）
V2＝ n Rvmax ..................................（3-6）
式中: Rvmin 是按允許最小垂深求出的最小曲率半徑
Rvmax 是按允許最大垂深求出的最大曲率半徑
H1 是中靶允許的最小垂深
H2 是中靶允許的最大垂深
V1、V2是井斜角達(dá)到 αm 時(shí)的投影位移
若求出 V2＞Am 這時(shí)井眼軌跡在入靶窗口平面的垂深 H＝Hm＋h（h＜0），我們要校核是否滿足│h│＜△h，否則要調(diào)整 Rv 重新設(shè)計(jì)。
（3-3）和（3-4）表明，只要待鉆井眼所采用的 Rv 在 Rvmin 和Rvmax 之間，即可以滿足在 H1 和 H2 之間中靶的條件（即在 △Hm范圍內(nèi)中靶）。

此模式的不足是在入靶窗口軌跡點(diǎn)的矢量方向往往都不合適。
圖 3-2 按靶區(qū)精度范圍中靶設(shè)計(jì)模式示意圖

3 在入靶窗口前后一定范圍內(nèi)按矢量方向中靶的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)模式
如圖 3-2 所示，我們可以在入靶窗口平面的前后位置點(diǎn) 3 或點(diǎn)4達(dá)到設(shè)計(jì)目的層垂深 Hm 和井斜角αm，即滿足條件為：在 H＝Hm 時(shí)α=αm，此時(shí)入靶窗口平面內(nèi) H=Hm+h（h≤0），根據(jù)圖示條件我們可以簡(jiǎn)單地求出：
Rv＝（Hm－Hb）／m ...............................（3-7）
但此種方法只能求出唯一的 Rv 值，而且往往與現(xiàn)場(chǎng)條件不相符，因此我們?cè)诖�鉆井眼中增設(shè)一穩(wěn)斜段作調(diào)整，這在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用非常方便，這樣我們可以導(dǎo)出：
△L＝（Hm－Hb－m Rv）／cosαb ..................（3-8）
然后再求出:
V＝Vb＋△L sinαb＋n Rv .........................（3-9）
式中的 Rv 可以用第一增斜段的平均造斜率求得，也可以根據(jù)待鉆井眼準(zhǔn)備使用鉆具組合的造斜特性來假設(shè)。
若計(jì)算出 △L＜0 表明剖面不存在，應(yīng)調(diào)整 Rv 另行設(shè)計(jì)。
若計(jì)算出 △L＝0 從（3-8）式中我們可以看出此時(shí) Rv＝（Hm－Hb）／m，與（3-7）式完全相同，即沒有穩(wěn)斜段。
若計(jì)算出 V＞Am 表明在入靶窗口之后達(dá)到 H＝Hm、α=αm，我們稱之為延遲入靶，這時(shí)在窗口平面的 H＝Hm＋h（h＜0），需要校核是否滿足│h│＜△h，否則要重新調(diào)整 Rv 值再設(shè)計(jì)。
若 V＝Am 表明在入靶窗口平面按矢量方向準(zhǔn)確中靶（即H＝Hm、V=Am、α=αm），相當(dāng)于（3-1）式和（3-2）式求出的情況。
若 V＜Am 表明在目標(biāo)窗口平面之前達(dá)到 H＝Hm、α＝αm，我們稱為提前入靶，這種情況在鉆達(dá)平面時(shí)也可以達(dá)到 H=Hm、α=αm、V=Am，但所需的 Rv 往往小于設(shè)計(jì)的 Rs，甚至小于第一造斜段 Rvb。

五、水平井鉆具的受力分析
水平井鉆具的受力分析是一個(gè)比較復(fù)雜的力學(xué)問題，在水平井摩阻與扭矩分析和計(jì)算的基礎(chǔ)上，我們可以定性的分析在一定井眼條件和一定鉆井參數(shù)情況下，不同鉆具組合對(duì)井眼軌跡控制的能力。
鉆柱與井壁產(chǎn)生的摩阻和扭矩, 用滑動(dòng)摩擦理論計(jì)算如下:
Ｆ ＝μ×Ｎ
Ｔr＝μ×Ｎ×Ｒ
式中:Ｆ 一 摩擦力
μ 一 摩擦系數(shù)
Ｎ 一 鉆柱和井壁間的正壓力
Ｒ 一 鉆柱的半徑
Ｔr一 摩擦扭矩
從上式可以看出，μ 和 N 是未知數(shù)，通過大量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的回歸計(jì)算求出：μ＝0.21（鉆柱與套管）
μ＝0.28～0.3（鉆柱與裸眼）
同時(shí)我們對(duì)正壓力也進(jìn)行了分析和計(jì)算。
1、 正壓力大小的計(jì)算
(1) 彎曲井眼內(nèi)鉆具重量和井眼曲率引起的正壓力Ｎ1
現(xiàn)有的摩阻和扭矩計(jì)算模式是根據(jù)"軟繩"假設(shè)建立起來的，即鉆具的剛度相對(duì)于井眼曲率可忽略不計(jì)．設(shè)一彎曲井眼上鉆柱單位長(zhǎng)度的重量為Ｗ，兩端的平均井斜角為Ｉ，兩端的平均方位角為 A。
如果假定Ｙ軸在垂直平面內(nèi),Ｘ軸在側(cè)向平面內(nèi),把Ｎ1沿Ｘ和Ｙ軸分解,則:
Ｎ1y=Ｔ×sinＩ + Ｗ×sinＩ
Ｎ1x=Ｔ×sinＡ×sinＩ


(2) 鉆柱彎曲產(chǎn)生的彎曲正壓力Ｎ2
鉆柱通過彎曲井段時(shí),由于鉆柱的剛性和鉆柱的彎曲,便產(chǎn)生了一種附加的正壓力Ｎ2。如圖所示:
Ｒ ＝ 18000/Ｋ/pi (m)
Ｌ ＝ Ｒ×2×Φ
Φ ＝ 2×Ｌ/Ｒ
Ｌ1 ＝ 2×Ｒ×sinΦ (m)
根據(jù)力學(xué)原理:
Ｍ ＝ Ｅ×Ｉm×Ｋ/18000*pi
Ｍ ＝ Ｎ2×(Ｌ1/2)-Ｔ×Ｌ1×sinΦ
則有:
Ｎ2 ＝ 2×Ｔ×sinΦ +2×Ｅ×Ｉm×Ｋ/1719×Ｌ1
這里:
Ｋ － 井眼曲率 (°/100米)
Ｌ － 井段長(zhǎng)度 (米)
Ｌ1 － Ｌ的直線長(zhǎng)度 (米)
Ｎ2 － 附加正壓力 (KN)
Ｅ － 彈性模量 (KN/m)
Ｉm － 截面慣性矩 (m^4)
2、 摩擦系數(shù)的確定
在設(shè)計(jì)一口水平井時(shí),我們可以利用鄰井摩擦系數(shù)來預(yù)算摩阻和扭矩。在實(shí)鉆過程也可以實(shí)求摩擦系數(shù)的大小,其方法如下:
(1)用轉(zhuǎn)盤鉆至某一井深時(shí),均勻反復(fù)上提下放活動(dòng)鉆具,記錄上提懸重Ｑ上和下放懸重Ｑ下。
(2) 在同一井深，轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具，記錄此時(shí)的懸重Q轉(zhuǎn)。
(3) 上提摩擦力 Ｆ上=Ｑ上-Ｑ轉(zhuǎn),
下放摩擦力 Ｆ下=Ｑ下-Ｑ轉(zhuǎn)。
(4) 計(jì)算出相應(yīng)井深的上提正壓力Ｎ上和下放正壓力Ｎ下。
(5) 求上提／.下放摩阻系數(shù)μ上和μ下:
μ上＝Ｆ上/Ｎ上＝(Ｑ上-Ｑ轉(zhuǎn))/ Ｎ上
μ下＝Ｆ下/Ｎ下＝(Ｑ下-Ｑ轉(zhuǎn))/ Ｎ下
水平井摩阻和扭矩的計(jì)算:
在確定了正壓力的大小和摩擦系數(shù)的大小以后,就可對(duì)水平井的摩阻和扭矩進(jìn)行計(jì)算。
拉力增量 T＝W×cosI ±μ×N
扭矩增量 Tr＝μ×N×R
起鉆時(shí):
T2＝T1+W×cosI + μ×N
下鉆時(shí):
T2＝T1+W×cosI - μ×N
鉆具只轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí):
T2＝T1+W×cosI
Tr2＝Tr1+ μ×N×R
使用上面的計(jì)算模式，我們編制了摩阻扭矩的計(jì)算機(jī)程序。該程序主要有兩種工作方式，即摩阻扭矩計(jì)算方式和確定摩阻系數(shù)計(jì)算方式。在確知摩擦系數(shù)的前提下，可對(duì)摩阻扭矩進(jìn)行鉆前預(yù)測(cè)和實(shí)鉆校正，在這一過程中，可對(duì)各種水平井不同井段工作情況的鉆具組合進(jìn)行受力分析，由此可進(jìn)行鉆柱設(shè)計(jì)。在實(shí)鉆過程中，也可根據(jù)實(shí)測(cè)的摩阻值反推摩擦系數(shù)。
力學(xué)分析模式建立起來后，我們對(duì)其正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，我們將理論懸重等計(jì)算值與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，其結(jié)果比較接近，誤差僅為 1～2 % 左右，說明這一模式能夠較準(zhǔn)確地反映出長(zhǎng)、中半徑水平井的鉆具受力的情況。
3、 水平井鉆具的力學(xué)分析
使用該計(jì)算模式和計(jì)算機(jī)程序可對(duì)長(zhǎng)、中半徑水平井的各種鉆具組合及各種工作狀態(tài)進(jìn)行力學(xué)分析。這一工作可以作為組合下井鉆具的理論依據(jù)，也可以在實(shí)際井眼軌跡控制過程中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析，具體講來，可分為下面幾種情況。
A、起下鉆工作狀態(tài)：
可以對(duì)給定井深、給定鉆具結(jié)構(gòu)在起下鉆過程進(jìn)行力學(xué)分析，包括起下鉆過程中鉆柱在各處所受的軸向載荷、正壓力、摩阻。這些分析可以用繪圖或列表的形式表示出來。
B、轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)工作狀態(tài)：
在轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，可以對(duì)給定井深、鉆具結(jié)構(gòu)、鉆井參數(shù)條件下的鉆柱進(jìn)行力學(xué)分析，其中包括鉆柱在各處所受的張力、正壓力、扭矩。分析結(jié)果可以用繪圖或列表的形式表示出來。
C、動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)工作狀態(tài)：
在動(dòng)力鉆具滑動(dòng)定向鉆進(jìn)時(shí)，可以對(duì)給定井深、鉆具結(jié)構(gòu)、鉆井參數(shù)條件下的鉆柱進(jìn)行力學(xué)分析，其中包括鉆柱在各處所受的張力、正壓力、扭矩。分析結(jié)果可用繪圖或列表的形式表示出來。
利用這些分析方法，對(duì)水平井的鉆具組合進(jìn)行鉆前設(shè)計(jì)、鉆進(jìn)過程及鉆后分析，總結(jié)出一套適應(yīng)水平井井眼軌跡控制的鉆具結(jié)構(gòu)。它一般有六部分組成。
其中第一部分為井底鉆具組合，主要由鉆頭、穩(wěn)定器、動(dòng)力鉆具及無磁鉆鋌等組成，其主要作用是控制井眼軌跡，使之滿足軌道設(shè)計(jì)的要求。該部分鉆具單位重量相對(duì)較大，且一般處于大斜度井段或水平段，對(duì)產(chǎn)生鉆壓所起的作用很小甚至不起作用，因此在滿足井眼軌跡控制要求的前提下，應(yīng)盡可能地縮短該部分的長(zhǎng)度，這對(duì)于我們減小摩阻和扭矩來說是非常必要的。
第二部分是鉆壓傳遞段，其作用是將鉆壓和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給井底鉆具組合，對(duì)它的要求是在負(fù)荷傳遞過程中不受破壞，加鉆壓后不產(chǎn)生彎曲，且能使產(chǎn)生的摩阻和扭矩最小。第三部分為增斜段下部，通常井斜角在60～90度的井段，該部分鉆柱主要承受剪切負(fù)荷、軸向負(fù)荷及由于井眼曲率而產(chǎn)生的彎曲負(fù)荷，因?yàn)樵摼�段井斜大，鉆柱的重量不僅不能產(chǎn)生多大的鉆壓，反而會(huì)產(chǎn)生較大的正壓力，為減小摩阻和扭矩，在滿足剪切負(fù)荷、軸向負(fù)荷及彎曲負(fù)荷的前提下，在該井段井使用較輕的鉆具。
第四部分為增斜段上部，井斜角一般小于 60 度，對(duì)該段要求主要是在加壓時(shí)不發(fā)生失穩(wěn)彎曲。
第五部分是重量累積段，要求該井段鉆具能產(chǎn)生第四部分以外的鉆壓。通常在增斜段上方下入鉆鋌或加重鉆桿來產(chǎn)生要求的鉆壓。
第六部分為直井段，該段鉆具通常處于受拉狀態(tài)，所承受的拉伸負(fù)荷及剪切負(fù)荷相對(duì)較大，要能夠滿足其強(qiáng)度要求。概括地講就是抗拉、抗剪、抗彎與鉆具重量間的平衡。
對(duì)于長(zhǎng)半徑水平井來說，在井斜角α∠ ATN（1/μ）時(shí)，其鉆柱設(shè)計(jì)與普通定向井一樣，只在井斜角α≥ ATN（1/μ）或水平段時(shí)，主要要簡(jiǎn)化井底鉆具組合使之滿足井眼軌跡控制的要求即可，這在減小摩阻扭矩的同時(shí)，還減小了粘附卡鉆的可能性。通常我們?cè)诰�斜角大�?60 度以后采用 G105 斜臺(tái)肩鉆桿，其強(qiáng)度高、重量輕，能滿足傳遞負(fù)荷減小摩阻的要求。在此上面的鉆具為鉆壓產(chǎn)生段，經(jīng)理論分析得知，繼續(xù)使用 G105 鉆桿就能滿足加壓的要求，鉆具不需要倒置（即不需要在上部井段下入鉆鋌或加重鉆桿以推動(dòng)井底鉆具組合）。但在鉆進(jìn)過程中，有時(shí)使用倒置鉆具，不是為了產(chǎn)生鉆壓，而是在中和點(diǎn)附近使用強(qiáng)度較高的鉆鋌，使鉆桿免遭交變載荷的作用，這對(duì)保護(hù)鉆桿來說是有益的。具體作法是在中和點(diǎn)附近加約 80 m 的鉆鋌，上下兩端用加重鉆桿進(jìn)行過渡，在整個(gè)鉆進(jìn)過程中確保中和點(diǎn)不落在鉆桿上，這樣倒置的另一個(gè)作用就是增加了鉆柱的儲(chǔ)備重量。
對(duì)于中半徑水平井來說，由于其造斜率高，增斜井段短，并且通常利用動(dòng)力鉆具進(jìn)行滑動(dòng)定向鉆進(jìn)狀態(tài)，所受摩阻較大，通常采用該分析方法并且進(jìn)行倒置是非常必要的，具體鉆柱結(jié)構(gòu)如前所述，各段具體長(zhǎng)度隨井身剖面不同而異，通過該分析是不難確定的。
第二節(jié) 定向井、水平井直井段井身軌跡控制技術(shù)
1、定向井、水平井直井段井身軌跡控制技術(shù)
1)定向井、水平井直井段井斜對(duì)定向井施工的危害
定向井、水平井直井段的井身軌跡控制原則是防斜打直。有人認(rèn)為普通定向井(是指單口定向井)如果直井段鉆不直影響不大，這種想法是不對(duì)的，因?yàn)楫?dāng)鉆至造斜點(diǎn)KOP時(shí)，如果直井段不直，不僅造斜點(diǎn)KOP處有一定井斜角而影響定向造斜的順利完成，還會(huì)因?yàn)樯喜烤�段的井斜造成的位移影響下一步的井身軌跡控制。假如KOP處的位移是負(fù)位移，為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求，會(huì)造成在實(shí)際施工中需要比設(shè)計(jì)更大的造斜率和更大的最大井斜角度，如果是正位移情況恰好相反。如果KOP處的位移是向設(shè)計(jì)方向兩側(cè)偏離的，這是就將一口兩維定向井變成了一口三維定向井了，同時(shí)也造成下一步井身軌跡控制的困難。由于水平井的井身軌跡控制精度要求高，所以水平井直井段的井斜及所形成的位移相對(duì)與普通定向井來講更加嚴(yán)重。
如果叢式井的直井段發(fā)生井斜，不僅會(huì)造成普通定向井中所存在的危害，還會(huì)造成叢式井中兩口定向井的直井段井眼相碰的施工事故，造成新老井眼同時(shí)報(bào)廢。
2)定向井、水平井直井段井身軌跡控制及防碰繞障技術(shù)措施
①、叢式井設(shè)計(jì)是應(yīng)根據(jù)本地區(qū)情況選擇好井口地面距離根據(jù)一次開鉆井眼大小及下步生產(chǎn)時(shí)所選用采油設(shè)備，井口地面距離一般不小于2米。
②、選擇好鉆具組合及鉆進(jìn)參數(shù)
普通定向井直井段施工中，應(yīng)采用本地區(qū)認(rèn)為最不易發(fā)生井斜的鉆具組合，勝利油田一般在12-1/4″井眼采用塔式鉆具組合，結(jié)構(gòu)是：12-1/4″鉆頭+9″鉆鋌*3根+8″鉆鋌*6根+6-1/4″鉆鋌*9根+5″鉆桿。8-1/2″井眼通常采用光鉆鋌結(jié)構(gòu)或鐘擺鉆具組合，結(jié)構(gòu)是：光鉆鋌組合：8-1/2″鉆頭+6-1/4″鉆鋌*9根+5″鉆桿；鐘擺組合：8-1/2″鉆頭+6-1/4″鉆鋌*2根+215.9mm鉆柱穩(wěn)定器+6-1/4″鉆鋌*9根+5″鉆桿。
鉆進(jìn)參數(shù)：鉆水泥塞是宜采用輕壓吊打方式穿過，以防止出水泥塞就發(fā)生井斜；鉆進(jìn)參數(shù)：12-1/4″井眼，正常鉆進(jìn)鉆壓常采用180-200KN，吊打時(shí)常采用50-80KN；8-1/2″井眼正常鉆進(jìn)鉆壓常采用120-140KN，吊打時(shí)常采用30-50KN；
③、及時(shí)進(jìn)行井斜角的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)井斜立即采取相應(yīng)措施
在直井段鉆進(jìn)過程中根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行井斜角的中途監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)井斜立即采取措施，對(duì)于叢式井，第一口井由于沒有磁干擾，可以使用磁性測(cè)量?jī)x器進(jìn)行軌跡數(shù)據(jù)的測(cè)量，單是為了方便下一步施工和具有較強(qiáng)的對(duì)比性，建議第一口井就使用陀螺測(cè)斜儀測(cè)取數(shù)據(jù)，以便和下一步施工井進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比。在中途監(jiān)測(cè)過程中，如果發(fā)現(xiàn)井斜，根據(jù)實(shí)際井斜情況，可以采用減壓吊打糾斜；彎接頭反方位側(cè)鉆糾斜或填井側(cè)鉆等措施。


第三節(jié) 定向井、水平井定向造斜井段井身軌跡控制技術(shù)
1、定向造斜的鉆具組合及方法
1)、目前鉆井現(xiàn)場(chǎng)常用的定向造斜鉆具組合
①、定向彎接頭造斜鉆具組合
A、鉆具結(jié)構(gòu)：鉆頭+螺桿動(dòng)力鉆具+定向彎接頭+無磁鉆鋌+鉆桿
8-1/2″井眼常用組合：
8-1/2″鉆頭+6-1/2″或6-3/4″螺桿動(dòng)力鉆具+6-1/4″ 1°～3°定向彎接頭+6-1/4″無磁鉆鋌*9～18米(根據(jù)實(shí)際情況選擇)+5″鉆桿
B、鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓 30～50KN
排量 根據(jù)選用螺桿動(dòng)力鉆具參數(shù)確定
C、適用范圍：造斜率要求不高的定向井(造斜率在5°～10°/100米)。
D、優(yōu)缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：鉆具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以通過更換不同彎曲角度定向彎接頭來改變鉆具的造斜率，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
缺點(diǎn)：造斜率較彎殼體螺桿動(dòng)力鉆具低，鉆頭偏離位移大，下鉆困難等。
②、單彎螺桿動(dòng)力鉆具定向造斜鉆具組合
圖3-3 常用DTU、單彎動(dòng)力鉆具、雙彎動(dòng)力鉆具示意圖
A、鉆具結(jié)構(gòu)：鉆頭+單彎螺桿動(dòng)力鉆具+定向頭+無磁鉆鋌+鉆桿
8-1/2″井眼常用組合：
8-1/2″鉆頭+6-1/2″或6-3/4″1°～2°單彎螺桿動(dòng)力鉆具+6-1/4″定向接頭+6-1/4″無磁鉆鋌*9～18米(根據(jù)實(shí)際情況選擇)+5″鉆桿
B、鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓 30～50KN
排量 根據(jù)選用螺桿動(dòng)力鉆具參數(shù)確定
C、適用范圍：造斜率要求高的定向井、水平井的定向造斜或普通定向井的救急(造斜率在15°～25°/100米)。
D、優(yōu)缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：造斜率高、鉆頭偏離小、下鉆容易。
缺點(diǎn)：萬向軸受力情況復(fù)雜，壽命短。
③、雙彎螺桿動(dòng)力鉆具定向造斜鉆具組合(同單彎螺桿動(dòng)力鉆具定向造斜鉆具組合)適用造斜率更高的定向井或水平井，通過改變上下彎度的大小，造斜率可在25°～65°/100米之間調(diào)整。
2)、目前鉆井現(xiàn)場(chǎng)常用的定向造斜方法
隨著定向井鉆井技術(shù)和測(cè)量?jī)x器的發(fā)展，定向造斜的方法也不斷向著更科學(xué)更精確的方向發(fā)展變化，從最早使用的轉(zhuǎn)盤鉆井定向鉆進(jìn)，發(fā)展到目前的井底動(dòng)力鉆具定向鉆進(jìn)，從地面定向法，經(jīng)過氫氟酸井底定向法、磁力測(cè)斜儀井底定向法、有線隨鉆測(cè)斜儀定向法發(fā)展到今天的MWD隨鉆測(cè)斜儀配合動(dòng)力鉆具的導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)。
下面分別介紹如下：
由于地面定向法(例如鉆桿打印法)和氫氟酸井底定向法工藝復(fù)雜、誤差大、測(cè)算復(fù)雜、精度低等原因，已經(jīng)被淘汰。這里不作介紹。
①、磁力單點(diǎn)測(cè)斜儀配合斜口管鞋(圖5.3)(Muleshoe)磁工具面角定向法(是井底定向法，目前現(xiàn)場(chǎng)開始定向造斜時(shí)普遍采用的方法。
這種方法是使用磁性單點(diǎn)測(cè)斜儀與斜口管鞋裝置配合使用，斜口管鞋分為兩部分，上部為儀器懸掛頭部分，懸掛頭插入測(cè)量?jī)x器中羅盤的T形槽內(nèi)，下部為斜口管鞋；使用時(shí)必須配合定向接頭或定向彎接頭一起使用，儀器懸掛頭和斜口管鞋的斜口在同一母線上，定向接頭內(nèi)的定向鍵和定向彎接頭的彎曲方向是一致的，羅盤內(nèi)部有一條刻線與羅盤T形槽在同一母線上，當(dāng)儀器被測(cè)斜鋼絲送入無磁鉆鋌時(shí)，斜口管鞋的鍵槽在斜口的導(dǎo)向作業(yè)下騎入定向彎接頭中的定向鍵，這是時(shí)盤內(nèi)的刻度線就和定向鍵在同一母線上了，儀器照相時(shí)，坐在轉(zhuǎn)盤上的鉆桿接頭作一個(gè)記號(hào)和轉(zhuǎn)盤面上的某一記號(hào)重合，這是彎接頭彎曲方向就被記錄在測(cè)斜膠片上了，測(cè)斜膠片上共計(jì)記錄了三個(gè)數(shù)據(jù)，分別是：井斜角度、井斜方位角和磁性工具面角。這樣通過轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿就可以把工具轉(zhuǎn)到要求的方位上去了。這種方法僅使用與井斜角度小于5°的井。
②、磁力單點(diǎn)測(cè)斜儀配合斜口管鞋(Muleshoe)高邊工具面角定向法(是井底定向法，目前現(xiàn)場(chǎng)井眼需要調(diào)整方位普遍采用的方法)
當(dāng)井斜角大于5°，測(cè)斜膠片上的工具面角度就不能使用磁性工具面角了，而要使用高邊工具面角進(jìn)行彎接頭的定向。
③、SST有線隨鉆測(cè)斜儀定向法
通過使用有線隨鉆測(cè)斜儀可以在地面直接讀出工具面所在方位，通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤就會(huì)很方便的將彎接頭彎曲方向轉(zhuǎn)到所要求的方位上，該方法同樣有磁力和高邊兩種方式，它和磁力單點(diǎn)測(cè)斜儀相比具有精度高、準(zhǔn)確、不用估算反扭角(可以測(cè)量出反扭角的大小)等優(yōu)點(diǎn)，但存在施工工序較磁力單點(diǎn)測(cè)斜儀復(fù)雜等缺點(diǎn)。
④、MWD無線隨鉆測(cè)斜儀定向法
該法和SST有線隨鉆測(cè)斜儀定向法一樣，只是井下信號(hào)不通過電纜傳送，而是通過泥漿脈沖傳送至地面的。它操作使用方便，但設(shè)備費(fèi)用昂貴。
⑤、間接定向法(該法適用與井斜角度超過5°的定向井)：又名高邊定向法，用測(cè)斜儀器測(cè)出工具面相對(duì)井眼高邊的角度，通過調(diào)整這個(gè)角度，達(dá)到調(diào)整井眼軌跡的目的。
2、定向井定向工序
1)、首先必須熟悉設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，定向時(shí)必須掌握的主要有以下幾個(gè)：
①、造斜點(diǎn)KOP深度，在什么井深定向造斜；
②、設(shè)計(jì)造斜率，選擇何種定向造斜組合；
③、設(shè)計(jì)井斜方位角；
④、本地區(qū)磁偏角；
⑤、為了減少方位調(diào)整次數(shù)，還需要掌握地區(qū)方位漂移情況，合理確定定向初始方位。
2)、合理造斜鉆具組合的選擇：
根據(jù)設(shè)計(jì)造斜率選擇定向彎接頭定向造斜組合；
3)、定向造斜步驟同上；
4)、一般鉆至井斜角5°～10°，方位符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，起出定向造斜組合，更換轉(zhuǎn)盤造斜鉆具組合。

附圖1：定向用斜口管鞋示意圖
附圖2：定向接頭示意圖
第四節(jié) 定向井、水平井轉(zhuǎn)盤造斜井段軌跡控制技術(shù)

1、轉(zhuǎn)盤造斜井段的鉆具結(jié)構(gòu)及鉆進(jìn)參數(shù)
1)、8-1/2″井眼：
A、鉆具結(jié)構(gòu)：
a、常規(guī)鉆具組合
8-1/2″鉆頭+Φ215.9mm雙母穩(wěn)定器(放入測(cè)斜擋板)+6-1/4″無磁鉆鋌1.3-2根+
Φ215.9mm穩(wěn)定器+6-1/4″鉆鋌1根+Φ214.9mm穩(wěn)定器+6-1/4″鉆鋌6根+5″加重鉆桿15根+5″鉆桿
b、吉利杠(GILLIGAN)鉆具組合(強(qiáng)力增斜組合)：
8-1/2″鉆頭+Φ215.9mm雙母穩(wěn)定器(放入測(cè)斜擋板)+4-1/2″無磁鉆鋌1.3-2根+
Φ215.9mm穩(wěn)定器+6-1/4″鉆鋌1根+Φ215.9mm穩(wěn)定器+6-1/4″鉆鋌6根+5″加重鉆 桿15根+5″鉆桿
B、鉆進(jìn)參數(shù)：
a、常規(guī)鉆具組合
鉆壓：120-140KN
轉(zhuǎn)速：80-100rpm
排量：24-26l/m
造斜率：5°-7°/100米
b、吉利杠(GILLIGAN)鉆具組合：
鉆壓：80-10KN
轉(zhuǎn)速：80-100rpm
排量：24-26l/m
造斜率：9°-11°/100米
2)、12-1/4″井眼：
A、鉆具結(jié)構(gòu)：
a、常規(guī)鉆具組合
12-1/4″鉆頭+Φ311.1mm雙母穩(wěn)定器(放入測(cè)斜擋板)+8″無磁鉆鋌1.3-2根+
Φ311.1mm穩(wěn)定器+8″鉆鋌1根+Φ311.1mm穩(wěn)定器+8″鉆鋌6根+5 ″加重鉆桿15根+5″鉆桿b、吉利杠(GILLIGAN)鉆具組合：12-1/4″鉆頭+Φ311.1mm雙母穩(wěn)定器(放入測(cè)斜擋板)+6-1/4″無磁鉆鋌1-1.5根+Φ311.1mm穩(wěn)定器+8″鉆鋌1根+Φ311.1mm穩(wěn)定器+8″鉆鋌6根+5″加重鉆桿 15根+5″鉆桿
B、鉆進(jìn)參數(shù)：
a、常規(guī)鉆具組合
鉆壓：200-220KN
轉(zhuǎn)速：80-100rpm
排量：33-38 l/m
造斜率：5°-7°/100米
b、吉利杠(GILLIGAN)鉆具組合：
鉆壓：160-180KN
轉(zhuǎn)速：80-100rpm
排量：33-38l/m
造斜率：15°-17°/100米
普通增斜組合與強(qiáng)力增斜組合的對(duì)比：
普通增斜組合造斜率低，方位穩(wěn)定性好，漂移量�。�
強(qiáng)力增斜組合造斜率高，方位穩(wěn)定性差，漂移量大；
2、轉(zhuǎn)盤造斜段的具體施工步驟及注意事項(xiàng)
1)、由于鉆具剛度變大，下鉆時(shí)注意迂阻情況，地層較軟時(shí)防止出新眼；
2)、鉆進(jìn)一單根后，測(cè)量定向完成時(shí)井底的數(shù)據(jù)(井斜角和井斜方位角)，為分析增斜組合的性能提供數(shù)據(jù)。
3)、鉆進(jìn)2～3單根后，使用磁性單點(diǎn)測(cè)斜儀進(jìn)行井斜角和井斜方位角的測(cè)量，及時(shí)分析該鉆具組合造斜率和方位漂移率是否符合設(shè)計(jì)要求，如果符合繼續(xù)鉆進(jìn)，如果不符合，調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)或更換鉆具組合。
4)、根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)及時(shí)作圖分析井身軌跡情況。
5)、鉆至最大井斜角度后起鉆，更換穩(wěn)斜鉆具組合。
6)、提高造斜率和降低造斜率的方法，一般來說，在一定鉆壓2范圍內(nèi)，提高鉆壓可以增大造斜率，反之降低鉆壓可以降低造斜率。鉆完一單根后，提起方鉆桿對(duì)剛鉆完單根的上部進(jìn)行劃眼可以提高造斜率；如果對(duì)剛鉆完單根的下部進(jìn)行劃眼則降低造斜率。
7)、測(cè)斜間距一般不大于50米。由于吉利杠鉆具組合的造斜率和方位漂移率較普通鉆具組合都大所以測(cè)斜間距一般不大于30米。

第五節(jié) 定向井、水平井轉(zhuǎn)盤穩(wěn)斜井段井身軌跡控制技術(shù)

1、轉(zhuǎn)盤穩(wěn)斜井段的鉆具結(jié)構(gòu)及鉆進(jìn)參數(shù)
1)、8-1/2″井眼：
A、鉆具結(jié)構(gòu)(圖5.1B)：
a、井斜角度小于30°
8-1/2″鉆頭+Φ215.9mm雙母穩(wěn)定器+6-1/4″短鉆鋌*1根+Φ215.9mm 穩(wěn)定器(放入測(cè)斜擋板)+6-1/4″無磁鉆鋌1-2根+Φ215.9mm穩(wěn)定器+6-1/4″鉆鋌1根+Φ215.9mm穩(wěn)定器+6-1/4″鉆鋌6根+5″加重鉆桿15根+5″鉆桿
b、井斜角度大于30°
8-1/2″鉆頭+Φ215.9mm雙母穩(wěn)定器(放入測(cè)斜擋板)+6-1/4″無磁鉆鋌*1根+
Φ215.9mm穩(wěn)定器+6-1/4″鉆鋌1根+Φ215.9mm穩(wěn)定器+6-1/4″鉆鋌1根+Φ215.9mm穩(wěn)定器+6-1/4″鉆鋌6根+5″加重鉆桿15根+5″鉆桿
B、鉆進(jìn)參數(shù)：
鉆壓：120-140KN
轉(zhuǎn)速：80-100rpm
排量：24-26l/m
穩(wěn)斜效果：-1°～1°/100米
2)、12-1/4″井眼：
A、鉆具結(jié)構(gòu)：
a、井斜角度小于30°
12-1/4″鉆頭+Φ311.1mm雙母穩(wěn)定器(放入測(cè)斜擋板)+8″短鉆鋌*1根+Φ311.1mm穩(wěn)定器+8″無磁鉆鋌1-2根+Φ311.1mm穩(wěn)定器+8″鉆鋌1根+Φ311.1mm穩(wěn)定器+8″鉆鋌6根+5″加重鉆桿15根+5″鉆桿
b、井斜角度大于30°
12-1/4″鉆頭+Φ311.1mm雙母穩(wěn)定器一只(放入測(cè)斜擋板)+6-1/4″無磁鉆鋌1-1.5根+Φ214.9mm穩(wěn)定器一只+6-1/4″鉆鋌1根+Φ214.9mm穩(wěn)定器一只+6-1/4″鉆鋌6根+5″加重鉆桿15根+5″鉆桿
B、鉆進(jìn)參數(shù)：
鉆壓：200-220KN
轉(zhuǎn)速：80-100rpm
排量：33-38l/m
穩(wěn)斜效果：-1°～1°/100米
2、轉(zhuǎn)盤穩(wěn)斜段的具體施工步驟及安全注意事項(xiàng)
1)、由于鉆具結(jié)構(gòu)較增斜鉆具組合剛度更大，下鉆時(shí)同樣注意迂阻情況，地層較軟時(shí)防止出新眼；
2)、鉆進(jìn)一單根后，測(cè)量造斜完成時(shí)井底的數(shù)據(jù)(井斜角和井斜方位角)，為分析穩(wěn)斜組合的性能提供數(shù)據(jù)。
3)、鉆進(jìn)2～3單根后，使用磁性單點(diǎn)測(cè)斜儀進(jìn)行井斜角和井斜方位角的測(cè)量，及時(shí)分析該鉆具組合井斜角變化率和方位漂移率是否符合設(shè)計(jì)要求，如果符合繼續(xù)鉆進(jìn)，如果不符合，調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)或更換鉆具組合。
4)、根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)及時(shí)作圖分析井身軌跡情況。
5)、鉆完穩(wěn)斜段后根據(jù)設(shè)計(jì)更換鉆具組合或鉆至完鉆。
6)、測(cè)斜間距一般不大于50米。
7)、注意搞好中靶預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)井斜角、井斜方位角不符合設(shè)計(jì)時(shí)，及時(shí)下入調(diào)方位組合進(jìn)行調(diào)整。

第六節(jié) 定向井、水平井轉(zhuǎn)盤降斜井段井身軌跡控制技術(shù)

1、轉(zhuǎn)盤降斜井段的鉆具結(jié)構(gòu)及鉆進(jìn)參數(shù)
1)、8-1/2″井眼：
A、鉆具結(jié)構(gòu)(圖5、1D)：
8-1/2″鉆頭(放入測(cè)斜擋板)+6-1/4″無磁鉆鋌*1-2根+Φ215.9mm穩(wěn)定器+6-1/4″鉆鋌1根+Φ215.9mm穩(wěn)定器+6-1/4″鉆鋌1根+Φ215.9mm穩(wěn)定器+6-1/4″鉆鋌6根+5″加重鉆桿15根+5″鉆桿
B、鉆進(jìn)參數(shù)：
首使用30～50KN的鉆壓鉆進(jìn)20～30米，使的井眼形成一個(gè)降斜趨勢(shì)，而后使用以下參數(shù)鉆進(jìn)。
鉆壓：120-140KN
轉(zhuǎn)速：80-100rpm
排量：24-26l/m
降斜效果3°～5°/100米
2)、12-1/4″井眼：
A、鉆具結(jié)構(gòu)：
Φ12-1/4″鉆頭+(放入測(cè)斜擋板)+8″無磁鉆鋌*1-2根+Φ311.1mm穩(wěn)定器+8″鉆鋌1根+Φ311.1mm穩(wěn)定器+8″鉆鋌1根+Φ311.1mm穩(wěn)定器+8″鉆鋌6根+5″加重鉆桿15根+5″鉆桿
B、鉆進(jìn)參數(shù)：
首使用50～70KN的鉆壓鉆進(jìn)20～30米，使的井眼形成一個(gè)降斜趨勢(shì)，而后使用以下參數(shù)鉆進(jìn)。
鉆壓：200-220KN
轉(zhuǎn)速：80-100rpm
排量：33-38l/m
降斜效果：4°～6°/100米
2、轉(zhuǎn)盤降斜段的具體施工步驟及安全注意事項(xiàng)基本同轉(zhuǎn)盤穩(wěn)斜井段。

第七節(jié) 定向井、叢式井方位調(diào)整井段井身軌跡控制技術(shù)

1)、什么時(shí)候需要下入動(dòng)力鉆具調(diào)整井身軌跡：
①、井眼的井斜方位角不符合設(shè)計(jì)要求；
②、井眼的井斜角不符合設(shè)計(jì)要求；
③、利用轉(zhuǎn)盤鉆已經(jīng)達(dá)不是到合理調(diào)整井眼井斜角和井斜方位角的要求；
2)、下入什么樣的鉆具組合進(jìn)行井身軌跡調(diào)整：
根據(jù)井眼軌跡調(diào)整需要的造斜率K來決定下入什么樣的鉆具組合，一般來說需要按造斜率的大小選擇鉆具組合：
造斜率K在10°～15°/100米之間可以下入彎接頭組合來完成；
造斜率K在15°～25°/100米之間可以下入單彎動(dòng)力鉆具完成；
造斜率K在25°～45°/100米之間可以下入雙彎動(dòng)力鉆具完成；
造斜率要求不高，為了減少起下鉆次數(shù)(在配合高效PDC鉆頭的情況下)，可以下入DTU組合來完成；
3)、怎樣確定造斜組合的裝置角：
①、裝置角對(duì)井眼軌跡的影響規(guī)律：
②、根據(jù)井眼軌跡的需要，利用沙尼金圖解法確定工具裝置角的方法：
A、選擇一定長(zhǎng)度的線段，代表角度值。
B、選原點(diǎn)O，作N、E坐標(biāo)，根據(jù)Φ1作井斜方位線OQ。量OA=α1(長(zhǎng)度代表角度)，以A點(diǎn)為圓心，以γ為半徑畫圓。
C、作線段OB，使∠AOB=ΔХ，交圓于B、B'兩點(diǎn)，連接AB和AB'。
注意，ΔХ是有正負(fù)之分的。ΔХ為正時(shí)，是方位增加，以O(shè)A為始邊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)作出OB線。
D、用量角器量得∠QAB和∠QAB'兩角，即得贈(zèng)斜扭方位的裝置角ω=∠QAB，減斜扭方位的裝置角ω'=∠QAB'。
E、用直尺量OB和OB'的長(zhǎng)度，換算成角度，則是增斜扭方位的井斜角α2=OB，減斜扭方位的井斜角α2=OB'。
③、動(dòng)力鉆具反扭角的確定
A、公式法計(jì)算反扭角(由于誤差太大，故略去)。
B、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法確定反扭角
表３－１ 鉆具反扭角經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表(使用于方位調(diào)整)
━━━┳━━━━━┳━━━┳━━┳━━┳━━┳━━━┳━━━┳━━━┳━━━
裝置┃ 井斜角┃2～5°┃10°┃15°┃20°┃25° ┃ 30° ┃ 35° ┃〉35°
角┃井深 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
━━━╋━━━━━╋━━━╋━━╋━━╋━━╋━━━╋━━━╋━━━╋━━━
95° ┃ 〈1000 ┃ 45° ┃40°┃35°┃30°┃25° ┃ 20° ┃ 15° ┃10°
━━━╋━━━━━╋━━━╋━━╋━━╋━━╋━━━╋━━━╋━━━╋━━━
95° ┃ 〈2000 ┃ 60° ┃45°┃40°┃35°┃30° ┃ 25° ┃ 20° ┃15°
━━━╋━━━━━╋━━━╋━━╋━━╋━━╋━━━╋━━━╋━━━╋━━━
95° ┃ 〉2000 ┃ 85° ┃75°┃70°┃50°┃30° ┃ 25° ┃ 20° ┃15°
━━━╋━━━━━╋━━━╋━━╋━━╋━━╋━━━╋━━━╋━━━╋━━━
265°┃ 〈1000 ┃ 55° ┃65°┃80°┃85°┃90° ┃ 95° ┃100° ┃100°
━━━╋━━━━━╋━━━╋━━╋━━╋━━╋━━━╋━━━╋━━━╋━━━
265°┃ 〈2000 ┃ 65° ┃75°┃85°┃90°┃95° ┃100° ┃100° ┃105°
━━━╋━━━━━╋━━━╋━━╋━━╋━━╋━━━╋━━━╋━━━╋━━━
265°┃ 〉2000 ┃ 70° ┃80°┃90°┃95°┃100° ┃100° ┃100° ┃105°
━━━┻━━━━━┻━━━┻━━┻━━┻━━┻━━━┻━━━┻━━━┻━━━

表３－２ 直井段中的反扭角(井斜角<2° 定向時(shí)使用)
┏━━━━━━━━┳━━━┳━━━┳━━━┳━━━┳━━━━━━━┓
┃造斜點(diǎn)深度(英尺)┃0-500 ┃-1000 ┃-1500 ┃-5000 ┃>5000 ┃
┣━━━━━━━━╋━━━╋━━━╋━━━╋━━━╋━━━━━━━┫
┃反扭角 ┃20° ┃25° ┃35° ┃50° ┃10°/1000 ┃
┗━━━━━━━━┻━━━┻━━━┻━━━┻━━━┻━━━━━━━┛

第八節(jié) 水平井井眼軌跡控制工藝模式與技術(shù)

水平井鉆井的技術(shù)關(guān)鍵是確立一個(gè)既能經(jīng)濟(jì)、安全鉆成水平井，又能高精度控制井眼軌跡的水平井鉆井模式，形成適應(yīng)不同鉆井方式的水平井鉆井工藝技術(shù)。不同類型的水平井，其井身結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)軌道不同，所選擇的鉆井方式不同。而水平井鉆井方式的確立又要受到鉆井設(shè)備、鉆井工具的裝備情況，鉆井工藝技術(shù)水平，測(cè)量?jī)x器裝備等諸多因素的制約。目前國(guó)際上最先進(jìn)的水平井軌跡控制方法和鉆井方式是采用導(dǎo)向鉆井技術(shù)，用一套鉆具組合一趟鉆鉆完整個(gè)增斜井段，這也是我油田水平井井眼軌跡控制技術(shù)需要努力的方向，但是這一技術(shù)的實(shí)施必須具備組成導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的先進(jìn)而且昂貴的鉆井工具、儀器裝備以及與之配套的鉆井工藝技術(shù)。
充分利用現(xiàn)有的技術(shù)和裝備，在實(shí)踐中不斷探索、完善和提高裝備條件和技術(shù)水平，使水平井的軌跡控制技術(shù)向高層次發(fā)展。水平井鉆井基本上為兩種方式：
一是與常規(guī)定向井比較接近的以轉(zhuǎn)盤鉆為主的水平井井眼軌跡控制方式和鉆井模式。
二是與導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)比較接近的以動(dòng)力鉆具為主的水平井井眼軌跡控制方式和鉆井模式。
一、以轉(zhuǎn)盤鉆為主的水平井井眼軌跡控制模式
采用與常規(guī)定向井比較接近的以轉(zhuǎn)盤鉆為主的水平井鉆井模式，在長(zhǎng)半徑水平井中通過調(diào)整鉆具組合和鉆井參數(shù)，可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)強(qiáng)增斜、微增斜、水平段穩(wěn)平鉆進(jìn)的井眼軌跡進(jìn)行控制，但在大斜度井段和水平段必須利用水平井的摩阻計(jì)算程序進(jìn)行鉆具組合的倒裝設(shè)計(jì)；通過使用高聚物水包油泥漿體系和正電膠泥漿體系，配合強(qiáng)化的四級(jí)泥漿凈化系統(tǒng)，采用大排量循環(huán)、交叉接力式短起下鉆等技術(shù)措施，可以滿足水平井安全鉆井的需要。對(duì)中半徑水平井，在增斜率大于 6°／30 m 之后，尤其在 Φ444.5 mm 大尺寸井眼中，用柔性的轉(zhuǎn)盤鉆鉆具組合來實(shí)現(xiàn)比較穩(wěn)定的增斜率是比較困難的，而且不利于井下安全。因此，這種模式在中半徑水平井中的應(yīng)用是有條件的，一般適用于中半徑水平井的造斜率低限，并采用動(dòng)力鉆具組合進(jìn)行造斜能力和井段的調(diào)整。
1 模式的內(nèi)容
采用兩層技術(shù)套管的井身結(jié)構(gòu)，雖然有利于井下安全，但是不經(jīng)濟(jì)。通過總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)識(shí)到：采用這種井眼軌跡控制模式應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)化井身結(jié)構(gòu)，整個(gè)增斜井段采用單一的 Φ311 mm 井眼尺寸。在此基礎(chǔ)上，我們將這種模式定型為：
① 充分利用成功的高壓噴射和防斜打直技術(shù)，嚴(yán)格的將造斜點(diǎn)前的直井段井眼軌跡控制在允許范圍之內(nèi)，快速優(yōu)質(zhì)地鉆完該井段。
② 定向造斜段的施工用常規(guī)動(dòng)力鉆具、彎接頭或彎套動(dòng)力鉆具的方式進(jìn)行。應(yīng)選擇合適的彎接頭或彎殼體度數(shù)，使實(shí)際造斜率盡可能地接近設(shè)計(jì)造斜率。井斜角應(yīng)達(dá)到 10～15°換轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)，以利于待鉆井段增斜和方位的穩(wěn)定。
③ 根據(jù)設(shè)計(jì)增斜率選擇合適的轉(zhuǎn)盤增斜鉆具組合增斜鉆進(jìn)，并根據(jù)實(shí)際增斜率及時(shí)調(diào)整鉆井參數(shù)或更換鉆具組合，必要時(shí)用動(dòng)力鉆具進(jìn)行井斜角和方位角的修正，使之滿足軌跡點(diǎn)的位置和矢量方向的綜合控制。
④ 在轉(zhuǎn)盤鉆鉆具組合的鉆進(jìn)過程中，要經(jīng)常短起下鉆和交叉接力循環(huán)，以鏟除巖屑床和修理井壁，長(zhǎng)半徑水平井更應(yīng)如此。
⑤ 長(zhǎng)半徑水平井的水平段相對(duì)較短，可以轉(zhuǎn)盤鉆具組合為主要鉆進(jìn)方式，但必須利用水平井的摩阻計(jì)算程序進(jìn)行鉆具組合的倒裝設(shè)計(jì)，并采用大排量來提高攜巖能力。備用一套 DTU 導(dǎo)向鉆具或者 1°左右的單彎動(dòng)力鉆具，以彌補(bǔ)轉(zhuǎn)盤鉆鉆具組合的意外失控。用這種方式鉆中半徑水平井的水平段，由于摩阻和扭矩都比長(zhǎng)半徑水平井小，可以更為安全地鉆出更長(zhǎng)的水平段。
3 以轉(zhuǎn)盤鉆為主鉆增斜井段的井眼軌跡控制工藝技術(shù)
以轉(zhuǎn)盤鉆為主進(jìn)行增斜井段的井眼軌跡控制，其方法與普通定向井相似。對(duì)于長(zhǎng)半徑水平井而言，其造斜率是可以用常規(guī)定向井的工具和工藝來實(shí)現(xiàn)的，但井斜角大于 70° 井段的井眼軌跡控制是普通定向井尚未涉及的新領(lǐng)域。對(duì)于中半徑水平井而言，研究以轉(zhuǎn)盤鉆具組合實(shí)現(xiàn)高造斜率的技術(shù)手段和途徑是鉆增斜井段的技術(shù)關(guān)鍵。
因此，以轉(zhuǎn)盤鉆為主鉆增斜井段的井眼軌跡控制的主要技術(shù)難點(diǎn)是在大井斜或高造斜率條件下，如何通過調(diào)整鉆具組合與鉆井參數(shù)，在保證井下安全的情況下實(shí)現(xiàn)井眼軌跡的有效控制。
① 長(zhǎng)半徑水平井使用常規(guī)定向井工具，用轉(zhuǎn)盤鉆方式進(jìn)行增斜井段的井眼軌跡控制，通過精心設(shè)計(jì)鉆具組合，合理調(diào)整鉆井參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)有控制的強(qiáng)增斜、微增斜以及比較穩(wěn)定的增斜率，調(diào)整鉆井參數(shù)的核心是鉆壓。
② 在 Φ444.5 mm 的大井眼中，采用 Φ228.6 mm 和 Φ203.2 mm鉆鋌組成的增斜鉆具組合，能夠獲得 4.5°／30 m 的比較穩(wěn)定的增斜率。但若用柔性更強(qiáng)的組合來實(shí)現(xiàn)更高的增斜率，其增斜率很難控制穩(wěn)定，最高增斜率曾達(dá)到 11.3°／30m，而且因轉(zhuǎn)盤扭矩過大，極易造成鉆具事故。
③ 在 Φ311 mm 井眼中，用轉(zhuǎn)盤鉆具組合能得到 6°／30m 的最高穩(wěn)定增斜率。因此，在 Φ311 mm 井眼中以轉(zhuǎn)盤鉆的方式進(jìn)行長(zhǎng)半徑水平井的軌跡控制是經(jīng)濟(jì)可行的，而用這種方式進(jìn)行中半徑水平井的軌跡控制是比較困難的。
4 以轉(zhuǎn)盤鉆為主鉆水平井段的井眼軌跡控制工藝技術(shù)
水平井段采用何種鉆井方式來進(jìn)行有效的井眼軌跡控制，并能達(dá)到經(jīng)濟(jì)安全的目的，這對(duì)不同長(zhǎng)度和不同靶區(qū)類型及精度要求的水平井段有不同的選擇，也是水平井井眼軌跡控制的技術(shù)關(guān)鍵之一。
二、以動(dòng)力鉆具為主的水平井井眼軌跡控制模式
實(shí)踐證明，中半徑水平井在鉆進(jìn)過程中的摩阻、扭矩遠(yuǎn)比長(zhǎng)半徑水平井小，更有利于安全鉆井和鉆成更長(zhǎng)的水平井段。而且通過提高造斜率、縮短靶前位移、縮短斜井段長(zhǎng)度，有利于進(jìn)一步縮短水平井的鉆井周期，降低鉆井成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。使用各種彎套的動(dòng)力鉆具組合可以實(shí)現(xiàn)高造斜率的穩(wěn)定控制。
以動(dòng)力鉆具組合鉆進(jìn)為主，以轉(zhuǎn)盤鉆具組合進(jìn)行通井、調(diào)整造斜率為輔，既可以克服動(dòng)力鉆具循環(huán)排量小的不足，通過通井和大排量循環(huán)鏟除巖屑床，調(diào)整動(dòng)力鉆具造斜率的偏差和調(diào)整井眼垂深，又可以加大鉆壓鉆掉可鉆性差的地層，是水平井安全鉆井的有效措施。
這一鉆井模式的主要內(nèi)容是：
① 直井段與轉(zhuǎn)盤鉆模式相同，充分利用成功的高壓噴射和防斜打直技術(shù)，嚴(yán)格將造斜點(diǎn)前的直井段井眼軌跡控制在允許范圍之內(nèi)，快速優(yōu)質(zhì)地鉆完該井段。
② 對(duì)入靶前地層較穩(wěn)定的水平井，造斜段的施工以彎殼體動(dòng)力鉆具為主要鉆進(jìn)方式，以轉(zhuǎn)盤鉆具組合通井鏟除巖屑床和修整井眼，并完成穩(wěn)斜段或造斜率較低的調(diào)整段，以二至三套鉆具組合在二至三趟鉆內(nèi)鉆完 0～90°造斜段。
③ 對(duì)入靶前地層穩(wěn)定性較差的水平井，造斜段的施工以彎套動(dòng)力鉆具與轉(zhuǎn)盤鉆具組合相結(jié)合的鉆進(jìn)方式，用動(dòng)力鉆具在易造斜井段按設(shè)計(jì)先打出高造斜率，再用轉(zhuǎn)盤鉆具組合鉆掉可鉆性差的井段（即后打出低造斜率）。對(duì)設(shè)計(jì)造斜率較低的疏松地層，在采用動(dòng)力鉆具或轉(zhuǎn)盤鉆具組合時(shí)，都應(yīng)當(dāng)使用比正常井段造斜率高一級(jí)的鉆具組合來完成。
④ 對(duì)地質(zhì)設(shè)計(jì)靶區(qū)垂深誤差要求在 5～10 m、而平面誤差大于5 m的水平探井和水平開發(fā)井，以轉(zhuǎn)盤鉆鉆具組合為主要鉆進(jìn)方式，可采用大排量來提高攜巖能力，以兩套轉(zhuǎn)盤鉆鉆具組合用二至三趟鉆鉆完 500 m左右的水平井段。應(yīng)備用一套 DTU 導(dǎo)向鉆具或 1°左右的單彎動(dòng)力鉆具，以彌補(bǔ)轉(zhuǎn)盤鉆鉆具組合的意外失控。
⑤ 對(duì)地質(zhì)設(shè)計(jì)靶區(qū)垂深誤差要求在 5m 之內(nèi)、而平面誤差也小于 5m 的水平穿巷道井，采用 DTU 導(dǎo)向鉆具或 1°左右的單彎動(dòng)力鉆具與轉(zhuǎn)盤鉆鉆具組合相結(jié)合的方式鉆水平段。
1 以動(dòng)力鉆具為主鉆增斜井段的井眼軌跡控制工藝技術(shù)
采用動(dòng)力鉆具為主鉆增斜井段能獲得高造斜率，并采用有線隨鉆測(cè)斜儀或 MWD 無線隨鉆測(cè)斜儀嚴(yán)格監(jiān)控井眼軌跡，通過調(diào)整和控制動(dòng)力鉆具的工具面，可以獲得較穩(wěn)定的井眼全角變化率，幾乎不存在出現(xiàn)方位漂移的問題。因此，造斜井段井眼軌跡控制工藝技術(shù)研究的重點(diǎn)是在不同的井眼條件下，如何選擇不同角度的彎套動(dòng)力鉆具來獲得需要的造斜率，并研究與之相關(guān)因素的影響規(guī)律。井眼軌跡控制的對(duì)象是控制穩(wěn)定的井眼全角變化率，使之得到與設(shè)計(jì)的井眼軌道相符合的連續(xù)的軌跡點(diǎn)位置和矢量方向。
從提高水平井鉆井速度和效益的角度來講，針對(duì)水平井的井眼軌道設(shè)計(jì)，合理選擇動(dòng)力鉆具的角度及與之配合的鉆頭、測(cè)量工具以及合理的鉆進(jìn)參數(shù)和技術(shù)措施，使每套鉆具組合達(dá)到設(shè)計(jì)的目的，是水平井井眼軌跡控制工藝技術(shù)所攻關(guān)和研究的方向之一。
2 以動(dòng)力鉆具為主鉆水平井段的井眼軌跡控制工藝技術(shù)
以動(dòng)力鉆具為主鉆水平井段的技術(shù)在國(guó)外應(yīng)用較為廣泛，比較典型的是采用 DTU 異向雙彎動(dòng)力鉆具組合組成的導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)。
實(shí)踐表明，作為一項(xiàng)工藝技術(shù)，采用動(dòng)力鉆具組合進(jìn)行水平段井眼軌跡的精確控制有其重要的應(yīng)用價(jià)值，根據(jù)目前國(guó)內(nèi)的工具和裝備情況，我們認(rèn)為：在大多數(shù)水平井中采用以轉(zhuǎn)盤鉆為主鉆水平井段的井眼軌跡控制模式和工藝技術(shù)更有利于提高鉆井速度、降低鉆井成本。
第九節(jié) 幾種特定水平井軌跡控制技術(shù)及應(yīng)用
§９.１稠油礫石油藏水平井軌跡控制技術(shù)
一、稠油礫石油藏的地質(zhì)地層特點(diǎn)
草橋油田的目的油層為館陶組底部稠油層，該油層是披露于第三系及老地層之上的構(gòu)造。為沖積體系的砂礫巖體，巖性主要是灰?guī)r，礫狀砂巖，含礫砂巖及細(xì)砂巖。礫石成分主要是灰?guī)r、石英巖、玄武巖等。顆粒為園狀和次棱角狀。充填物為 Φ2 mm 左右的小礫石和石英、長(zhǎng)石砂粒巖石，膠結(jié)疏松成巖性極差，基本為散礫、散砂，造斜能力極差。礫巖孔隙度為9.17%。含礫砂巖孔隙度為 30%。儲(chǔ)層物性變化大，非均質(zhì)性嚴(yán)重，其地層分層和巖性特點(diǎn)如下表：


表 3-3 稠油油藏的地層分層和巖性特點(diǎn)
┏━━━━┯━━━┯━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━┓
┃層 位│垂 深│ 基 本 巖 性│ 軌 跡 控 制 特 點(diǎn) ┃
┠────┼───┼──────┼────────────┨
┃平原組 │0～197│粘土 │ ┃
┠────┼───┼──────┼────────────┨
┃ │ │上部：砂巖 │ 增斜能力好 ┃
┃明化鎮(zhèn)組│～ 717│下部：玄武巖│ 穩(wěn)斜能力差，可鉆性極差 ┃
┠────┼───┼──────┼────────────┨
┃館陶組 │～926 │礫石 │ 可鉆性好，造斜能力差 ┃
┗━━━━┷━━━┷━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━┛
二、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)及施工概況
① 直井段：采用塔式鉆具鉆進(jìn)到井深 600～700 米井斜控制在0.5°之內(nèi)，有利于井眼軌跡的控制。
② 增斜段：根據(jù)草橋稠油地層特點(diǎn)采用倒置的三段增斜剖面。在正常剖面中 K3＞K1＞K2，而在倒置的增斜井段剖面中 K1＞K3＞K2，第一增斜段造斜點(diǎn)在 600～700 米之間。地層較軟采用彎套動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)鉆速快，造斜率高。在垂深 850～900 之間，是堅(jiān)硬致密的玄武巖地層，動(dòng)力鉆具鉆井速度慢，增斜困難，采用較低的造斜率用鉆盤鉆進(jìn)至井段，能很快地完成這一井段的施工。提高水平井鉆井速度。而在鉆達(dá)目的層時(shí)，其巖性為稠油膠結(jié)的礫石層，鉆進(jìn)速度快增斜能力差。在剖面設(shè)計(jì)時(shí)盡量使該井段曲率較低。采用增斜能力大的動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)，而實(shí)際只能得到較小的造斜率。
③ 采用轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)的方式鉆完水平段。

草橋油田較典型的幾口稠油水平井基本數(shù)據(jù) （表 3-4 ）
┏━━━━━━━┯━━━━━━┯━━━━━━┯━━━━━━┓
┃ 井 號(hào) │草20-平 5 井 草南試平 1井│草南平 10 井┃
┠───────┼──────┼──────┼──────┨
┃ 造斜點(diǎn)深度 │ 710.56 │ 640.70 │ 621.50 ┃
┠─┬─────┼──────┼──────┼──────┨
┃第│造 斜 率 │ 9°/ 30 m │ 9°/ 30 m │10.5°/ 30 m┃
┃一├─────┼──────┼──────┼──────┨
┃增│造斜段長(zhǎng) │ 166.67 │ 156.29 │ 157.14 ┃
┃斜├─────┼──────┼──────┼──────┨
┃段│最大井斜角│ 50 │ 50 │ 55 ┃
┞─┼─────┼──────┼──────┼──────┨
┃第│造 斜 率 │ 4.5°/30 m │ 4.5°/30 m │ 3.6°/ 30 m┃
┃二├─────┼──────┼──────┼──────┨
┃增│造斜段長(zhǎng) │ 177.64 │ 185.71 │ 202.79 ┃
┃斜├─────┼──────┼──────┼──────┨
┃段│最大井斜角│ 76.64 │ 76 │ 79.33 ┃
┠─┼─────┼──────┼──────┼──────┨
┃第│造 斜 率 │ 5.1°/30 m │5.12°/30 m │ 9°/ 30 m ┃
┃三├─────┼──────┼──────┼──────┨
┃增│造斜段長(zhǎng) │ 75.18 │ 64.42 │ 35.55 ┃
┃斜├─────┼──────┼──────┼──────┨
┃段│最大井斜角│ 89.43 │ 86.99 │ 90 ┃
┠─┴─────┼──────┼──────┼──────┨
┃ 入靶點(diǎn)垂深 │ 942.97 │ 869.11 │ 837.0 ┃
┠───────┼──────┼──────┼──────┨
┃ 終 點(diǎn) 垂 深 │ 960.85 │ 890.82 │ 837.0 ┃
┠───────┼──────┼──────┼──────┨
┃ 水 平 段 長(zhǎng) │ 334.10 │ 439.70 │ 200.0 ┃
┠───────┼──────┼──────┼──────┨
┃ 水 平 位 移 │ 711.70 │ 730.58 │ 490.57 ┃
┗━━━━━━━┷━━━━━━┷━━━━━━┷━━━━━━┛
三、長(zhǎng)裸眼水平井井眼軌跡控制技術(shù)
1 長(zhǎng)裸眼水平井的井身結(jié)構(gòu)
采用長(zhǎng)裸眼水平井井身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工方法的提出，是為了滿足采油和開發(fā)部門要求全井下 Φ177.8 mm 油層套管，以提高稠油熱采注汽的熱效率，延長(zhǎng)轉(zhuǎn)注周期，提高單井產(chǎn)量。
按常規(guī)設(shè)計(jì)的水平井的井身結(jié)構(gòu)是：
Φ339.7mm 表層套管×250～400m ＋ Φ244.5mm 技術(shù)套管× 入靶點(diǎn)深度 ＋Φ137.7mm 油層套管×井底深度
按長(zhǎng)裸眼設(shè)計(jì)的水平井的井身結(jié)構(gòu)是：
Φ339.7mm 表層套管×250～400m ＋ Φ177.8mm 油層套管× 井底深度
圖 3- 常規(guī)設(shè)計(jì)的水平井的井身結(jié)構(gòu)

2 采用三段增斜軌道設(shè)計(jì)方法
采用三段增斜軌道設(shè)計(jì)方法，是長(zhǎng)裸眼水平井鉆井施工安全高效的重要技術(shù)措施之一。根據(jù)地質(zhì)地層的特點(diǎn)，采用三段增斜方法設(shè)計(jì)的井眼軌道，在實(shí)鉆過程中可以充分發(fā)揮動(dòng)力鉆具和轉(zhuǎn)盤鉆具各自的優(yōu)勢(shì)，提高鉆井速度。將常規(guī)設(shè)計(jì)的穩(wěn)斜井段段改為第二增斜段，通過調(diào)整該段的造斜率和段長(zhǎng)，同樣可以彌補(bǔ)鉆具造斜能力的偏差，而且還可以實(shí)現(xiàn)用一套鉆具組合完成第一造斜段的通井和第二造斜段的鉆進(jìn)，并減少了起下鉆次數(shù)。轉(zhuǎn)盤增斜鉆具組合與穩(wěn)斜的剛性鉆具組合比較，其剛性小，摩阻力小，不易出新井眼，有利于井下安全。采用轉(zhuǎn)盤鉆具鉆進(jìn)，可以使用較大的鉆壓，以提高機(jī)械鉆速，縮短鉆井周期。
在草橋油田稠油礫石層油藏鉆探水平井的目的層是館陶組底部的砂體油層，是稠油膠結(jié)的砂礫巖層，膠結(jié)十分疏松，成巖性極差，在這樣的地層中增斜相當(dāng)困難。而目的層的上面是堅(jiān)硬致密的玄武巖地層，其可鉆性極差，鉆時(shí)慢，用動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)比較困難，一般都使用轉(zhuǎn)盤鉆鉆穿這段玄武巖地層，所以該井段設(shè)計(jì)的造斜率也不能太高。根據(jù)以上特點(diǎn)，我們采用三段增斜軌道設(shè)計(jì)方法，即第一造斜段采用高造斜率，在 150～170 米井段內(nèi)將井斜角增至 50 度左右。第二造斜段設(shè)計(jì)采用較低的造斜率，即使用轉(zhuǎn)盤鉆鉆穿玄武巖地層，在 120～150 米井段內(nèi)將井斜角增至 76～78 度。第三造斜段也設(shè)計(jì)采用較低的造斜率，主要是考慮鉆進(jìn)目的油層時(shí)，由于地層原因增斜困難所采取措施之一，同時(shí)考慮這一井段采用高造斜率的單彎和雙彎套動(dòng)力鉆具鉆進(jìn)，鉆進(jìn) 60～80 米井段將井斜角增至90 度左右。采用這種設(shè)計(jì)方法在草橋油田設(shè)計(jì)并實(shí)施了 14 口長(zhǎng)裸眼水平井，在單家寺油田設(shè)計(jì)并實(shí)施了 1 口長(zhǎng)裸眼水平井。
3 鉆具組合與井眼軌跡的控制
在稠油礫石層油藏中鉆進(jìn)長(zhǎng)裸眼水平井時(shí)，首先采用塔式鉆具組合或用 Φ203.2 毫米鉆鋌吊打鉆進(jìn)到造斜點(diǎn)，控制井斜角小于 0.5度。由于上部地層是泥巖，而且較均質(zhì)，彎殼體動(dòng)力鉆具的造斜能力可以得到發(fā)揮，所以在第一造斜段使用 1.5 度低速單彎動(dòng)力鉆具，配合使用有線隨鉆測(cè)斜儀監(jiān)控井眼軌跡，其動(dòng)力鉆具的造斜率可以達(dá)到 9°/30 米～10°/30米，能夠滿足第一造斜段的造斜率要求。
第一造斜段完成之后，首先采用轉(zhuǎn)盤增斜鉆具組合通井，并測(cè)取ESS電子多點(diǎn)數(shù)據(jù)。第二造斜井段所鉆進(jìn)的地層基本上是玄武巖，可鉆性極差，使用這套轉(zhuǎn)盤增斜鉆具鉆進(jìn)這段地層，可采用 180～200 KN 的鉆壓和 50～65 rpm 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速，并采用 ESS 電子多點(diǎn)測(cè)斜儀監(jiān)控井眼軌跡。為了達(dá)到較高的造斜率，滿足第二造斜段造斜率要求，采用"柔性"鉆具組合是非常必要的。
第三造斜井段是控制井眼軌跡入靶的增斜段,地層巖性為砂泥巖和稠油膠結(jié)的砂礫巖層，其機(jī)械鉆速高達(dá) 1～2 米/秒，但在該井段內(nèi)鉆具的造斜能力極差，需采用造斜率較高的彎套動(dòng)力鉆具來保證這一井段得到適當(dāng)?shù)脑煨甭�。�?shí)際施工中使用了在一般地區(qū)造斜率高達(dá)15°/30 米的 1.5°×1°雙彎動(dòng)力鉆具組合，配合使用有線隨鉆測(cè)斜儀監(jiān)控井眼軌跡，實(shí)際使該井段的造斜率達(dá)到 5.2°/30 米，有效地控制了井眼軌跡達(dá)到入靶的要求。
造斜井段完成之后，地質(zhì)上為了卡準(zhǔn)目的油層的層位需要進(jìn)行中間電測(cè)，待地質(zhì)確定層位后再繼續(xù)鉆進(jìn)水平段。鉆進(jìn)水平井段采用一套轉(zhuǎn)盤穩(wěn)平鉆具組合，在鉆進(jìn)過程中通過調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，采用 ESS電子多點(diǎn)測(cè)斜儀監(jiān)控井眼軌跡，使用一趟鉆具完成全部水平井段。
長(zhǎng)裸眼水平井井眼軌跡控制技術(shù)的成功應(yīng)用，大大提高了水平井的鉆井速度和效益。采用長(zhǎng)裸眼水平井鉆井技術(shù)可以使稠油水平井的鉆井周期由原來的平均 44.7 天縮短為平均 17 天，每口井節(jié)省技術(shù)套管、固井和測(cè)井等費(fèi)用 137 萬元，15 口井累計(jì)可節(jié)約 2000 余萬元的資金投入。草南平 10 井創(chuàng)出鉆井周期 12 天 20 小時(shí)、建井周期 17 天 12小時(shí)的全國(guó)水平井施工速度最快記錄，草 20-平 5 井創(chuàng)出稠油礫石油藏水平井裸眼長(zhǎng)度 1150.77 米的記錄。而且長(zhǎng)裸眼水平井的實(shí)施，滿足了采油下 Φ177.8 mm 油層套管的要求，提高了稠油熱采注汽的熱效率，延長(zhǎng)了轉(zhuǎn)注周期，提高了單井產(chǎn)量。
采用規(guī)范化的長(zhǎng)裸眼水平井井眼軌跡控制技術(shù)整體設(shè)計(jì)和開發(fā)草南油田，在 3 個(gè)月的時(shí)間內(nèi)完成了整體設(shè)計(jì)的 26 口叢式井、2 口直井和 8口長(zhǎng)裸眼水平井，為合理、高效開發(fā)稠油油藏探索了一條新的途徑，使本專題研究成果達(dá)到了國(guó)際九十年代初水平。

§９.２多靶水平井井眼軌跡控制技術(shù)及應(yīng)用

地質(zhì)開發(fā)部門設(shè)計(jì)的水平井段的位置是由入靶點(diǎn)（A 點(diǎn)）、終點(diǎn)（B點(diǎn)）的坐標(biāo)和垂深數(shù)據(jù)來確定的。一般來講，水平井的靶區(qū)是一個(gè)圓形、矩形或梯形的靶柱，A、B 兩點(diǎn)之間的連線（設(shè)計(jì)軌道）為一直線。有這樣一種情況使水平井段的設(shè)計(jì)軌道不是一條直線，而是折線，例如某些油田由于地質(zhì)構(gòu)造的原因，目的油層不在同一個(gè)平面內(nèi)，設(shè)計(jì)水平井時(shí)為了獲得最佳的開發(fā)效果，需要沿油層的最佳層位將水平井段的軌道設(shè)計(jì)成兩段或兩段以上的折線，雖然從水平井軌道設(shè)計(jì)的理論上講這種設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型不存在，但工程上需要解決這類水平井的軌道設(shè)計(jì)和井眼軌跡控制與調(diào)整問題。實(shí)例如下：
草橋油田草南平 7 井位于濟(jì)陽(yáng)坳陷東營(yíng)凹陷金家-柳橋構(gòu)造帶東部草37 斷塊南部草南 104 平臺(tái)上。該平臺(tái)由兩口水平井、4口定向井共 6 口井組成。主要產(chǎn)油層是館陶組底部的沙礫巖層，屬稠油油層。
① 靶點(diǎn)相對(duì)位置：
表 3-5 草南平 7 井靶點(diǎn)相對(duì)位置數(shù)據(jù)
┏━━━━━┳━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━━┓
┃ 靶 點(diǎn) ┃ 靶點(diǎn)垂深 ┃ 距井口方位 ┃ 距井口水平位移 ┃
┣━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━┫
┃ 入靶點(diǎn) A ┃ 849.00 m ┃ 224.18° ┃ 289.93 m ┃
┣━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━┫
┃ 中 點(diǎn) B ┃ 843.00 m ┃ 224.25° ┃ 409.32 m ┃
┣━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━┫
┃ 終 點(diǎn) C ┃ 841.00 m ┃ 224.26° ┃ 489.44 m ┃
┗━━━━━┻━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━━┛
② 中靶要求：
A 靶—B 靶：方位 224.4°，段長(zhǎng) 120 米，井斜角 92.86°
B 靶—C 靶：方位 224.38°，段長(zhǎng) 80.12 米，井斜角:91.43°
③ 實(shí)際中靶數(shù)據(jù)：
A 點(diǎn)：斜深 1019.1 米，井斜角 84.08°，方位角 224.65°
垂深 850.54 米，位移 289.31 米，閉合方位角 223.8°
縱距 -1.54 米，橫距 -1.77 米，靶心距 2.35 米
B 點(diǎn)：斜深 1133.45 米，井斜角 92.5 °，方位角 225.28°
垂深 842.77 米，位移 409.32 米，閉合方位角 224.13°
縱距 +0.23 米，橫距 -1.45 米，靶心距 1.46 米
C 點(diǎn)：斜深 1219.75 米，井斜角 91.9 °，方位角 224.68°
垂深 842.01 米，位移 489.31 米，閉合方位角 224.21°
縱距 -1.01 米，橫距 -1.56 米，靶心距 1.86 米

草南平 7 井的設(shè)計(jì)和實(shí)施，反映了某些特殊油藏構(gòu)造對(duì)水平井井軌道設(shè)計(jì)和軌跡控制所提出的特殊要求。從工程的角度講，首先應(yīng)對(duì)地質(zhì)設(shè)計(jì)的兩段直線之間的拐點(diǎn)（B 點(diǎn)）進(jìn)行設(shè)計(jì)上的圓滑處理，施工過程中應(yīng)充分考慮鉆具組合的增斜和降斜能力，并根據(jù)實(shí)測(cè)軌跡數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行待鉆軌跡預(yù)測(cè)。對(duì)于井斜角變化不大的井眼軌道，可采用轉(zhuǎn)盤鉆變換鉆具組合在地質(zhì)要求的靶區(qū)范圍內(nèi)完成，如兩段直線的井斜角相差較大，可根據(jù)井眼狀況及靶區(qū)的限制范圍，選擇不同度數(shù)的彎動(dòng)力鉆具來完成。對(duì)于井斜角變化較大的水平井段，應(yīng)特別注意三點(diǎn)：① 在井斜角變化較大的水平井段鉆進(jìn)可能引起轉(zhuǎn)盤鉆具組合的增斜或降斜能力的失控，應(yīng)加強(qiáng)測(cè)斜監(jiān)控；② 可能導(dǎo)致井眼凈化困難；③ 可能增加下套管摩阻。
在水平 4 井井斜角 90°的水平井段鉆進(jìn)過程中，根據(jù)中間電測(cè)分析，應(yīng)將設(shè)計(jì)軌道的水平段中點(diǎn)垂深提高 2.5 米，現(xiàn)場(chǎng)通過調(diào)整鉆具組合和鉆進(jìn)參數(shù)，嚴(yán)格控制井眼軌跡，精確地實(shí)現(xiàn)了修改的井眼軌道設(shè)計(jì)。

§９.３ 多層水平井軌跡控制技術(shù)及應(yīng)用

隨著水平井技術(shù)的發(fā)展，特別是水平井軌跡控制技術(shù)的提高，地質(zhì)勘探、開發(fā)部門為了以最少的投資獲得最佳的開發(fā)效果，對(duì)水平井的施工提出了越來越高的要求。例如臨 2—平1 水平井，就是利用一口水平井完成被一泥巖夾層隔開的上下兩個(gè)油層的開發(fā)任務(wù)。我們稱這種，一口水平井穿過兩個(gè)不相連接并具有一定的垂直高差的“Ｓ”型水平井為多層水平井。
對(duì)于多層水平井層與層(水平段與水平段)之間的連聯(lián)過渡段，我們稱它為水平段中的調(diào)整井段。從第一層的第一個(gè)水平段的入靶點(diǎn)到最后一層水平段的終靶點(diǎn)之間的連線，我們稱它為多層水平井的水平段，連線的長(zhǎng)度為水平段長(zhǎng)，連線的水平投影長(zhǎng)度為水平段的水平
通過對(duì)臨2－平2多層水平井的研究和攻關(guān)，我們研究出了多層水平井的剖面設(shè)計(jì)技術(shù)和井身軌跡控制技術(shù)以及與相適應(yīng)的鉆井液技術(shù)和固井完井技術(shù)，并總結(jié)出了一系列的施工安全措施。
一. 臨2－平2多層水平井的設(shè)計(jì)情況：
１. 靶點(diǎn)相對(duì)位置如表3-5：
表3-5 臨2－平1井靶點(diǎn)相對(duì)位置數(shù)據(jù)

┏━━━━━┯━━━━━┯━━━━━━━━┯━━━━━━┓
┃ 靶 點(diǎn) │ 靶點(diǎn)垂深 │距井口水平位移 │距井口方位 ┃
┠─────┼─────┼────────┼──────┨
┃入靶點(diǎn)Ａ │1398 │241.7 │263.16 ┃
┠─────┼─────┼────────┼──────┨
┃終靶點(diǎn)Ｂ │1391 │374.7 │263.16 ┃
┠─────┼─────┼────────┼──────┨
┃入靶點(diǎn)Ｃ │1400 │483.7 │263.16 ┃
┠─────┼─────┼────────┼──────┨
┃終靶點(diǎn)Ｄ │1394.5 │616.7 │263.16 ┃
┗━━━━━┷━━━━━┷━━━━━━━━┷━━━━━━┛
２. 中靶要求：
A靶－B靶：方位：263.16°；段長(zhǎng)：133米；井斜角：92.82°
C靶－D靶：方位：263.16°；段長(zhǎng)：133米；井斜角：92.37°
３. 剖面的設(shè)計(jì)情況：
根據(jù)地質(zhì)提供的情況，上下兩個(gè)油層被一厚度為3-7m的泥巖夾隔開，并且造成上部油層自A點(diǎn)向B點(diǎn)處逐漸變薄。中間的泥巖夾層可做為分隔層，對(duì)上下兩個(gè)油層進(jìn)行分別開采，但要求穿過泥巖的井段盡量短�？紤]到使用常規(guī)的中半徑水平井的現(xiàn)有工具、儀器、以及電測(cè)、下套管完井作業(yè)的能夠完成，和確保井下施工的安全進(jìn)行。確定出了水平段中調(diào)整井段的增、降斜和穩(wěn)斜角，既滿足了地質(zhì)開發(fā)部門的要求，又確保了軌跡控制和完井作業(yè)的順利完成。造斜點(diǎn)深為1179.56米；第一增斜率為32°/100m，增至井斜角48°；第二增斜率15°/100m，增至井斜角70.49°；第三增斜率為35°/100m，增至井斜角92.82°到A點(diǎn)；A點(diǎn)至B點(diǎn)的穩(wěn)斜角為92.82°，段長(zhǎng)為133米。然后自B點(diǎn)用35°/100m的降斜率把井斜降到80°，然后以80°的穩(wěn)斜角鉆穿泥巖夾層，穿過泥巖的井段長(zhǎng)度可用下面公式求出：
△L=h/cosα°
式中：△L－鉆穿泥巖所需的井段長(zhǎng)度，單位米；
h－兩水平段之間泥巖夾層的垂直厚度，單位米，設(shè)計(jì)為5－7米；
α－穿過泥巖夾層的穩(wěn)斜角，單位度。
由此可以得出，實(shí)際鉆過的泥巖夾層的井段長(zhǎng)度僅有28.8－40.3米，進(jìn)入第二油層的35°/100m的增斜率把井斜角增至92.37°，最后穩(wěn)斜鉆完第二個(gè)水平段。


二. 多層水平井的完成情況：
該井于1996年6月24日15時(shí)一開，96年7月23日8時(shí)完鉆，8月4日8時(shí)交井，鉆井周期28天17小時(shí)，建井周期40天17小時(shí)。全井無事故，井身質(zhì)量、固井質(zhì)量合格。
造斜點(diǎn)井深：1185.78米，完鉆井深1959米，總水平位移640.22米，水平段長(zhǎng)：423.90米，最大井斜角：97°，最大造斜率：39.92°/100米，共鉆穿油層長(zhǎng)度：390.50米。
中靶情況：
A點(diǎn)：井深1558.32米；垂深1398.33米；水平位移241.72米；
縱距-0.04米；橫距+2.13米；靶心距2.13米。
B點(diǎn)：井深1691.69米；垂深1400.29米；水平位移374.70米；
縱距+1.09米；橫距-3.36米；靶心距3.56米。
C點(diǎn)：井深1801.59米；垂深1400.29米；水平位移483.70米；
縱距-0.29米；橫距-1.21米；靶心距1.24米。
D點(diǎn)：井深1935.46米；垂深1393.87米；水平位移616.83米；
縱距-0.63米；橫距-6.21米；靶心距6.21米。

§９.４ 定向井開窗側(cè)水平井井眼軌跡控制技術(shù)

一. 概述
草20-12-側(cè)平13水平井，是在原草20-12-斜13定向井的基礎(chǔ)上，進(jìn)行套管開窗側(cè)鉆段銑的一口水平井。原草20-12-斜13定向井油層套管直徑φ177.8mm，套管在791.00mm處變形，經(jīng)多次處理無效，造成該定向井報(bào)廢。
草20-12-側(cè)平13水平井位于濟(jì)陽(yáng)凹陷樂安－純化斷裂鼻狀構(gòu)造帶草20斷塊。草20塊的主要油層是館陶組底部的砂礫巖層，為稠油層。井區(qū)內(nèi)受地面條件的限制，無法再部井位，而直井或普通定向井，對(duì)油層的動(dòng)用程度也較差，只有鉆水平井才能充分地動(dòng)用其儲(chǔ)量，故在地質(zhì)論證的基礎(chǔ)上，決定在報(bào)廢的草20-12-斜13定向井油層套管內(nèi)，打一口定向井套管開窗側(cè)鉆水平井，開發(fā)地下油層。
館陶組的砂巖體厚度大，含油性好，是本井的鉆探目的層。本區(qū)塊91－95年先后投產(chǎn)的十幾口稠油熱采水平井，均見到良好的開采效果，開采動(dòng)態(tài)表明：水平井，可有效地?cái)U(kuò)大泄油面積，擴(kuò)大注汽后的熱輻射，熱采溫度高，回采收率高，油汽比高等特點(diǎn)。我油田現(xiàn)有幾百口因種種原因而報(bào)廢的直井、定向井，還具有較好的開采價(jià)值，為使這些井復(fù)活，使用套管開窗側(cè)鉆水平井技術(shù)，可改善油田的開發(fā)效果，提高經(jīng)濟(jì)效益。
二. 設(shè)計(jì)技術(shù)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
１. 地質(zhì)設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)：
① 靶點(diǎn)相對(duì)位置
表3-6 靶點(diǎn)相對(duì)位置
┏━━━━┯━━━━━━┯━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━┓
┃ 靶 點(diǎn) │靶點(diǎn)垂深(米)│位于井口方位(度) │距井口水平距離(米)┃
┠────┼──────┼─────────┼─────────┨
┃入靶點(diǎn) A│ 914.40 │ 104.15 │ 258.86 ┃
┠────┼──────┼─────────┼─────────┨
┃終靶點(diǎn) B│ 913.20 │ 102.31 │ 343.92 ┃
┗━━━━┷━━━━━━┷━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━┛
② 中靶要求
A點(diǎn)至B點(diǎn)：方位96度47分，距離85.60m，穩(wěn)斜角90度48分。
水平段精度范圍：上下擺動(dòng)3米，左右擺動(dòng)10米。
２. 剖面設(shè)計(jì)技術(shù)
原定向井的軌跡情況：造斜點(diǎn)井深260米；260～550米為增斜段；550～790米為穩(wěn)斜段，穩(wěn)斜角＝22.6°～23°，水平位移＝176.67米。
為了滿足采油的需要，充分利用原井眼的油層套管，應(yīng)盡量壓低側(cè)鉆點(diǎn)的位置。由于原井眼的造斜點(diǎn)較高，在原井眼700米以下的井段，水平位移已經(jīng)超過130多米，而且在此井段的井斜角已達(dá)23度。如采用增斜側(cè)鉆的方法，若地質(zhì)的設(shè)計(jì)不變，剖面不存在，如把入靶點(diǎn)A點(diǎn)向終靶點(diǎn)B點(diǎn)方向后移30～50米，又滿足不了開采的需要，考慮到現(xiàn)有工具的造斜能力和完井技術(shù)，入靶段的增斜率控制在60度/100米左右為好。由于該側(cè)鉆水平井的軌跡設(shè)計(jì)和施工增加較大的南度。這樣，經(jīng)過反復(fù)的計(jì)算和論證，只有在700米以上，首先采用降斜增方位的側(cè)鉆方案，然后，再穩(wěn)斜鉆進(jìn)一段，入靶段先降方位增斜，調(diào)整好方位后再全力增斜入靶，以此來縮短靶前位移，按地質(zhì)的設(shè)計(jì)完成三維軌跡的設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確入靶，這樣設(shè)計(jì)的軌跡剖面為最佳。
在該側(cè)鉆水平井的剖面設(shè)計(jì)上，原有的水平井剖面設(shè)計(jì)程序已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足定向井開窗側(cè)鉆水平井的剖面設(shè)計(jì)要求。為此，我們做了這樣的處理，先根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)，利用現(xiàn)有的水平井剖面設(shè)計(jì)程序，進(jìn)行理想的假設(shè)剖面設(shè)計(jì)。然后，對(duì)原定向井的軌跡，從選擇的側(cè)鉆點(diǎn)處，對(duì)待鉆井眼進(jìn)行理想的中靶預(yù)測(cè)，優(yōu)選出一個(gè)與地質(zhì)設(shè)計(jì)相吻合并且現(xiàn)有的工具和完井技術(shù)能夠完成的理想數(shù)據(jù)，利用預(yù)測(cè)的結(jié)果，再計(jì)算出側(cè)鉆水平井的軌跡剖面。
最后設(shè)計(jì)出的草20-12-側(cè)13水平井的剖面類型為七段制剖面，即：直井段－增斜段－穩(wěn)斜段－穩(wěn)斜段(原井眼的)－降斜增方位段(側(cè)鉆)－穩(wěn)斜段－增斜段－水平段。
３. 剖面設(shè)計(jì)基本數(shù)據(jù)
該井方位修正角6.74°，磁偏角54.65°，磁場(chǎng)強(qiáng)度52.47(uT)。
① 側(cè)鉆點(diǎn)的基本數(shù)據(jù)：
側(cè)鉆點(diǎn)井深：680.00米；井斜角：22.62度；方位角：102.60度；垂深：658.41米；閉合距：125.22米；閉合方位：95.38度；投影位移：123.51米。
② 側(cè)鉆點(diǎn)以下的剖面基本數(shù)據(jù)：
側(cè)鉆點(diǎn)以下的剖面類型：降斜增方位段(側(cè)鉆段)－穩(wěn)斜段－增斜降方
位段－水平段。
靶前位移：258.38米。
從側(cè)鉆點(diǎn)計(jì)靶前位移：134.87米。
造斜點(diǎn)＝680.00米。
井底垂深＝913.20米；井底位移＝344.80米。
入靶方位＝97.79度。
第一段：降斜增方位段
降斜率： -20.00度/100米 井斜變化：22.62-10.00度
方位變化率：22.000度/100米 方位變化：101.20-132.00度
井段：680.00-760.00米；段長(zhǎng)：80.00米；垂深：734.74米。
第二段：穩(wěn)斜段
井段：760-849.00米；段長(zhǎng)：89.00米；垂深：822.39米。
第三段①：增斜降方位段 增斜率： 20.00度/100米 井斜變化：10.00-14.00度
方位變化率：-135.00度/100米 方位變化：132.00-105.00度
井段：849.00-869.00米：段長(zhǎng)：20.00米：垂深：841.94米。
第三段②：增斜降方位段
增斜率： 59.92度/100米 井斜變化：14.00-90.82度
方位變化率：-72.10度/100米 方位變化：105.00-97.79度
井段：869.00-1006.99米；段長(zhǎng)：137.99米；垂深：914.29米。
第一靶：
垂深＝914.42米；位移＝257.61米；靶半寬＝10米；靶半高＝3米。
第二靶：
垂深＝913.20米；位移＝342.88米；靶半寬＝10米；靶半高＝3米。

四、軌跡控制技術(shù)
⒈、定向側(cè)鉆井段
側(cè)鉆井段：679.50米～713.10米；段長(zhǎng)：33.6米。
井斜變化：23.4°～10.6°；平均井斜變化率：-38.09°／100米。
方位變化：105.2°～136.76°；平均方位變化率：93.93°／100米。
定向側(cè)鉆時(shí)，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，首先讓鉆頭在同一位置空轉(zhuǎn) 20--30分鐘，使鉆頭能在井壁造出臺(tái)階。再加壓 2噸均勻下放鉆具，并隨時(shí)調(diào)整工具面方向，使其一直在預(yù)定方位鉆進(jìn)。并隨時(shí)撈取砂樣，分析砂樣中地層巖屑含量，判斷側(cè)鉆情況，當(dāng)砂樣全為地層巖屑時(shí)鉆頭已全部進(jìn)入地層，側(cè)鉆基本成功。從軌跡控制來看，首先大力降斜微增方位，過下窗口后再調(diào)整工具面方向主要增方位和降斜，使所鉆井眼方向與預(yù)定方位相吻合，井斜角方位角達(dá)到設(shè)計(jì)要求，為以后的軌跡控制和提前入靶奠定了良好的基礎(chǔ)。
⒉、轉(zhuǎn)盤穩(wěn)斜井段
鉆進(jìn)井段：713.10米～864.51米；段長(zhǎng)：151.41米。
井斜變化：10.6°～13.0°； 平均井斜變化率：1.59°／100米。
方位變化：136.76°～140.66°；平均方位變化率：2.58°／100米。
轉(zhuǎn)盤鉆穩(wěn)斜段，一趟鉆完成 151.41 米的進(jìn)尺，效果比較理想。
⒊、入靶增斜段
鉆進(jìn)井段：864.51～986.56米；段長(zhǎng)：122.05米。
井斜變化：13.0°～90.5°； 平均井斜變化率：63.79°／100米。
方位變化：140.66°～98.26°；平均方位變化率：－33.75°／100米。
最大井斜變化率：103.97°／100米， （井段：935.41-955.32米）
最大全角變化率：Κ＝111.0°／100米。（井段：935.41-955.32米）
本段井段 122.05 米，用一套動(dòng)力鉆具一趟鉆完成。井斜、方位控制的比較理想，提前按地質(zhì)要求準(zhǔn)確中靶，入靶縱距僅 0.07 米，靶心距1.03米。但對(duì)于該井段的施工應(yīng)特別以下兩個(gè)方面：一是根據(jù)隨鉆數(shù)據(jù)隨時(shí)預(yù)測(cè)軌跡情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，始終控制實(shí)鉆軌跡與設(shè)計(jì)軌跡基本相吻合；二是隨時(shí)觀察井下安全情況，泥漿性能滿足井下安全的要求，凈化設(shè)備處于良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，對(duì)于高造斜率的井段，采取必要的劃眼措施是完全必要的。
⒋、水平段鉆進(jìn)
井段： 986.56-1113.57m； 段長(zhǎng)： 127.01m。
井斜變化：86.6-89.5°， 井斜變化率：2.28°/100m；
方位變化：98.26-97.56°， 方位變化率：-0.55°/100m；
由于水平段地層膠結(jié)比較疏松，屬于稠油膠結(jié)礫石層，轉(zhuǎn)盤鉆控制井斜比較困難。特別是對(duì)于動(dòng)力鉆具增斜入靶進(jìn)入油層這—段，井底的井斜與預(yù)測(cè)的井斜往往相差較大，所以造成該井水平段下入動(dòng)力鉆具進(jìn)行增斜。整個(gè)水平段共用了三趟鉆完成，一趟動(dòng)力鉆具，兩趟轉(zhuǎn)盤鉆。

五、測(cè)量技術(shù)
采用 BOSS 測(cè)量技術(shù)，在原井眼套管內(nèi)復(fù)測(cè)、校核原井眼軌跡數(shù)據(jù)，保證了設(shè)計(jì)剖面和實(shí)鉆軌跡的準(zhǔn)確性。采用高邊工具面和 SRO陀螺定向相結(jié)合的辦法，保證了側(cè)鉆的成功率和側(cè)鉆軌跡的準(zhǔn)確性。全井采用 SST有線隨鉆和 ESS電子多點(diǎn)相結(jié)合的辦法，保證了全井測(cè)量數(shù)據(jù)精度和軌跡控制的準(zhǔn)確性。
測(cè)斜桿件作了技術(shù)改進(jìn)，滿足了小鉆具內(nèi)定向桿件的使用要求。并根據(jù)不同井段和不同的鉆具組合，采用不同的測(cè)量技術(shù)和不同的測(cè)斜桿件組配方法，滿足了軌跡控制的要求。

六、鉆井液及固井技術(shù)
使用正電膠混油鉆井液，并配以安全有效的技術(shù)措施和凈化設(shè)備，保證了全井的順利施工，取得良好的效果。由于目的層為稠油膠結(jié)礫石，破碎的礫石巖屑較大，有的巖屑直徑達(dá) 10～20 毫米，為了提高鉆井液的攜帶能力，保證井下安全，同時(shí)又能有效的保護(hù)油層，我們適當(dāng)?shù)奶岣咩@井液粘度，調(diào)整鉆井液的塑性粘度和動(dòng)切力，以提高鉆井液的懸浮能力和攜帶能力，同時(shí)又能保證泥漿具有較好的流動(dòng)性。
入靶電測(cè)和完井電測(cè)采用引進(jìn)的哈里布頓，效果比較好。利用旁通接頭對(duì)接鉆桿送的方法，均—次電測(cè)成功。
強(qiáng)化套管柱設(shè)計(jì)，尤其校核抗彎曲強(qiáng)度，根據(jù)井眼軌跡和油層位置來確定套管扶整器的位置和數(shù)量，采用特制的鋼質(zhì)引鞋，雙球彈簧式自動(dòng)回位全鋼回壓凡爾。使用無游離水、低失水、低密度水泥漿配方，大排量紊流固井技術(shù)。研究了在Φ152.4mm 井眼內(nèi)下入Φ127mm 油層尾管和尾管固井的技術(shù)措施，保證了尾管的順利下入和固井質(zhì)量的合格。

七、全井基本數(shù)據(jù)
1996年 2月 10日13：30開始段銑，21日 20：30開始側(cè)鉆，于 3月 5日14：30完鉆，3 月 8日 20：00交井。鉆井周期：27天 6小時(shí) 30分，建井周期：37天 12小時(shí)。純鉆時(shí)間：69.5小時(shí)（從側(cè)鉆點(diǎn)計(jì)算），平均機(jī)械鉆速：6.25米/100米（從側(cè)鉆點(diǎn)計(jì)算）。
完鉆井深：1113.57米，完鉆井斜角：89.5度，完鉆方位角：97.56度，
完鉆垂深：911.65米，完鉆水平位移：367.75米，閉合方位角：102.09度。
中靶情況：
Α點(diǎn)：
斜深 981.65米，垂深 914.33米，井斜角 86度，方位角 99度
水平位移 236.24米（從側(cè)鉆點(diǎn)計(jì) 112.92米）閉合方位 104.21度
縱距 -0.07米，橫距 1.02米， 靶心距 1.03米。
Β點(diǎn)：
斜深1089.68米，垂深 911.79米，井斜角 91.2度，方位角 98.06度
水平位移 343.89米（從側(cè)鉆點(diǎn)計(jì) 218.28米）閉合方位 102.38度
縱距 1.41米，橫距 0.30米， 靶心距 1.45米。
最大井斜角：95度（1038.93米）
最大井斜角變化率：103.97度/100米（935.41-955.32米）
最大全角變化率： 111.00度/100米（935.41-955.32米）
水平段長(zhǎng) 131.92米（自A點(diǎn)計(jì)算），穿過油層厚度 148.57米。
尾管下深1113.57米，尾管頭位置 624.11米。
尾管井段 624.11-1113.57米。重合井段 624.11-679米。

八、體會(huì)和認(rèn)識(shí)
⒈、定向井開窗側(cè)鉆水平井的設(shè)計(jì)問題：
(1).剖面的優(yōu)選，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有的工具、儀器能力盡量壓低側(cè)鉆點(diǎn)的位置，充分利用原井眼的套管，盡量壓縮新鉆斜井段的長(zhǎng)度和靶前位移。這樣可以降低摩阻、減少工作量和縮短鉆井周期，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。
(2).應(yīng)編寫出一套適合定向井開窗側(cè)鉆水平井的剖面設(shè)計(jì)程序。但也可以利用現(xiàn)有的水平井設(shè)計(jì)程序及預(yù)測(cè)程序，進(jìn)行反復(fù)試算的方法，很繁鎖的設(shè)計(jì)出剖面，再利用假想的水平井剖面進(jìn)行預(yù)測(cè)。
(3).采用正電膠泥漿，提高泥漿的懸浮能力和攜帶巖屑和能力，并配以良好凈化設(shè)備，除砂器、離心機(jī)的使用，保證了井眼的凈化和安全。
(4).對(duì)于中軟地層，由于井徑的易于擴(kuò)大，配合正確的技術(shù)措施，在Φ152.4mm 井眼下入Φ127mm 油層套管還是能夠?qū)崿F(xiàn)的。
⒉、開窗鍛銑的施工
(1).斜井段的段銑和直井段銑有著很大的區(qū)別，在定向井斜井段段銑，用于直井的鍛銑工具必須加以改進(jìn)，保證段銑工具的居中效果和便于段銑工具起出后再下入到原位置操作。
(2).定向井斜井段的鍛銑，刀片的使用效果和使用壽命都要比直井的低。
(3).鍛銑位置的選擇，應(yīng)盡量避開套管扶正器位置。
⒊、軌跡控制方面
(1).窗口內(nèi)，側(cè)鉆點(diǎn)的選擇，應(yīng)盡量靠近上窗口。條件允許的情況下，應(yīng)以降斜側(cè)鉆出去為好，這樣即可以減少掛碰套管的可能性，又便于側(cè)成功。
(2).如屬于三維側(cè)鉆水平井，應(yīng)把調(diào)整方位的工作盡量放在上部來完成。
(3).對(duì)于高造斜率的井段，每 5￣10m 的井斜、方位的變化情況，都要及時(shí)處理，認(rèn)真預(yù)測(cè)，如和提前預(yù)計(jì)的誤差較大，應(yīng)及時(shí)采取措施。如造斜率偏低應(yīng)及時(shí)更換與設(shè)計(jì)相吻合的高造斜率的工具，如造斜率偏高，也應(yīng)及時(shí)采取措施，來降低造斜率。
(4).認(rèn)真檢查、量取動(dòng)力鉆具，定向接頭，定向桿件及儀器的工具面的方向，確保測(cè)取工具面的準(zhǔn)確性，減少各部件之間的誤差。
(5).嚴(yán)格管好鉆具，確保井深無誤，卡住每趟鉆的起鉆井深，做到 1米不多打，1 米不少打，否則對(duì)下部的施工影響非常大。特別是對(duì)于下入用彎動(dòng)力鉆具增斜中靶前的一趟鉆，一定要卡好起下鉆井深。因?yàn)樗鼪Q定著下一步彎動(dòng)力鉆具增斜率的大小和是否能夠完成。
(6).對(duì)于剛鉆過的高造斜的井段，應(yīng)先用柔性好的鉆具組合、通井，然后再逐步增強(qiáng)鉆具組合的剛度。

⒋、工具儀器方面
(1).現(xiàn)用的小尺寸單彎動(dòng)力鉆具，在不同的條件下，使用效果相差較大。其原因：一是小尺寸單彎動(dòng)力鉆具剛性較小，容易變形；二是地層軟硬的不同和井徑的變化對(duì)造斜率有一定的影響。因此，在現(xiàn)場(chǎng)的使用中，可根據(jù)不同的情況調(diào)整彎動(dòng)力鉆具的度數(shù)或?qū)�彎�?dòng)力鉆具加以改進(jìn)或?qū)ο虏拷M合進(jìn)行調(diào)整。
(2).要有合理結(jié)構(gòu)的定向接頭和定向引鞋，保證定向桿坐鍵準(zhǔn)確好用。高造斜率的情況下，應(yīng)盡量縮短儀器桿件的長(zhǎng)度，以便于坐鍵。
(3).對(duì)于上井的儀器，要精確好用，確保誤差在允許的范圍內(nèi)。測(cè)斜系統(tǒng)應(yīng)配備完好的深度計(jì)數(shù)器和拉力器，以便于校核井深和判斷定向桿坐鍵是否正確。
⒌、完井作業(yè)方面
從本井下套管的情況看，Φ152.4mm 井眼下入Φ127mm 套管并不困難。這是因?yàn)樵诟咴煨甭示�段，由于中、軟地層，井徑更容易擴(kuò)大，特別是多次通井，劃眼更容易造成井徑擴(kuò)大。由于本井電測(cè)儀器不能測(cè)井徑（因?yàn)榫�眼尺寸太�。�，使得固井灰量不好確定，即使能夠測(cè)井徑，可能測(cè)出的誤差也較大，因?yàn)榭v向上要比橫向上測(cè)出的井徑擴(kuò)大的多。這是今后急需要研究的問題。

九、取得的技術(shù)成果
①、定向井斜井段中段銑與直井中的段銑有著非常大的差別。通過該井的探索和研究，完善和配套了斜井中段銑開窗側(cè)鉆的各種工具，總結(jié)出了施工中的技術(shù)措施和最優(yōu)化的各種技術(shù)參數(shù)。
②、掌握了定向井開窗側(cè)鉆水平井剖面設(shè)計(jì)和整體設(shè)計(jì)的優(yōu)選技術(shù)，本井為了滿足開采的需要，采用了多段制的井身剖面，本井的設(shè)計(jì)剖面為（原井眼）直——增——穩(wěn)——（新井眼）降—穩(wěn)—增—平七段制剖面。
③、能熟練地掌握多段制剖面?zhèn)茹@水平的軌跡控制技術(shù)。該井的入靶增斜段采用一 套動(dòng)力鉆具，使井斜角由 13度增至90.5度一次完成。并能夠使實(shí)鉆軌跡與設(shè)計(jì)相吻合。
④、全井的最大造斜率達(dá)到了 111度／100米，并且按設(shè)計(jì)提前39.24米中靶，共鉆穿油層 148.57 米，取得了理想的開發(fā)效果。
⑤、采用 BOSS 技術(shù)復(fù)測(cè)、校核原井眼軌跡數(shù)據(jù)，采用高邊工具面和SRO陀螺定向相結(jié)合的辦法，保證了側(cè)鉆的成功率和側(cè)鉆軌跡的準(zhǔn)確性，全井采用 SST有線隨鉆和 ESS電子多點(diǎn)相結(jié)合的辦法，保證了全井測(cè)量和軌跡控制的準(zhǔn)確性。
⑥、使用正電膠混油泥漿，并配以安全有效的技術(shù)措施，保證了全井的順利施工。
⑦、掌握了在Φ152.4mm 井眼內(nèi)順利下入Φ127mm 油層尾管技術(shù)和尾管固井技術(shù)。

草20-12-側(cè)平13水平井的軌跡
垂深=913.20米；位移=342.88米；靶半寬=10米；靶半高=3米。