单弧剖面和导眼法控制方案

依据水平井的单弧剖面设计，先确定单弧剖面所需的造斜率。

如图所示，设造斜点（KOP）井斜角为0°，并设水平段的井斜角设计值为αA（按一般规定，86°≤αA≤90°），靶窗高度为2h，则可求出实际着陆点（井斜αH=αA）与设计着陆点A重合时的造斜率为：

其中H为造斜点与着陆点间的垂增值。

相应可求出着陆点A的水平位移（靶前位移）SA为：

设靶窗为上、下对称（上、下允差分别为h），则可求出造斜率的最大值Kmax(着陆点A’1)和最小值Kmix(着陆点A’2)及相应的靶前位移

由上式组可知，单元弧法剖面对工具造斜率的精确要求是很高的，其允许相对误差值与K和h成正比。只有在工具造斜率满足所要求的精度时，才可以采用单弧剖面，而且其前提是油层顶部垂深已知，即不存在地质误差。

当存在地质误差时，很小的油顶垂深差值往往都会造成脱靶失控。此时消除油顶误差的方法就是采用“导眼法”。

导眼法：就是在水平井着陆控制过程中（距预定油顶层面有一定高度），先以一定的井斜角αc直接稳斜钻入油层，探得油顶和油层中部深度之后，然后回填井眼至一定高度（如图中得C点），

再以单圆弧方式钻进至着着陆点A。这种方法应用在对油顶垂深无把握，又缺乏相应的标准层可供参考的情况下，采用钻导眼的方案直接消除地质误差，确切掌握油顶和油中的实际垂深值。

选择稳斜点（或稳斜角）的基本原则是：

不宜过迟，因为油顶误差可能为负值，即油顶提前出现，过迟选择稳斜点会在这种情况下导致下一段着陆控制所要求的造斜率很高，甚至找不到适当的造斜工具。较早选择造斜点的结果是会造成较长的回填井段，但这并不是根本的技术问题，这方面的极端情况就是先钻一口直井（即按稳斜角为零考虑），当探明油顶和油中垂深数据后，再按已具备的工具造斜能力反求回填段和确定造斜点位置，实践中确定存在这样的井例。

作为一般情况，如图所示。当从KOP点以造斜率K1造斜至W点后，开始稳斜（稳斜角αC）钻进直至发现油顶和油中（井底为M）,然后回填至C点，再以造斜率K2着陆进靶。

稳斜探顶控制方案

          由上述可知，导眼法是把单弧剖面设计改作成“增－稳－增”的剖面设计实施方案，稳斜角一般不会太大，而且要在探知油中和油顶后填部分井段。以下要介绍的应变法与导眼法相比有以下异同点，即：

（1）和导眼法相同，应变法也是稳斜井断来探知油顶垂层，但不同之处在于应变法是在弹指油顶后即不再稳斜钻进，而是以设计好的造斜率K2增斜着陆进靶。

（2）和导眼法不同，应变法的稳斜角αC（又称进入角）值相对较大（一般在80°左右），αC由计算确定；井段毋需回填。

稳斜探顶的特点：

（1）稳斜探顶的K2值是根据油层几何参数确定，一般不作变动，既无论油顶垂深误差是正是负（即滞后出现还是提前出现），只要探知油顶位置即钻头至预定设计位置后，接着便以固定的造斜率K2着陆进靶。因此应法被成为“以不变应完变”方案设计，选定K2值在很大程度上确保着陆进靶不会失控。

（2）油顶位置不确定带来的影响是靠稳斜段（其稳斜角等于进入角αC）来补偿和消除的。为了防止油顶的提前出现，要设置几道“警戒线”，在距离油顶设计值一定高度时即开始以αC稳斜钻进，直至探知油顶。因此应变法又被称为“稳斜探油顶法”。

关于造斜井段起点位置的选择：

要从分估计油顶提前出现的最大误差值△H，在此设立“警戒线”，即规定钻达这一深度时要保证井斜角基本到达预定的进入角αC（当然允许有少量偏差），然后稳斜钻进探油顶，直至钻达进靶前的起始位置T点（参见图6－5）。稳斜探油顶钻进要非常小心，不可追求进尺，因为油顶位置随时可以到达，若钻过油顶尺寸较多，则势必加大进靶着陆的造斜率K2值，对于薄油层甚至会因此脱靶。

如果油顶位置滞后出现（与设计位置相比），则不必设立“警戒线”，只需以进入角αC稳斜钻进，直至探到油顶。在这种情况下，实际靶前位移值将大于设计值，引起较大的平差△S。

在油顶设计高度上方△H垂直距离上设置“警戒线”，决定该线以上井段所需的造斜率K1,其值为：

其中Ht，HK分别为设计的着陆点垂深和造斜点（KOP）垂深。

由上式可知：“警戒线”位置越靠上（即△H越大），则K1越大。不同的K1值对应着不同的工作储备。在设计总体控制方案时，在油顶位置误差难于确定的情况下，为了增大可控性和稳妥起见，往往选择较大的△H值，即设计几种不同的“警戒线”，形成不同的控制方案，然后根据已掌握的地质资料分析对比，确定可能性最大的一种；在一种方案过程中，并非△H越大越好，因为△H越大，在稳斜探顶过程中实钻方案将比设计方案产生过大的平差△S，这也是应尽量避免的。

另外，以保证以适当的造斜率K2着陆进靶成功，进入角αC值不可选择太小，否则必导致K2过大甚至找不到合适的工具；但也不可选择太大的αC，否则将在稳斜探顶时产生过大的平差，使控制方案远离设计方案。根据经验，对薄油藏水平井αC一般在80°左右；若确定K2后求解αC值，其结果也是这样。

综上所述，稳斜探顶总控方案的基本思想是把单弧剖面设计加以改造，增加一个井斜角为αC的稳斜段来探询油顶，以消除地质误差；不管地质误差有多大，稳斜段长度如何，只要进入油顶后钻头就要钻至预定位置，然后以设计好的造斜率K2着陆进靶。实践证明，这种总体控制方案具有很好的效果，尤其是对薄油层水平井或油顶位置误差很大的水平井则是必须的。

双弧剖面是在两段之间设置一段短的稳斜段，以调整工具造斜率误差造成的轨道偏离。对双弧剖面改进形成的应变方法总控方案，实际上是一种新的剖面设计即三弧剖面。对薄油层水平井直接给出三弧剖面法设计，可缩小设计方案与实钻方案的差异，对减小平差，提高轨道质量具有很好的作用。