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简答题水平井的难度主要表现在哪些方面?引起这些难度的原因是什么?
  • (1)水平井的轨迹控制要求高,难度大。要求高,是指轨迹控制的目标区要求高。水平井的目标区是一个扁平的立方体,不仅要求井眼准确进入窗口,而且要求井眼的方位与靶区轴线一致,俗称“矢量中靶”。难度大,是指在轨迹控制过程中存在“两个不确定性因素”。一是目标垂深的不确定性;二是造斜工具的造斜率的不确定性。这两个不确性的存在,对直井和普通定向井来说,不会有很大的影响,但对水平井来说,则可能导致脱靶。
    (2)管柱受力复杂。由于井眼的井斜角大,井眼曲率大,管柱在井内运动将受到巨大的摩阻,致使起下钻困难,下套管困难,给钻头加压困难;在大斜度和水平井段需要使用“倒装钻具”,下部的钻杆将受轴向压力,压力过大将出现失稳弯曲,弯曲之后摩阻更大;摩阻力、摩扭矩和弯曲应力将显著增大,使钻柱的受力分析、强度设计和强度校核比直井和普通定向井更为复杂;由于弯曲应力很大,在钻柱旋转条件下应力交变,将加剧钻柱的疲劳破坏。
    (3)钻井液密度选择范围变小,容易出现井漏和井塌。地层的破裂压力和坍塌压力随井斜角和井斜方位角而变化;在水平井段,地层破裂压力不变,而随着水平井段的增长,井内钻井液液柱的激动压力和抽吸压力将增大,也将导致井漏和井塌。
    (4)岩屑携带困难。由于井眼倾斜,岩屑在上返过程中将沉向井壁的下侧,堆积起来,形成“岩屑床”。特别是在井斜角45°~60°的井段,已形成的“岩屑床”会沿井壁下侧向下滑,形成严重的堆积,从而堵塞井眼。
    (5)井下缆线作业困难。在大斜度和水平井段,测井仪器不可能依靠自重滑到井底。
    (6)保证固井质量的难度大。一方面由于大斜度和水平井段的套管在自重下贴在下井壁,居中困难;另一方面钻井液在凝固过程中析出的自由水将集中在井眼上侧,从而形成一条沿井眼上侧的“水槽”,大大影响固井质量。
    (7)完井方法选择和完井工艺难度大。水平井井眼曲率较大时,套管将难以下入,无法使用射孔完井法,将不得不采用裸眼完井或筛管完井法等。这将使完井方法不能很好地与地层特性相适应,将给采油工艺带来难度。
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