待钻井眼轨迹的预测

1．井眼轨迹预测的内涵

  在钻井施工中，井眼轨迹预测的实质就是预测井眼的延伸方向。

2．井眼轨迹预测的依据

  由力学可知：力是改变物体运动状态的原因。

物体运动状态包括：

  方向：钻井上主要是指井斜角、井斜方位角（或井斜变化率、井斜方位的变化率）。

  速度：钻井中主要指机械钻速的大小。

研究表明：

钻头前进方向由钻头受力状态决定。

钻头受力状态由近钻头钻具组合结构、受力变形、钻井工艺参数、井眼轨迹的几何形状和地层特性决定。

目前尚无准确预测、计算井眼延伸方向的力学—数学模型，多用的预测方法主要有经验法、软件法和综合分析法三种。

综合分析法的预测程序：如下图

3. 单项预测分析说明

（1）测斜结果计算对比分析    

监测 测斜结果计算 测斜结果绘图 预测井眼延伸方向的趋势。

（2）待钻地层因素分析      

地质特性引起的轨迹自然漂移 结合邻井资料和经验分析预测井眼延伸方向的趋势。

（3）近钻头钻具组合受力分析（软件预测）

考虑钻具组合结构类型（造、增、降、稳斜钻具组合）、地层特性、井眼轨迹几何形状、工艺参数的相互影响。通过构建力学—数学模型软件预测井眼的延伸方向趋势。

建议用： HoDA软件包Horigontal Drilling Sssistor；

            力-位移模型法；

            极限曲率法等预测软件。

4．实钻外推预测

更换新的钻具组合；

下至井底（i点），用规定的钻井工艺参数钻进5～10m（考虑井眼惯性的影响），并算出该段实际造斜率Kz；

依据MWD的方向传感器的安装位置（i+1点）到钻头的距离Ld ，用外推法预测出钻头处（i+2点）的方向参数，即：αi+2，φi+2 ；

再依据（i+2）点的参数、待钻井段长度△L及Kz，继续用外推法预测出待钻井段终点（i+3）处的方向参数(αi+3,φi+3).

现场通过钻井工程技术人员对以上各项预测结果进行对比分析综合评价，最终预测出井眼延伸的方向。

研究控制理论及实践经验归纳总结出的控制原则：

1．既要保证中靶，又要提高钻速

轨迹偏离轨道“不要太远”。

“太远”可能造成脱靶；要求误差始终很小，就会频繁地测斜、更换造斜工具，造成多次钻进间断，增加成本，还有可能造成井下复杂情况，得不偿失。

控制要点：在待钻井段内，如果因地层因素产生的自然漂移，通过调整钻进工艺参数即可使井眼轨迹恢复到设计的井眼轨道上来的，则用调整后的钻进工艺参数继续钻进，否则更换其它钻具组合进行控制。

2. 尽量使用转盘钻+近钻头钻具组合轨迹控制

转盘钻的机械钻速比动力钻具钻要高，造斜段结束后，换转盘钻继续增斜、稳斜或降斜。

据预测出现下列情况之一时，用动力钻具进行控制：

（1）转盘钻扶正器组合难以完成增斜或降斜要求；

（2）转盘钻扶正器组合不能控制方位，井眼方位有较大偏差，可能造成脱靶时。

3. 尽可能利用地层的自然造斜规律

减少更换工具进行控制的次数。

4. 条件允许的情况下尽可能使用导向钻具 + MWD导向钻具 + MWD + 准确的井眼方向预测，可减少钻进工作间断次数，避免因起下钻而引起的井下复杂情况，大大降低钻井成本。