一种水平井着陆过程中的轨迹调控方法与流程

本发明涉及钻井工程领域，尤其是一种水平井着陆过程中的轨迹调控方法。

背景技术：

目前，国内低渗透油藏的储量十分可观,但由于储层条件差、开发技术单一落后及开发水平低下,低渗透油藏的开发效果不甚理想。因此,水平井作为一项新技术,正被广泛的使用,以获得更高的产量。

水平井施工主要技术难点在于轨迹的着陆和水平段控制，而精确实现轨迹着陆到目的层，又是一口水平井施工的重点。目前常规的着陆方法，是通过建立施工井与邻井之间的地层对比，每钻遇一套标准层，预测一次目的层的数据，并以预测出的数据，平均分配狗腿度，调控下步施工轨迹。该方法仅局限于构造稳定的区域，若目的层与标准层的地层倾角相差较大，则会导致轨迹无法顺利着陆。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种水平井着陆过程中的轨迹调控方法，以减小因构造变化较大带来的着陆风险，有效的减小了在着陆时，因井斜过小而提前着陆、或因井斜过大滞后着陆的风险。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种水平井着陆过程中的轨迹调控方法，包括如下步骤：

步骤一：根据待钻井区域的实际情况，施工前，选择距离近、无断层分隔的同一区块已钻井作为建立对比模型的参考井，选择区域稳定的层作为标志层，并计算相邻标志层之间的厚度及各标志层距目的层的厚度；根据地震、构造资料，确定轨迹进入目的层的井斜和垂深；

步骤二：根据进入目的层井斜、垂深和狗腿度要求，反推钻遇每套标志层时的反推数据---井斜和垂深，根据反推数据，设计施工轨迹，在反推时的狗腿度设定时，低于工程设计要求1-2度，便于在地层发生较大变化时，具有足够的调整空间；

步骤三：施工过程中，从第一套标志层开始，将实钻数据与步骤二反推数据实时对比：

a)若井斜、垂深已经达到第一套标志层反推数据，但实际尚未钻遇该标志层，则稳斜钻进，直到钻遇该套标志层后，继续按步骤二设定狗腿度增斜，钻遇之后每一套标志层和目的层时的井斜与步骤二反推数据相同，钻遇各标志层的垂深均在原反推数据上加上该稳斜段的垂厚；

b)若钻遇第一套标志层时，井斜、垂深还未达到步骤二反推数据，则需在狗腿度许可范围内，加大增斜力度；保证在钻遇下一套标志层时，井斜不大于步骤二的反推数据；从第二套标志层开始，之后钻遇每一套标志层的井斜与步骤二反推数据相同，钻遇每一套标志层和目的层的垂深，均在原反推数据的基础上，减去实际钻遇第一套标志层垂深与反推垂深的差值；

步骤四：重复步骤三方法，完成进入下一套标志层时的下步轨迹调控，之后钻遇每套标志层的对比数据为钻遇其上一套标志层后的反推数据；以此类推，直到钻遇最后一套标志层，通过最后一套标志层实钻数据，预测出相对准确的着陆点数据，根据预测数据，设计出精确的着陆轨迹，并完成着陆施工。

所述步骤二中采用compass软件设计轨迹，反推钻遇每套标志层时的井斜和垂深。

本发明的有益效果是：有效解决了常规着陆轨迹调控方法中，通过标志层计算的地层倾角，与实际着陆时的地层倾角可能存在很大差别，导致目的层预测结果误差较大的影响。

附图说明

图1为本发明着陆轨迹钻遇标志层示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

本发明的水平井着陆过程中的轨迹调控方法，包括如下步骤：

步骤一：根据待钻井区域的实际情况，施工前，选择距离近、无断层分隔的同一区块已钻井作为建立对比模型的参考井，选择区域稳定的层作为标志层，并计算相邻标志层之间的厚度及各标志层距目的层的厚度；根据地震、构造资料，确定轨迹进入目的层的井斜和垂深。

步骤二：根据进入目的层井斜、垂深和狗腿度要求，反推钻遇每套标志层时的井斜和垂深(统称反推数据)，可通过compass软件实现。并根据反推数据，调控施工轨迹，在反推时的狗腿度设定时，低于工程设计要求1-2度，便于在地层发生较大变化时，具有足够的调整空间。

步骤三：施工过程中，从第一套标志层开始，将实钻数据与步骤二反推数据实时对比：

a)若井斜、垂深已经达到第一套标志层反推数据，但实际尚未钻遇该标志层，则稳斜钻进，直到钻遇该套标志层后，继续按步骤二设定狗腿度增斜，钻遇之后每一套标志层和目的层时的井斜与步骤二反推数据相同，钻遇各标志层的垂深均在原反推数据上加上该稳斜段的垂厚；

b)若钻遇第一套标志层时，井斜、垂深还未达到步骤二反推数据，则需在狗腿度许可范围内，加大增斜力度；保证在钻遇下一套标志层时，井斜不大于步骤二的反推数据。从第二套标志层开始，之后钻遇每一套标志层的井斜与步骤二反推数据相同，钻遇每一套标志层和目的层的垂深，均在原反推数据的基础上，减去实际钻遇第一套标志层垂深与反推垂深的差值；

步骤四：重复步骤三方法，完成进入下一套标志层时的下步轨迹调控，之后钻遇每套标志层的对比数据为钻遇其上一套标志层后的反推数据；以此类推，直到钻遇最后一套标志层，通过最后一套标志层实钻数据，预测出相对准确的着陆点数据，根据预测数据，设计出精确的着陆轨迹，并完成着陆施工。

本发明的水平井着陆过程中的轨迹调控方法，该方法与常规方法调控轨迹的区别在于，常规方法每钻遇一套标志层，根据标志层数据推算目的层数据，并以一个平均狗腿度调控下步施工轨迹。本发明主要特点通过对各标志层钻遇点反向预测，并设计一个大致着陆轨迹；在施工过程中，将各标志层的实际钻遇数据与原预测数据进行对比，通过对钻遇各标志层的井斜、垂深和各标志层之间使用的狗腿度严格控制，逐层递推，直到着陆。该方法可理解为，每钻遇一套标志层，则把下一套标志层作为一个虚拟目的层调控轨迹，一般情况下，目的层数据由距其最近的标志层预测的数据最准确，该方法通过不断修正钻达虚拟目的层轨迹，层层逼近，直到钻达真正的目的层。该方法减小了因目的层与标志层地层倾角相差较大带来的风险。

具体地说：如图1所示，1是预测标志层一位置，2预测标志层二位置，3预测标志层三位置，4是目的层，5是调控轨迹，a是轨迹提前钻遇标志层一位置，b是预测轨迹钻遇标志层一位置，c是轨迹滞后钻遇标志层一位置，d是预测轨迹钻遇标志层二位置，e是预测轨迹钻遇标志层三位置，f是预测轨迹进入目的层位置，即着陆点，a是标志层一与标志层二的厚度，b是标志层2与标志层3的厚度，c是标志层3与目的层的厚度。本发明中的实施例及附图仅是用以帮助理解本发明。

本发明的水平井着陆过程中的轨迹调控方法，包括如下步骤：

步骤一：根据待钻井区域的实际情况，施工前，选择距离近、无断层分隔的同一区块已钻井作为建立对比模型的参考井，选择区域稳定的层作为标志层，并计算相邻标志层之间的厚度，即图1中a、b、c，及各标志层距目的层的厚度；即图1中a+b+c，b+c，c。根据地震、构造资料，确定轨迹进入目的层的大致井斜和垂深，即图1中f点的井斜和垂深。

步骤二：根据f井斜、垂深和狗腿度要求，结合步骤一计算的各标志层距目的层的垂厚，反推钻遇每套标志层时的井斜，即图1中，钻遇b、d、e时的井斜和垂深，可通过compass软件实现。并根据反推数据，设计施工轨迹，在反推时的狗腿度设定时，低于工程设计要求1-2度，便于在地层发生较大变化时，具有足够的调整空间。

步骤三：施工过程中，从1层开始，将实钻数据与步骤二预测的数据实时对比。

a:若轨迹钻遇b点时，井斜、垂深已经达到步骤二反推进入1层的井斜，但尚未钻达1层，则应稳斜钻进，假设稳斜至c点钻遇1层，从c点开始，继续按步骤二设定的狗腿度增斜，钻遇d、e、f点时的井斜与步骤二反推井斜相同，钻遇各点的垂深均在原步骤二反推数据的基础上加上b至c的垂厚。

b:若轨迹在a点时便钻遇1层，但井斜、垂深仍未达到b点的反推数据，该情况下需从a点开始加大狗腿度增斜，在狗腿度许可范围内，在钻遇d点时，达到步骤二钻遇d点反推井斜。同时d、e、f点的钻达垂深均在原反推垂深上减去a至b的垂厚。

步骤四：重复步骤三方法，完成进入2层时的下步轨迹调控，值得注意的是，钻遇2层的对比数据，为步骤三钻遇1层后的调控轨迹数据。以此类推，直到钻遇3层，3层为最后一套标志层，通过3层的实钻数据，可预测出相对准确的f点数据，根据预测数据，设计出精确的着陆轨迹，并完成着陆施工。

下面以某工程为例，进行说明：

步骤一：施工前，根据该井与邻井的对比模型，选择标志层一和标志层二作为对比标志层，计算出标志层一、标志层二距离目的层的厚度及标志层一距标志层二的厚度分别为：40.5m、10.5m和30m。根据地震、构造资料，确定轨迹进入目的层的大致井斜为89°，垂深为3210m。

步骤二：根据步骤一计算出的数据反推施工井钻遇标志层一和标志层二时的井斜和垂深。该井工程设计狗腿度为6°/30m，为了留足调整空间，以5°/30m的狗腿度设计反推轨迹，轨迹设计可通过定向软件compass完成。该井反推结果为，钻遇标志层一时井斜为62°，垂深为3169.5m；钻遇标志层二时井斜为76°，垂深为3199.5m。

步骤三：实钻中，将本井井与邻井实时进行地层对比。

a：当井斜达到62°时，垂深为3168.1m。对比邻井，轨迹还未钻达标志层一，以62°井斜稳斜钻进，稳斜钻进79m斜深后，轨迹钻遇标志层一，此时垂深为3200.6m，稳斜段垂厚为32.5m。由于标志层一滞后32.5m钻达，因此步骤一、二中所预测的目的层和标志层二钻达垂深均应加上32.5m，分别为3242.5m和3232m。以狗腿5°/30m增斜，3242.5m作为目的层垂深设计下步施工轨迹。

b：预计钻遇标志层二的井斜为76°，垂深为3232m。实钻中，对比邻井，井斜72°时钻遇标志层二，垂深为3225m，比步骤三a中预测的钻遇井斜小4°，垂深小7m。由于标志层二提前7m钻达，因此预测目的层垂深在步骤三a中预测的基础上减少7m，为3235.5m。

步骤四：以3235.5m作为目的层垂深设计剩余井段着陆轨迹。最终该井以井斜89°，垂深3237.3m顺利着陆。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。