水平井地质设计中着陆点和断点确定技术研究

摘 要： 在 水平井设计中，准确 掌握 着陆点和造斜后钻遇断层的深度对于钻进 中控制着陆与预 防井漏事故 的发 生有 重要的意义 。在水平 井着陆 点和 断点的求取过程 中，由于所 涉及到轨道 和地层的几何关系复杂 ，一个方程 中的两个 变量 同时发 生变化 ，因此在确 定着陆点和断点深度存在 一定的难 度 。本 文把水平井着陆点及 断点的确定各分为 ２ 种类型 ，建立 了 相应 的 ４ 种数 学模型 ，并 以大庆油 田水平井芳 ２ ６ 一平 ７ ０井钻井地质设计为例 ，对水平 井钻 井地质设计 中 遇 到的着陆点和断点深度确定进行 了 探讨 ，为水平井钻井地 质设计提供 了 技 术参考 。
针对 在钻 井地质 设计 中遇 到着 陆点 和断 点深度 确定 的技 术问题 ，给 出 了相 应的解 决办法 。
二 、构造概Biblioteka 况 该井位 于松 辽盆 地 中央坳 陷 区三肇 凹陷宋 芳屯 鼻状 构造 的东 翼斜 坡 上 ，水 平井 的工 区为 一个被 断层 切割 形成 的小 断块 ，整体构 造形 态
、
四 、断 点 确 定
准 确预测 断点 对钻井 施工 预防 井漏 等复 杂事故 的发 生具有 重要 的 意义 。水平井 在直 井段钻 遇断 层按 常规 方法就 能确 定断 点 ，设 计 中常 常遇到 在造斜 后到 着陆 前钻遇 断层 的情 况 。以往在 设计 中 只是提 示在 造斜后 将钻遇 断层 ，没有 给 出具体 深度 ，而理 论上 可 以准确 确定断 点 的深度 ，该 点的垂 深和水平 位移 是满足 井眼轨 道方程 的 ［ ３ 】 ，断点 确定 步骤如 下 ： １ ． 模 型的建立 在 油层顶 面构 造图 上 ，在 井 Ｅ ｌ 与入靶 点 的连线 上首 先量 出断 点与 井 Ｈ的水平位 移 Ｌ ４ ，断层 的视 倾角 ａ （ 大庆 地 区取 ４ ５度 ，也 可在 油 层顶面微福 构造 图上可 以求出） ，对 应该 点的油层顶深 为 ｈ ３ 。 １ ． １ 当设计井 眼轨道 与所遇断层相 反方 向倾斜时 ，轨道 与断层 交点 垂深为 ｈ，有 ：
ｈ ４＝ｈ ３ 一ｈ Ｌ ＝ｈ ４／ 辔 （ ５ ） （ ６ ）
平 井产 量 来看 ，平 均单 井 日产 原油达 到 ２ ０吨 ，是直 井 的 ３ － ６倍 ，为 大庆 外 围薄层 、低 丰度边 际储 量的有效 开发开 辟了 一条新 路。２ ０ ０ ８ 年 大庆 油 田新 钻水平井 ７ ０多 口，而水 平井地质 设计 中的关键参 数设 计对 水 平井 钻 井有 着 非常 重要 的指 导作 用 。以芳 ２ ６ 一平 ７ ０ 井 为例 ，本 文
北 高南低 ，较 平缓 。工 区 内断 层较 发育 ，主要 为南 北 向展布 ，延伸 长 度 较短 ，断距 较 大且 均为 正断 层 。芳 ２ ０ 一平 ７ ｏ井 的 目的 层是 Ｐ Ｉ ２ ２ 和 Ｐ Ｉ ３ ３ 。葡 一组 顶面 微幅 度构造 呈 由西北 向东 南倾 的单 斜特 征 。水 平 段地 层视 倾 角为 Ｏ ． ６ ９一 １ ． ２ ７ 度 ，网格 方位 为 ９ ０ ． Ｏ ０ 度 ，设 计水平 段 水平 位移为 ６ ７ ４ ． ８ ０米 ，完钻垂深 １ ５ １ １ ． １ ４米 。
３ ＝Ｌ ４ ＋（ ｈ ３ 一 ｈ ） ｔ ｇ ａ（ ７ ） ｈ＝ｈ ３ 一 ｆ 上 ３ 一 Ｌ ４ ） ｔ ｇ ａ （ ８ ） 当在剖 面设计数据 表 中取 水平位移 Ｌ ３ 求 出垂 深 ｈ 与数 据表 中一致 时 ，该 点就是所求 的点 。 １ ． ２当井眼设 计井 眼轨 道与所遇 断层 同向方向倾 斜时 ，轨道 与断层
曼盎 开 戋
中 国化 工 贸易
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ
稿月
水平 井地 质设 计 中着 陆点 和 断点确 定 技术研 究
乔文秀
（ 大庆油 田有 限责任 公司 井下作业分公 司 ，黑 龙江大庆 １ ６ ３ ４１ ２ ）
交点垂 深为 ｈ，有 ： ｈ ４＝ｈ３一ｈ
Ｌ：ｈ ４／ ｔ ｇａ
三 、 着 陆 点 确 定
着陆 点是指钻 头钻 至 目的层砂岩 顶面 的位置 ［ ２ 】 。钻 头 由上覆岩 层 进入 目的层 ，由于岩 性 的变化 无论 是随 钻测井 还是 岩屑 录井 在着 陆点 前 后 都有 明显 的 显示 ，所 以着 陆 点位置 的 确定 对着 陆控制 非常 重要 。 该 点的垂 深和水平 位移满足 轨道方程 ，求取过 程如下 ： １ ． 模型 的建立 先根 据构 造 图求 出入 靶 点 Ａ所在 小层 顶深 度 ｈ １ 和 Ａ点处 小层 顶 面地 层 视 倾 角 ０，入 靶 点 Ａ 水平 位 移 Ｌ １已知 ，在 剖面 设 计数 据 表 （ 由软件 计算直 接输 出） 中的某一 点的水平位 移 Ｌ ２ ，有 ： １ ． １ 井 眼轨道 与地层 倾向一致 时 ， 则有下式
：
（ ９ １
（ １ ０ ）
Ｌ ３ ＝Ｌ ４ 一（ ｈ ３ 一 ） ｔ ｇ 口（ １ １ ）
ｈ ＝ ｈ ３ ＋ （ Ｌ ３ 一 Ｌ ４ ） ｔ ｇ ０ ￣ （ １ ２ ）
在 剖 面设 计数 据 表 中取 水平 位 移 （ 闭 合 距） Ｌ ４时 ，井 垂深 ｈ与 一 致 ，则 ｈ即为所求 的断点 的垂深 。 ２ ． 断点求取 如芳 ２ ６ 一平 ７ Ｏ井 ，断 层和井 眼轨 道满足 第一种模式 ，把 已知参数 和轨道 设计数据 表 中靶 点的水平位 移代入 （ ８ ）式 ，求 出的垂 深 ｈ 与 数 据表 中一致 ，则该点就 是所 求的断 点 ，见 表 ｌ ， （ １ ８ ３ ． ３ ８ 米 ，１ ４ ９ ３ ． ５ ８ 米）是 该井所求 的断点 。 表 ２芳 ２ ６ 一 平 ７ ０ 井轨 道数据 表
关键词 ：水平井
一
着陆点
断点
概 述 ． 水平井是指 井斜 角大于或 等于 ８ ６度并在 目的层 中维持 一定长 度的 水 平段 的定 向井 ［ １ １ 。近 年来 大庆 油 田针对 大庆 外 围油 田油 层薄 、层 多 等特 点 ，采用新 技术 ，提 高 了薄层 水平 井的 实施效 果 ，从已投 产 的水