井眼轨迹控制

井眼轨迹控制：钻井施工过程中，通过采用合理的措施（包括下部钻具组合、操作参数及测控系统等），强制钻头沿着设计的井眼轨道破碎岩石而定向钻进的过程。

钻井实践表明，钻井过程中出现井眼轨迹漂移是必然的。

理论上讲产生井眼轨迹漂移的充分必要条件是：

  钻具与井眼间存在间隙，为近钻头钻具偏倒或弯曲提供了空间；

  具备偏倒或弯曲的力，为近钻头钻具偏倒或弯曲提供了能量；

  近钻头钻具偏倒或弯曲面的方向稳定。

井眼轨迹控制的两个基本目标

 一是要准确地钻达目的层；二是要降低控制过程钻井成本。

井眼轨迹控制的要求在实钻中，设法使实钻井眼轨迹尽可能符合设计井眼轨道。井眼轨迹控制的实质不断地控制井眼的前进方向（井斜角、井斜方位角）。

井眼方向控制内容

井斜角的控制：造斜工具或BHA进行增斜、降斜、稳斜；

井斜方位角控制：BHA+地层自然漂移或造斜工具强行进行增方位、降方位、稳方位；

井眼轨迹控制系统示意框图

被控制对象—钻头；

控制量—井斜角、井斜方位角（或相应的变化率）；

给定量—井眼轨道参数（最大井斜角、闭合方位角、规定靶区）和给定的地层特性；

操作量（控制量）—BHA结构、钻压、转盘转速、排量和工具面角等；

扰动量—地层产状误差、井壁不规则性、岩石不均匀性、岩性分布变化、井底工况及其他随机因素(井塌、断层等)。

轨迹控制的主要内容有以下几方面：

（1）适时进行轨迹监测和轨迹计算选择合适的监测仪器、监测密度和测点密度。根据轨迹计算结果，提出下步轨迹控制要求。

（2）精心选择造斜工具和下部钻具组合造斜工具和钻具组合结构的选择是轨迹控制的关键。

（3）做好造斜工具的装置方位计算装置角、装置方位角、井下动力钻具反扭角、定向方位角的计算必须准确无误。

（4）造斜工具的井下定向工艺和钻进正确选择定向方法，严格执行定向工艺措施；严格执行钻  进过程中制定的工艺措施和技术参数标准。

井眼轨迹控制原则（决策）

控制理论中控制的定义：被控制对象中某一（某些）被控制量，克服干扰影响达到预先要求状态的手段或操作。

井眼轨迹控制：钻井施工中通过一定的手段使实钻井眼轨迹尽量能符合设计的井眼轨道最终保 证中靶的过程。

运用控制理论对井眼轨迹控制分析可知，目前的井眼轨迹控制系统是一个开环的人工控制系统。

钻井施工中影响井眼轨迹的主要因素有：

地质特性： （不可控）

地层可钻性、各向异性、地层的自然倾斜、岩石类型与强度；井眼直径等；

钻具组合结构：（可控）

钻头类型、稳定器的位置、数量、尺寸、钻具的刚性、倾斜和弯曲等；

井眼轨迹几何形状：（可控）

井斜角、井斜方位角；

钻井工艺参数：（可控）

钻压、转速、泵压等。

▲ 井眼轨迹是上述诸因素互相作用的结果。