本發(fā)明屬于天然堿開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種天然堿深薄層多連通水平井井眼軌跡控制方法。
背景技術(shù)：
定向?qū)舆B通井技術(shù)是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門特殊技術(shù)，目前,我國(guó)主要用于可溶性井礦產(chǎn)資源的開(kāi)采和煤層氣的開(kāi)采。它是采用定向井水平井技術(shù)，使地下某一深度相距數(shù)百米甚至上千米兩口或多口井眼定向?qū)舆B通，實(shí)現(xiàn)多井連通高效采礦的技術(shù)。隨著定向水平井技術(shù)與測(cè)量工具儀器的進(jìn)步，使井眼與井眼之間的點(diǎn)點(diǎn)連通成為可能，并在采堿采鹽等領(lǐng)域高效開(kāi)采中得到廣泛的推廣應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)連通技術(shù)多應(yīng)用在煤層氣資源，堿礦利用連通技術(shù)少，而利用雙連通技術(shù)更沒(méi)有先例。連通水平井鉆井配套技術(shù)是堿資源開(kāi)采提供有力的技術(shù)支撐，同時(shí)連通井技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于頁(yè)巖氣開(kāi)采領(lǐng)域，研究和應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，勢(shì)必拓展鉆井生存與發(fā)展空間，對(duì)油田稠油蒸汽輔助重力泄油(steamassistancegravitydrive)高效開(kāi)采技術(shù)（雙層水平井）有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。
井眼軌跡控制上主要存在以下難點(diǎn)：
1.剖面設(shè)計(jì)困難：
堿井水平井設(shè)計(jì)剖面不同于普通水平井，不僅要考慮a、b靶入靶方位要一致，而且連通靶點(diǎn)前80m需要設(shè)計(jì)成穩(wěn)斜，設(shè)計(jì)靶點(diǎn)和rmrs儀器測(cè)量的目標(biāo)點(diǎn)不一致時(shí)，需要給造斜工具留夠能力（造斜率）去調(diào)整連通控制段的軌跡；
2.井眼軌跡精確控制要求高：
井眼軌跡的精細(xì)控制，連通前要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)軌跡施工，若偏離設(shè)計(jì)軌跡遠(yuǎn)，與連通rmrs儀器通訊后與連通目標(biāo)偏離大，工具能力無(wú)法調(diào)整井眼軌跡到連通目標(biāo)點(diǎn)，必須回填側(cè)鉆實(shí)現(xiàn)連通目的。3000米左右深層連通兩口直井，且兩直井井眼直徑小，分別為φ118mm和φ105mm井眼，精確點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連通井；直井井較深，井眼數(shù)據(jù)的累積誤差大，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接決定著能否一次連通，靶點(diǎn)數(shù)據(jù)誤差大，軌跡調(diào)整無(wú)法實(shí)現(xiàn)，將造成連通失敗，需要回填一定距離去側(cè)鉆；
3、連通目標(biāo)井眼小，連通難度高：
兩連通目標(biāo)直井的a點(diǎn)b點(diǎn)從降低連通難度上講，應(yīng)建槽(擴(kuò)溶腔)后溶腔直徑變大為半米以上，更有利于兩井間“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”連通；但建槽后溶腔過(guò)大，對(duì)過(guò)a點(diǎn)時(shí)井下不安全，容易遇阻等，因而不建槽(擴(kuò)溶腔)，直接用新鉆井φ216mm井眼連通已鉆井φ118mm和φ105mm井眼，目標(biāo)點(diǎn)太小，“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”連通施工難度大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明為解決深層水平井連通的剖面設(shè)計(jì)、精細(xì)的軌跡控制問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)精確“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”連通對(duì)接，提高對(duì)接一次成功率，形成一套天然堿深薄層多連通水平井井眼軌跡控制方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：該天然堿深薄層多連通水平井井眼軌跡控制方法，其特征在于包括有以下步驟：
（1）、雙連通水平井軌道剖面的優(yōu)化設(shè)計(jì)
針對(duì)堿礦目的層深的特點(diǎn)，結(jié)合工程情況，優(yōu)化雙連通水平井剖面設(shè)計(jì)以減小施工難度；
（2）、誤差校正技術(shù)
在2500－3100米，測(cè)量數(shù)據(jù)的累積誤差大，因而必須對(duì)連通相關(guān)井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。一是已鉆井?dāng)?shù)據(jù)校正，兩口直井井眼軌跡測(cè)量數(shù)據(jù)及井口坐標(biāo)、地面海拔的校正誤差，對(duì)目標(biāo)井的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析，目標(biāo)井的數(shù)據(jù)主要來(lái)源是磁性單多點(diǎn)測(cè)斜儀，電測(cè)連續(xù)測(cè)斜儀，電子單多點(diǎn)測(cè)斜儀，這些數(shù)據(jù)存在著人為誤差和系統(tǒng)誤差。通過(guò)復(fù)核人為誤差可以降至儀器精度范圍內(nèi)，根據(jù)測(cè)量?jī)x器類型，計(jì)算出精度范圍的定向井的井身軌跡數(shù)據(jù)，分析儀器精度造成的水平位移和垂深的誤差范圍，對(duì)老井進(jìn)行高精度陀螺得測(cè)井眼軌跡斜數(shù)據(jù),從而計(jì)算出目標(biāo)井的水平位移精度誤差，在確定井位和施工前盡可能減少誤差。二是施工井使用高精度lwd隨鉆測(cè)量?jī)x器監(jiān)控施工井井眼軌跡，減少與設(shè)計(jì)軌跡測(cè)量偏差，在連通點(diǎn)前100米下入rmrs（旋轉(zhuǎn)磁測(cè)距系統(tǒng)）盡可能早地與目標(biāo)建立通訊，修正正鉆井累積偏差，確保精確連通；
（3）、lwd與rmrs融合測(cè)量及井眼軌跡精確控制技術(shù)
針對(duì)堿礦深堿層疏松、地層易溶蝕、鉆具造斜律難以掌握等難點(diǎn)，開(kāi)展造斜工具、lwd隨鉆測(cè)量?jī)x器的優(yōu)選，確保準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和控制井眼軌跡，提高對(duì)井底井斜、方位的預(yù)測(cè)精度，向rmrs提供較準(zhǔn)確的井底數(shù)據(jù)信息，rmrs才能反饋較準(zhǔn)確的相對(duì)坐標(biāo)，進(jìn)而準(zhǔn)確引導(dǎo)井眼軌跡向靶點(diǎn)方向前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”精確連通。
定向?qū)舆B通井技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩井或多井在目的開(kāi)采層直接對(duì)接連通：“注、溶、采”一體化，注水與礦藏接觸面積大，堿水產(chǎn)量與含量高，控礦面積大，資源利用率高，且開(kāi)采井的生產(chǎn)管理簡(jiǎn)單，對(duì)地面及地層污小。
所述井眼軌道控制技術(shù)包括：
（1）直井段控制
水平連通井的直井段采用雙扶螺桿鉆進(jìn)，隨時(shí)調(diào)整井斜方位。造斜點(diǎn)前控制井斜，控制閉合距在設(shè)計(jì)范圍30m以內(nèi)，并盡可能使閉合方位落在有利于與設(shè)計(jì)軌跡的吻合的方位線上；
（2）造斜段控制
通過(guò)對(duì)比分析，單扶1.25度螺桿既能保證造斜率又能采取復(fù)合半根，滑動(dòng)半根的方式，保證井眼軌跡平滑，達(dá)到快鉆和嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)剖面鉆進(jìn)的效果。井斜、方位都要與設(shè)計(jì)保持一致，有利于下一步連通施工；
（3）連通時(shí)井眼軌道的精細(xì)控制
精確控制井眼軌跡沿設(shè)計(jì)線運(yùn)行，連通對(duì)接要求對(duì)井底井斜、方位預(yù)測(cè)要精確，這就要求對(duì)鉆具的性能（滑動(dòng)時(shí)的造斜率與復(fù)合時(shí)的增降斜情況）掌握準(zhǔn)確，避免預(yù)測(cè)偏差大時(shí)影響rmrs的準(zhǔn)確引導(dǎo)，鉆進(jìn)至距a靶前約100m左右時(shí)，在待連通井中下入rmrs儀器，同時(shí)要為rmrs工程師提供較為準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)的井底井斜、方位、垂深、相對(duì)北坐標(biāo)、相對(duì)東坐標(biāo)；通過(guò)直井的rmrs測(cè)量后軟件計(jì)算出靶點(diǎn)相對(duì)于鉆頭(強(qiáng)磁短節(jié))的相對(duì)距離和偏離角，指導(dǎo)定向工程師根據(jù)反饋數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整軌跡，調(diào)整方位后繼續(xù)鉆進(jìn)，每鉆進(jìn)5～10m，連通測(cè)量一次，如此反復(fù)，不斷調(diào)整井眼軌跡使鉆頭對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)井眼，從而實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”“穿針引線”完成連通。
采用上述技術(shù)方案的有益效果：采用發(fā)明技術(shù)應(yīng)用于申請(qǐng)人的hv027-8井，該hv027-8井是安棚堿礦布署的第一口采堿雙連通水平井。本井為三開(kāi)井身結(jié)構(gòu)，技術(shù)套管（下深1500米）封固上部涌漏芒硝層，三開(kāi)為φ216mm井眼，設(shè)計(jì)井深3504m，造斜點(diǎn)2700m，最大井斜83.47°，a靶距井口387m，在垂深2981.9米處與vt012-8井φ118mm井眼連通，b靶距井口657m，在垂深3013米與vt013-8堿井φ105mm井眼連通，該井鉆探目的是嘗試?yán)眯录夹g(shù)、新工藝高效開(kāi)發(fā)堿資源。通過(guò)綜合技術(shù)優(yōu)化實(shí)施，一舉成功連通兩口直井：hv027-8井φ216mm井眼在井深3239.5m處與a靶vt012-8井φ118mm井眼連通，在井深3512.6m處與b靶vt013-8井φ105mm井眼連通，成功實(shí)現(xiàn)了“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”對(duì)接，實(shí)現(xiàn)“注、溶、采”一體化，大位移、三連通、超長(zhǎng)水平段、高鉆遇率，產(chǎn)量高，質(zhì)量好，單井控制面積大，資源利用率高，對(duì)地面及地層污小，取得了較好的效果與顯著的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益；實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)首次深層φ216mm井眼與φ108mm和φ105mm井眼一次性精確連通；hv027-8井連通成功僅用62天，加直井導(dǎo)眼共計(jì)83天，比設(shè)計(jì)的112.5天提前28.5天。堿礦的產(chǎn)量也大幅提高：直井單井日產(chǎn)液（壓裂后效果）500m3，連通后產(chǎn)液（不壓裂）1000m3，是單直井產(chǎn)液的2倍，生產(chǎn)效果較好。
具體實(shí)施方式
該天然堿深層三連通水平井井眼軌跡控制方法，其特征在于包括有以下步驟：
（1）、雙連通水平井軌道剖面的優(yōu)化設(shè)計(jì)
針對(duì)堿礦目的層深的特點(diǎn)，結(jié)合工程情況，優(yōu)化雙連通水平井剖面設(shè)計(jì)以減小施工難度；
（2）、誤差校正技術(shù)
在2500－3100米，測(cè)量數(shù)據(jù)的累積誤差大，因而必須對(duì)連通相關(guān)井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。一是已鉆井?dāng)?shù)據(jù)校正，兩口直井井眼軌跡測(cè)量數(shù)據(jù)及井口坐標(biāo)、地面海拔的校正誤差，對(duì)目標(biāo)井的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析，目標(biāo)井的數(shù)據(jù)主要來(lái)源是磁性單多點(diǎn)測(cè)斜儀，電測(cè)連續(xù)測(cè)斜儀，電子單多點(diǎn)測(cè)斜儀，這些數(shù)據(jù)存在著人為誤差和系統(tǒng)誤差。通過(guò)復(fù)核人為誤差可以降至儀器精度范圍內(nèi)，根據(jù)測(cè)量?jī)x器類型，計(jì)算出精度范圍的定向井的井身軌跡數(shù)據(jù)，分析儀器精度造成的水平位移和垂深的誤差范圍，對(duì)老井進(jìn)行高精度陀螺得測(cè)井眼軌跡斜數(shù)據(jù),從而計(jì)算出目標(biāo)井的水平位移精度誤差，在確定井位和施工前盡可能減少誤差。二是施工井使用高精度lwd隨鉆測(cè)量?jī)x器監(jiān)控施工井井眼軌跡，減少與設(shè)計(jì)軌跡測(cè)量偏差，在連通點(diǎn)前100米下入rmrs（旋轉(zhuǎn)磁測(cè)距系統(tǒng)）盡可能早地與目標(biāo)建立通訊，修正正鉆井累積偏差，確保精確連通；
（3）、lwd與rmrs融合測(cè)量及井眼軌跡精確控制技術(shù)
針對(duì)堿礦深堿層疏松、地層易溶蝕、鉆具造斜律難以掌握等難點(diǎn)，開(kāi)展造斜工具、lwd隨鉆測(cè)量?jī)x器的優(yōu)選，確保準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和控制井眼軌跡，提高對(duì)井底井斜、方位的預(yù)測(cè)精度，向rmrs提供較準(zhǔn)確的井底數(shù)據(jù)信息，rmrs才能反饋較準(zhǔn)確的相對(duì)坐標(biāo)，進(jìn)而準(zhǔn)確引導(dǎo)井眼軌跡向靶點(diǎn)方向前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”精確連通。
定向?qū)舆B通井技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩井或多井在目的開(kāi)采層直接對(duì)接連通：“注、溶、采”一體化，注水與礦藏接觸面積大，堿水產(chǎn)量與含量高,控礦面積大,資源利用率高,且開(kāi)采井的生產(chǎn)管理簡(jiǎn)單,對(duì)地面及地層污小。
所述井眼軌道控制技術(shù)包括：
（1）直井段控制：水平連通井的直井段采用雙扶螺桿鉆進(jìn)，隨時(shí)調(diào)整井斜方位。造斜點(diǎn)前控制井斜，控制閉合距在設(shè)計(jì)范圍30m以內(nèi)，并盡可能使閉合方位落在有利于與設(shè)計(jì)軌跡的吻合的方位線上；
（2）造斜段控制：通過(guò)對(duì)比分析，單扶1.25度螺桿既能保證造斜率又能采取復(fù)合半根，滑動(dòng)半根的方式，保證井眼軌跡平滑，達(dá)到快鉆和嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)剖面鉆進(jìn)的效果。井斜、方位都要與設(shè)計(jì)保持一致，有利于下一步連通施工；
（3）連通時(shí)井眼軌道的精細(xì)控制：精確控制井眼軌跡沿設(shè)計(jì)線運(yùn)行，連通對(duì)接要求對(duì)井底井斜、方位預(yù)測(cè)要精確，這就要求對(duì)鉆具的性能（滑動(dòng)時(shí)的造斜率與復(fù)合時(shí)的增降斜情況）掌握準(zhǔn)確，避免預(yù)測(cè)偏差大時(shí)影響rmrs的準(zhǔn)確引導(dǎo)，鉆進(jìn)至距a靶前約100m左右時(shí)，在待連通井中下入rmrs儀器，同時(shí)要為rmrs工程師提供較為準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)的井底井斜、方位、垂深、相對(duì)北坐標(biāo)、相對(duì)東坐標(biāo)；通過(guò)直井的rmrs測(cè)量后軟件計(jì)算出靶點(diǎn)相對(duì)于鉆頭(強(qiáng)磁短節(jié))的相對(duì)距離和偏離角，指導(dǎo)定向工程師根據(jù)反饋數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整軌跡，調(diào)整方位后繼續(xù)鉆進(jìn)，每鉆進(jìn)5～10m，連通測(cè)量一次，如此反復(fù)，不斷調(diào)整井眼軌跡使鉆頭對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)井眼，從而實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”“穿針引線”完成連通。