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水平井着陆井眼轨迹控制技术探讨 孙连坡 （中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营，257017 ） 【摘要】在复杂结构井钻井过程中，根据随钻测控仪器（MWD/LWD ）测量参数调整井眼轨迹可以实现实钻井眼处于 目的层的有利层位。目前随钻测控仪器置于距离钻头 10m 以上的无磁钻具中，由于其探测范围局限和测量另长的存在 ， 若目的层实际位置与设计相差较大 ，可能造成实钻井眼轨迹不能及时进入目的层、水平着陆失败 ，甚至填井侧钻。随钻 测控仪器测量盲区长、仪器探测范围局限等因素一定程度上影响了井眼轨迹着陆的效果。本文结合现场实际，推导出了 水平井安全着陆最佳夹角的计算公式，进而根据仪器分辨率反算出LWD 能够及时发现目的层界面所需的测量另长范 围 ，对水平井着陆精确控制和近随钻测控仪器性能改进提供了理论依据。 【关键词】 随钻测控 测量精度测量盲区轨迹控制 在复杂结构井钻进过程中，随钻测量技术是井眼轨迹精确控制的基础，也是钻完井工程能否高效 实施的关键技术。水平井地质导向技术是指在地质研究的基础上，基于随钻测井（LWD ）曲线，结合 [1,2] 综合录井（钻时、岩屑、荧光）和气测录井资料，对水平井井眼轨迹进行实时监测和控制的技术 。 目前最常用的随钻测控仪器组合系统为“MWD+伽马+电阻率”，一般安装在距离钻头10～20m 左右的 无磁钻具内。常规随钻测井仪器探测深度受限，以Geolink 生产的trim 系列LWD 为例，其探测深度为 2.845m、分辨率为0.46m，远远无法探测到钻头处的地层界面。若水平井着陆井斜角偏小，可能钻穿目 的层，或造成轨迹反复调整，甚至填井侧钻；若着陆井斜角偏大，会造成大量无效进尺。所以有必要 分析水平井着陆最佳夹角和着陆所需最少井段，以达到降低水平井着陆风险的目标。 1 水平井着陆影响因素分析 [3] 水平井安全着陆技术 是随钻导向技术人员依据地质模型提供的模拟预测结果，结合水平井实时 钻进情况及LWD、综合录井等资料的反馈信息进行综合分析，在狗腿度满足钻完井施工要求的条件下， 及时调整井眼轨迹，安全准确着陆目的层,是提高水平井水平段储层钻遇率和井眼轨迹质量的基础。水 平井安全着陆影响因素包括LWD 的测量性能、导向钻具组合的造斜能力、入靶角度及油层厚度等。 1.1 LWD 测量性能 （1）随钻伽马和电阻率测量仪性能参数 下面是国内现场常用随钻仪器的性能指标： 随钻伽马测量仪：测量范围 （0～500API），测量精度 （±2API），垂直分辨率 （152mm）。 随钻电阻率测量仪：测量范围 （0.1～2000Ω ²m），测量精度 （±5%），垂直分辨率 （310～ 620mm），探测深度 （1.52m）。 由于LWD 的垂直分辨率δ 较小，在目的层探测方面只能做到LWD 仪器“接触”才发现，例如某井 目的层在2 号砂层，上有1 号砂层和上覆灰质油泥岩夹层 （特征为高伽马、高电阻率），当钻至1 号 砂层和中间灰质油泥岩夹层时，可以根据地层走势和临井地层测量参数进行对比，大概确定2 号砂层 的砂顶深度。但是，由于地震资料精度低、地层产状多变、参考井距离比较远，可能存在比较大的出 入。这时候，需要随钻电阻率和伽马曲线来确定是否进入目的层。当电阻从10Ω ²m降至3Ω ²m左 右，伽马从80 API 降至50 API，就可以确认进入该目的层 （见下图1）。但是，由于钻头位置距离电 阻率测点长度为9.71m，距离伽马测点长度为17.12m，即自当前井深继续钻进17.12m后才能测全该井 深处伽马和电阻率等参数。 图1 某井 水平着陆伽马电阻率曲线 1.2 着陆阶段导向工具造斜能力和入靶井斜角 根据 compass 软件计算，垂深同为下行 2.09～2.23m，造斜率分别是 10°/100m、 15°/100m、20°/100m、25°/100m，下探安全井斜分别为 85°、84°、83°、82°，钻 至目的层（假设井斜为90°）需要的段长分别为50m、40m、35m 和32m （见表1）。 表1 不同造斜率条件下、不同井斜调整到90°所需段长和下行垂深关系表 导向工具造斜能力