水平井井眼轨迹控制第一章 水平井的分类及特点 2..第二章 水平井设计 ...............................................................................4...第三章 水平井井眼轨迹控制基础 8..第四章 水平井井眼轨迹控制要点 1..3第五章 水平井井眼轨迹施工步骤 ......................................................2 1第一章 水平井的分类及特点二、各类水平井工艺特点及优缺点类项型长半径中半径短半径目水平井的概念： 是最大井斜角保持在 90左右（大于 86），并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井 （通常大于油层厚度的 6 倍）一、水平井分类水平井类型设计造斜率曲率半径长半径K﹤6 /30mR﹥ 286.5m中半径K= （ 6— 20） /30mR=286.5— 86m短半径K= （ 3— 10） /1mR=19.1— 5.73m井眼尺寸无限制无限制6 1/4in ，4 3/4in钻井方式转盘钻井或导造斜段：弯外铰接马达方式向钻井系统壳马达转盘钻柔性组水平段：转盘钻井或导向钻合井钻杆常规钻杆常规及加重钻2 7/8in 钻杆测斜工具无限制杆有线，电子多柔性有线或柔点， MWD性 MWD地面设备常规钻机常规钻机顶驱或动力水龙头取芯工具常规常规取芯筒长 1 米完井方式无限制无限制裸眼或割缝管优点1、钻穿油层段1、进入油层前1、曲线段最短长的无效井段短2、容易侧钻2、使用常规设2、使用常规工3、中靶准确度备和工具具和设备高3、狗腿度小3、摩阻扭矩较4、不受地面条小件限制缺点1、 不 适 用要求使用加重1、非常规设备于薄油层和钻杆和工具浅油层2、穿透油层段2、控制段长短3、摩阻扭矩大3、井眼尺寸受限三、水平井的优点和应用1、开发薄油藏油田，提高单井产量。
2、开发低渗透油藏，提高采收率3、开发重油稠油油藏，有利于热线均匀推进4、开发以垂直裂缝为主的油藏，钻遇垂直裂缝多5、开发底水和气顶活跃油藏，减缓水锥、气锥推进速度6、利用老井侧钻采出残余油，节约费用7、用丛式井扩大控制面积8、用水平井注水注气有利于水线气线的均匀推进9、可钻穿多层陡峭的产层10、有利于更好的了解目的层性质11、有利于环境保护目 的 层 油藏 地 质 设计产 量预 测完 井 方 法选择水 平 段设计目的层以上的剖面设计套 管 层 序设计井下工具、测量方法选择水 力 参 数 设 计 与地面设备选择经济评价第二章 水平井设计一、设计思路和基本方法：简而言之，就是“先地下后地面，自下而上，综合考虑，反复寻优”的过程二、水平井靶区参数设计与定向井不同， 水平井的靶区一般是一个包含水平段井眼轨道的长方体或拟柱体靶区参数主要包括水平段的井径、方位、长度、水平段井斜角、水平段在油藏中的垂向位置、靶区形状和尺寸1、水平段长度设计设计方法：根据油井产量要求，按照所期望的产量比值（即 水平井日产量是临近直井日产量的几倍） ，来求解满足钻井工艺方面的约束条件的最佳水平段长度值约束条件主要有钻柱摩阻、扭矩，钻机提升能力，井眼稳定周期，油层污染状况等。
2、水平段井斜角的确定应综合考虑地层倾角、 地层走向、 油层厚度以及具体的勘探开发要求段应尽量远离油水或气水边界；对于既有底水又有气顶的油藏，H 90， 为地层真倾角当地层倾角较大而水平段斜穿油层时， 则应考虑地层视倾角的影响， H 90arctg tgcos( dH ) ， d 为地层下倾方位角， H 为水平段设计方位角3、水平段垂向位置确定油藏性质决定了水平段的设计位置 对于无底水、 无气顶的油藏，水平段宜置于油层中部；对于有底水或气顶的油藏，水平应以尽量减小水锥和气锥的速度为原则确定水平段的位置； 对于重油油藏， 水平段应在油藏下部， 以便使密度较大的稠油借助重 力流入井眼4、水平井靶体设计水平井靶体设计实质就是确定水平段位置的允许偏差范围， 它受两方面影响： 其一， 严格控制允许偏差有利于把井眼轨道控制在最有利的储层内， 其二， 对允许偏差限制过严会加大实际钻井中井眼轨迹控制的难度，加大钻井成本靶体的垂向允许偏差就是靶体的高度， 它与油层厚度及油藏形态有关，必须小于等于油层厚度其上下偏差可以是不等值的靶体的横向允许偏差即靶体的宽度，一般是高度的几倍（多为 5倍）靶体的前端面叫靶窗，靶体的后端面叫靶底。
常见靶体有长方体、圆柱体、棱台体三、水平井剖面设计剖面设计就是要确定水平井段以上的井眼几何轨道， 轨道设计是轨道控制的基础和依据，最好的设计应是最接近实际施工、降低控制难度的设计常用井身剖面类型：1、单圆弧剖面又称“直—增—平”剖面，它的特点就是用一种造斜率连续造斜至最大井斜角 这种剖面只适合于目的层顶界与工具造斜率都十分确定条件下的剖面设计，通常用于侧钻短半径水平井剖面设计直井段RKOP增斜段 水平段Ａ Ｂ2、双增剖面又称“直—增—稳—增—平”剖面，其突出特点是在两段增 斜段之间设计了一段较短的稳斜调整段， 以调整由于工具造斜率的误差造成轨道偏离和用于稳斜探顶， 是中、长半径水平井比较普遍采用的剖面直井段KOP R1R2第一增斜段又称“直—增—稳—增—稳—增—平”，第一稳斜段用于调3、三增剖面稳斜段第二增斜段Ａ水平段Ｂ整工具造斜率偏差， 第二稳斜段用于稳斜探油顶， 适合于薄油层水平井剖面设计直井段KOPR1 第二增斜段R2第一增斜段 R3水平段稳斜段Ａ Ｂ第三章 第水三增平斜井段 井眼轨迹控制基础一、基本概念和控制指标cc２１Ａd１b１d２ Bb２矩形 a1b1c1d1 为靶体的前端面即靶窗（俗称窗口） ，矩形 a2b2c2d2ａ２ａ１为靶体的后端面即靶底。
水平井的增斜段设计线与靶窗的交点称为设计着陆点（又称设计瞄准点） ，通常用 A 表示，其井斜角 αA就是水平段的设计井斜角 αH水平井段设计线与靶底的交点称 为设计终止点，通常用 B 表示靶窗内通过 A 点的两条正交的基准线称为设计靶心线，因此 A 点习惯上称为靶心靶心 A 可以是也可以不是靶窗的形心， 即设计靶心线可以是也可以不是靶 窗的对称轴由于多种误差影响，水平段的实钻轨道为曲线 Aˊ Bˊ靶窗内的 Aˊ点即实钻轨道与靶窗平面的交点称为实际着陆点， 其井斜角值即为水平段设计井斜角 靶底内的 Bˊ点称为实际终止点 A ˊ点到靶窗内两条设计靶心线（横纵两轴）的距离分别称为着陆点的横距和纵距同样也可定义靶底内的横距和纵距c１c２Ａ′d１b2Ａb１d２BB′ａ１ａ2ууc１b１c2b2A′χBχAB′d１ａ１d2ａ2通过靶窗、 靶底内水平靶心线的平面称为靶心设计平面 通过实钻的水平段曲线 AˊBˊ上某点的铅垂线与靶心设计平面的交点称为该点的铅垂投影点 A ˊ Bˊ曲线上某点到起铅垂投影点的距离称为该实钻点到靶心设计平面的铅垂距 实钻水平段曲线 A ˊBˊ在靶心平面以上部分的最大铅垂距称为靶上最大波动高度，用 +hu 表示（ +表示靶上）；A ˊBˊ在靶心平面以下部分的最大铅垂距称为靶下最大波动高度，用 -hd 表示（ -表示靶下）。
AˊBˊ上所有点的铅垂距（均取正值）的平均值称为平均偏离高度hu-hd水平段实钻轨道的波动高度以 ht 表示，可分两种情况：（1） ）当 A ˊBˊ在靶心设计平面的同侧，波动全高是指 A ˊBˊ 上最大、最小铅垂距的绝对值之差2） ）当 AˊBˊ在靶心设计平面的两侧， 波动全高是指靶上、 靶下的最大波动高度的绝对值之和上述参数直接反映了对水平段的控制能力， 着陆点横距和纵距是衡量着陆控制水平的主要指标 靶上、靶下最大波动高度直接反映了水平控制的稳平能力， 平均偏离高度描述了实钻水平段 对靶心设计平面的总体贴近程度， 波动全高则描述了实钻水平段 自身垂向的敛聚程度 把平均偏离高度和波动全高两个指标结合起来， 才可以衡量是否具备在薄油层中钻水平井的能力 只有当两项均较小时才表示具备这种能力，有一项偏大就不具备对水平井着陆控制和水平控制的基本要求是：（1） ）实钻着陆点必须不超出靶窗2） ）在水平控制中实钻轨道不得穿出靶体由于存在地质不确定度， 所以实钻过程中的靶窗位置与设计靶窗位置也必然会有误差 实际着陆点 Aˊ应是增斜井段中第一个井斜角等于设计最大井斜角的点， 它所在的铅垂平面就是实际的靶窗剖面。
在水平井的剖面设计中， 直井段所在直线与设计靶窗平面间的距离称为设计靶前位移，用 SA 表示实钻着陆点 Aˊ至直井段所在直线的距离称为实际靶前位移， 用 S Aˊ表示实际靶前位移与设计靶前位移之差称为平差， 它表示实际靶窗较设计靶窗的位置移动的一项参数△S= S Aˊ— SA一般来说， 由于实际着陆点前的一段增斜段和其后的整个水平段都在油层内钻进，具有一定的平差不会影响水平井的产量， 适当放宽对平差的限制在一定程度上会减少着陆控制的难度和 钻井费用但是，当开发方案对靶前位移做出严格限制时，控制人员应把平差作为一个重要指标二、误差来源与水平井轨道控制的要求1、地质误差设计油顶垂深与实际油顶垂深总会存在误差， 这种地质误差常给着陆控制造成困难， 当这种误差较大或在薄油层中钻水平井时，影响尤为突出2、工具能力误差因受地层作用、工艺操作方法（工具面偏摆较大、送钻不均 匀等） 和理论计算方法准确度的影响， 工具的实际造斜率和设计也会存在一些误差3、轨道预测误差由于 MWD 工程参数测点距钻头有一定距离（ 13— 23 米） 以及测量与显示的时间差， 造成实钻过程信息滞后 在实钻过程中，需要根据显。